그 어떤 말로 오일/가스 시장의 중요성을 설명해야 할까? 지금은 어느 때 보다 더 에너지의 보안, 환경, 운용 보안, 설치 시스템의 최대 효율성, 분산 시스템의 안정성과 즉각적인 실시간 제어 능력, 청정 에너지 기술을 추구하는 시대이다.

이러한 요구사항에 부응하는 내쇼날인스트루먼트(이하 NI)의 그래픽기반의 소프트웨어와 분산제어, 고성능 프로세서를 탑재한 Real-Time 하드웨어를 이용한 다양한 입출력신호 장치를 이용한다면 독자 여러분들도 애플리케이션 구축에 성공할 것임을 확신한다. 본고에서는 오일/가스 산업의 기본 애플리케이션을 구분해 보고 각 애플리케이션의 대표 솔루션 및 필수 구성 요소를 소개하고자 한다.

오일/가스 산업은 거대한 자본을 필요로 하며 20~40년의 운용 기간이 필요하기 때문에 무엇보다도 안정적이고 효율적인 시스템이 중요하다. 먼저 독자들의 이해를 돕기 위해 오일/가스 산업에서 구분하는 기본 섹터 개념을 설명해 보겠다.

오일/가스의 3가지 스트림을 보여주고 있다. 첫째, Upstream은 오일 회사/정유사가 유전의 위치를 찾아내고 지형학적인 조사, 지진 가능성 등을 조사하고 시추를 하는데 필요한 애플리케이션이 사용되는 단계이다. 둘째, 앞서 오일/가스 산업은 막대한 자본을 필요로 하는 산업이라고 언급하였는데 최적의 필드 운용은 경제적인 이익의 최대화와 직결된다. 따라서 Mainstream은 실제 찾아낸 유전을 기반으로 최적화된 생산과 안정적인 설비 제어, 효율적인 운송 등의 애플리케이션 단계이다. 마지막으로 Downstream은 석유의 정제, 운송, 사용자 위치의 파이프라인 분배와 같은 애플리케이션 단계이다.

보다 상세한 애플리케이션 사례를 구분한 표 2를 참고하면 3가지 스트림에 대해 좀 더 쉽게 이해할 수 있을 것이라 생각된다.   
머드/가스 분리장치(Petrobras사), 시멘트분석기(Halliburton사), 코일 튜브 드릴 제어(Schulumberger사), 슬러그서프레션 제어(Shell사), Workover Rig 자동화(Key Energy Service사), SCADA 시스템(Alcatecl-Lucent사, PEMEX사), 오일 누출 감지, 해저 굴착 시스템(Nexans사), 자동화 초음파 웰딩 검사 장치(UT Technology사) 등이 대표적인 애플리케이션 사례이며 이미 이전 기고를 통하여 소개한 바 있다.

상기 분야 이외에 50여 가지 이상의 오일/가스 분야 솔루션 사례와 기술 정보는 ni.com/oilandgas에서 확인할 수 있다.

최근 한국내쇼날인스트루먼트의 조선해양 전문 파트너사인 칸(khan-offshore.com)은 Off-Shore 시추선의 필수 장치인 ‘Drill String Compensation Isolation Valve Monitoring’ 시스템을 모 중공업사에 제공하는 등 좋은 결과를 내었다. 이 시스템은 FPSO, Semi Submersible Rig 등 Off-Shore 구조물에 설치된 시추탑의 모니터링 장치로써 NI의 산업용 컴퓨터와 고성능 디지타이저, 데이터수집 디바이스가 무선으로 데이터를 송신하고 분석하는 고급 애플리케이션 시스템이다.

오일/가스, 해양 플랜트의 경우에는 연근해 생산이 정체되거나 감소하고 있고 유전개발의 손익 분기점 등에 대한 이슈로 심해(Deep Sea) 개발이 증가하는 추세이다. 또한 복수개의 유정 결합(Well Cluster)이 증가하여 Subsea와 Topside 통합 설계 능력이 요구되며 고성능 제어와 다양한 I/O가 필요하므로 FPGA 기반의 고성능제어계측 시스템인 NI CompactRIO 플랫폼이 유용하다고 할 수 있겠다.

오일/가스, 선박/해양 플랜트에 들어가는 제품들은 대부분 선급 인증을 획득하여야 한다. 선주사에 따라서 혹은 선박이 이용되는 예에 따라서 요구하는 선급 인증은 달라지기도 하지만 인증을 통해 열악한 환경에서도 견딜 수 있는 안정성과 내구성, 견고성을 입증하는 것이 일반적이며 NI CompactRIO와 Compact FieldPoint 플랫폼도 로이드선급 인증을 가지고 있다. 또한 Conformal Coating이 가능한 하드웨어는 방수, 방습 기능을 갖추고 있어 열악한 환경에서도 시스템의 성능을 최적으로 유지할 수 있다.

오일/가스 산업 분야에서 기술 발전, 안정성과 효율성에 대한 요구 사항 증대에 따라 각 스트림별 제어 계측 시스템에도 다양한I/O가 필요하며 고속/고성능의 제어 프로세서를 탑재한 시스템은 항상 업그레이드되어야 한다. 이러한 업계의 요구 사항을 반영하여 NI는 매년 새로운 성능의 플랫폼을 출시, 해당 산업 분야의 사용자들에게 업그레이드된 플랫폼을 제공하고 있다.

특히 그래픽 기반의 프로그래밍 언어 LabVIEW를 사용하여 측정/분석/제어 프로그래밍의 효율성을 극대화시킬 수 있다.

SCADA 연동, DSC(Data Logging and Supervisory Control) 애드온툴킷 소프트웨어, NI CompactRIO와 같은 고성능 분산 제어 시스템, 다양한입출력 신호 계측 시스템을 이용하여 오일/가스 분야의 애플리케이션을 보다 효율적으로 구축할 수 있을 것으로 기대한다.