DCS와 PLC의 차이점, 경계가 사라지고 있다고?
산업 제어 시스템에 입문하실 계획이라던가. 평소에 관심이 있었다면? DCS(분산 제어 시스템)와 PLC(프로그래머블 논리 컨트롤러)라는 용어를 분명히 들어보셨을 겁니다.
하지만 이 두 시스템이 정확히 무엇인지? 그리고 어떻게 산업 현장에서 구체적으로 어떻게 사용되고 있는지 궁금하지 않으신가요?
필자는 산업자동화 시스템 분야에서 15년을 경험했습니다. 저의 경험을 잘 녹여서 최대한 쉽게 설명해 드릴게요. 이 글을 끝까지 완독하시면 도움이 되리라 믿어요.
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DCS와 PLC의 차이
DCS와 PLC는 모두 플랜트 공정을 자동화하고 효율적으로 관리하기 위해 설계된 시스템이죠. DCS, PLC는 자동제어 업체인 슈나이더, 지멘스, ABB, 로크웰 오토메이션 등의 메이저 업체에서 뛰어든 큰 시장입니다.
하지만 둘 사이에는 분명한 차이점이 있어요. PLC는 주로 단일 프로세스 또는 반복적인 작업을 제어하는 데 사용하는데요.
반면에 DCS는 여러 연속적인 작업을 관리하는 데 사용합니다.
즉, DCS가 여러 가지 공정을 제어하기 위해 각 설비의 패키지와 유기적으로 제어 시스템을 구축했는데요. 보통 패키지, 예를 들어 컴프레셔 하나를 제어하는 업체들도 다양합니다. 각각의 패키지에는 작은 제어 시스템이 있어서 단독 운전도 할 수 있어요.
그래서 패키지 제어에는 주로 PLC가 들어갑니다. 단독 운전 로직으로도 제어할 수 있지만, 전체 시스템의 P&ID에 맞게 커다란 제어시스템 내에서 유기적으로 얽혀 있답니다.
DCS는 그러한 여러가지 패지지의 PLC에서 하드와이어링 또는 통신으로 데이터를 수집해서 통합 및 제어합니다. 그래서 한 공정이 완료되면 다음 공정으로 넘기는 일련의 제어 활동을 원활히 유지할 수 있는 것이죠.
공정 제어의 핵심 DCS
조금더 부연 설명 드리자면. DCS는 공장 전체의 다양한 공정을 조정하고 감독하는 시스템입니다. 따라서 복잡한 연속 공정 제어에 최적화 되어 있죠.
DCS는 플랜트의 CCR(중앙 제어 센터)에 컴퓨터 기반의 시스템이 최상단입니다. 무엇보다 중요한 것이 시스템의 안전성과 신뢰성이기 때문에 서버도 보통 2중화 이상으로 구성합니다.
한 쪽 서버에 이상이 생겨도 다른 서버가 제어권을 그대로 가져가기 때문에 싱글 서버보다 안전성면에서 유리하죠. 서버 뿐만 아니라 하드와이어링과 통신을 처리하는 컨트롤러도 2중화로 구성합니다.
예전에는 DCS와 PLC의 차이가 명백했지만, 최근에는 콘트롤러만 따지고 보면 외관이나 기능에서 PLC와 기능면에서 차이가 없어지고 있는 상황입니다.
간단하고 빠른 제어를 위한 PLC
PLC는 그 설계가 간단하고 유연성이 뛰어납니다. 또한 처리 시간이 매우 짧다는 특징을 가지고 있어요. 주로 단일 배치 또는 고속 제어에 사용합니다.
또한 SCADA와 연동해서 그래픽 디스플레이를 통해 시스템을 제어할 수 있습니다. 일종의 1개 패키지를 위한 작은 DCS라고 생각하시면 되겠어요.
DCS와 PLC의 차이점, 경계가 모호해지는 현실
두 시스템은 개별적으로 발전했지만 시간이 흐르면서 DCS와 PLC의 차이점, 경계가 점점 더 모호해지고 있어요. 각자의 분야에서 기술의 발전으로 두 시스템 모두 서로의 장점을 흡수하며 성장하고 있기 때문이죠.
위에 말씀드린 대로 작은 규모의 공정, 패키지에서는 PLC가 유리하고. 대규모의 복잡한 공정에서는 DCS가 더 적합할 수 있습니다.
하지만 중요한 것은 공정의 특성과 사업의 요구사항에 따라 가장 효율적인 시스템을 선택하는 것입니다. 이것은 앞으로 여러분이 하셔야할 몫, 즉 시스템 엔지니어의 역할이죠.
DCS와 PLC, 미래는 어떻게 될까?
DCS와 PLC의 경계가 점점 모호해지면서 앞으로는 두 시스템 간의 차이가 거의 없어질 것으로 예상합니다. 분명한 것은 두 시스템 모두 산업 현장에서 꼭 필요한 역할을 하는 중요한 존재라는 것이죠.
현재 인공지능의 발전으로 자동화 시스템에도 조금씩 AI가 도입되고 있는데요. 기존의 데이터를 취합하여 앞으로 발생할 미래. 예를 들면, 고장 시점이나 제품 교체 시기, 유지 보수 시점 등을 경고할 수 있습니다.
이 외에도 더 많은 것들이 자동화 시스템에 포함되고 있어요. 아직 엔지니어링은 인간의 몫이지만, 이것도 AI의 발전으로 언제 자동화될지 모르는 상황입니다.
과연 PLC, DCS 어떤것 먼저 공부할까?
플랜트 하나를 건설하기 위해서 제어를 위한 P&ID가 완성된다면? 그 이후 부터 각 패키지에 맞는 기기와 시스템등을 통합하는 역할을 하는 것이 EPC의 역할이죠.
여러분이 앞으로 DCS를 하던, PLC 전문가가 되던지 변치 않는 사실이 있습니다. 프로젝트의 예산과 규모에 맞춰서 PLC 또는 DCS를 선정하는 것이죠.
따라서 어떤 브랜드의 제품을 사용할지 모르지만, 1가지 시스템에 정통하는 것이 중요합니다. 하나에 정통하면 나머지 시스템을 익히는 시간을 비교적 많이 단축할 수 있기 때문이죠.
예를 들어 지멘스 PLC S7-1500 시리즈를 배웠다면? 티아 포탈을 이용해서 PLC 구성부터 제어 로직, 통신로직까지 한 방에 해결할 수 있습니다. 그러면 다른 지멘스 제품들도 특성만 알면 빠르게 적용할 수 있겠죠.
마찬가지로 지멘스 제품에 통달했다면? 다른 제품도 빠르게 적응할 수 있으리라 믿습니다. 이 자동화 분야가 생각보다 크지 않더라구요.
PLC를 익히고, HMI는 금방 익히면? 그 다음 단계로 DCS도 빠르게 적응하리라 믿습니다.
정리하며
지금까지 DCS와 PLC의 차이점을 아주 쉽게 설명해드렸습니다. 그리고 앞으로 경계가 모호해져서 어떻게 바뀔지 예측해보는 시간을 가졌는데요. 도움이 되셨나요? 앞으로도 더 유익한 글로 찾아뵙겠습니다.
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.