하수처리에서 DCS 적용 및 자동운전 사례 - 하수처리 자동화시설의 Y2K문제 해결 사례

10-b. 하수처리 자동화시설의 Y2K문제 해결 사례

『하수처리 자동화시설의 Y2K문제 해결 사례』

연구 : 서울특별시 가양하수처리사업소 (현재 서남하수처리사업소) 김영수

본 논문은 "육해공을 주름잡는 오리" 김영수가 아래에 발표한 내용입니다.
① 1999년 2월 가양하수처리장 운영개선 연구문 제3집
② 1999년 4월 월간 자동제어계측 특별기고
③ 1999년 4월 환경부 Y2K 담당 공무원 특별교육 연구 발표

1. 머 리 말

Y2K는 연도를 뜻하는 영어의 year에서 첫 글자 Y와, 숫자 2, 그리고
1000을 의미하는 영어의 kilo에서 첫 글자 K를 합성시킨 단어이다.
Y2K 문제는 밀레니엄 버그(Millenium Bug) 라고도 하며 컴퓨터가 다
가오는 서기 2000년에 날짜를 정확하게 인식하지 못하여 잘못된 연산을
수행하거나, 운영체제 또는 응용프로그램 등에서 오류가 발생하고 최악
의 경우에는 컴퓨터 시스템이 정지되는 등의 문제들을 발생할 수 있는
"컴퓨터의 2000년도 표기 문제"를 말한다.
Y2K 문제는 컴퓨터를 이용하는 곳이면 모두 관련이 되므로 금융기관,
행정기관 등은 물론이고 산업현장이나 가정의 자동화 기기에 이르기까지
광범위하고, 이에 따른 대처를 소홀히 할 경우에 사회적 혼란과 막대한
손실이 예상된다.

하수처리장은 하수가 유입되어 방류되기까지 여러 처리공정이 상호연
관을 갖게되며 이를 유지관리하기 위하여 각종 설비 및 기기들이 연동,
유기적인 체계를 가지고 운영되고 있다.
자동화시설은 이러한 복잡한 하수처리 공정의 각종 기기에 대한 감시
및 제어를 통한 자동운전과 운영자료 등을 컴퓨터에 의해 종합적으로 관
리하는 시설로서 하수처리장의 중추적인 설비라고 할 수 있다.
가양하수처리사업소 제1처리장 자동화 시설은 분산제어시스템(DCS)으
로 구성되어, 중앙감시실에 주 컴퓨터(DOC)의 운영조작반이 설치되어
있고 주요 처리공정마다 13대의 현장컴퓨터(DCU)가 설치되어 있으며 중
앙감시실에서 감시 및 제어가 이루어지고 있다.
가양하수처리사업소에서는 Y2K 문제가 예상되는 DCS 자동화 설비에
대하여 컴퓨터 시스템의 날짜를 재설정 (Date Resetting)하여, 시간을 과
거로 되돌리는 실용적인 방법으로 Y2K 문제를 해결하였으며 이에 대하
여 소개하고자 한다.

2. Y2K 문제 해결 추진 배경

Y2K 문제는 국내외적, 정책적으로 관심의 대상이 되고 있는 사항이
나, 아직까지 하수처리장 DCS 자동화시설의 2000년 문제 해결에 관한
일반화된 사례가 없어 문제 해결에 어려움이 많았으며, 하수처리장에서
하수처리 업무를 수행하면서 자동화시설의 운영과 관련된 실무지식을
토대로 Y2K 문제를 개선하게 되었다.
제1처리장 DCS 자동화시설은 미국 Fischer＆Porter사(Bailey사 합병)
제품으로 40DC2000C System (DCI5000)이다.
설치된 기종은 1993년에 단종되었고 부품 공급에 있어서도 1999년까지
한정되어 있으며 Y2K 문제가 발생하는 설비로서, 서기 2000년 도래시
자동화시설 운영에 문제 발생이 예상되어 대책을 추진하였다.

[표 1] 제1처리장 DCS 자동화시설 현황
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구 분 시스템 명 용 량 수 량
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하드웨어 40DC2000C ㆍMain CPU: 32bit 1Set
(DCI5000) ㆍMain Memory:4MB
ㆍCache Memory:8KB
ㆍHDD : 90MB
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소프트 RSX-11M ㆍMMI 1Set
웨 어 PLUS - 감시,제어
(Ver4.3) - Data분석
ㆍ일보, 월보 등
보고서 작성
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현 장 40PC2000C ㆍPCU 13Set
DCU - CPU : 32bit
- Memory Board
ㆍ통신포트 : 2중화
ㆍPIU : DI,DO,AI,AO
Card 장착
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중앙감시실 주 컴퓨터 운영내역 : 감시, 제어, Data분석
일보,월보등 보고서 작성,
공정알람 Event 표시 및 보관등

현장 컴퓨터 (DCU) 운영내역 : 중앙DOC에 자료전송,
중앙DOC의 명령수행 등
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제작사 : 미국 Bailey (Fischer ＆ Poter) 설치사:(주)광명제어
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DCS 자동화 시설인 DCI5000 기종의 Y2K 문제 해결을 위하여 제조회
사인 미국의 Bailey에 Y2K 문제 해결 방법을 요구한 결과 다음의 3가지
방법을 제시하였다.

① 부품 추가 (중앙감시실 주 컴퓨터에 Conductor NT 설치 및 현장
컴퓨터(DCU)에 Global Database Access Kit 설치) 방법
② 상위 기종(DCI SIX) 으로 업그레이드하여 재시공하는 방법
③ 기존 제품을 철거하고 최신기종(Symphony 시스템)으로 전면 교체
하는 방법

[표 2] 제1처리장 DCS 자동화시설 Y2K 문제 현황
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구 분 종 류 수 량 문제발생 년월일
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하드웨어 중앙감시실 주 컴퓨터(DOC) 1Set 2000. 1. 1
현장 컴퓨터 (DCU) 13Set
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소프트웨어 O/S : RSX-11M PLUS Ver4.3 1Set 2000. 1. 1
응용: VOS Release 11.1
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그러나 간단한 부품추가에만 소요 예산이 약 5억원의 막대한 비용이
들고, 부품추가로 Y2K 문제를 해결한다 하여도 계속적으로 부품확보와
기술적인 사항을 오직 미국의 제작회사에 의존하여야 하고, 과중한 비용
부담 및 기술지원 협조와 이상 발생시 A/S 체계에도 어려움이 있다.
상위기종으로 업그레이드 또는 최신기종으로 전면 교체하여 재시공하
여 Y2K 문제를 해결하는 방안은 기존 설치된 DCI5000의 DCS 자동화시
설의 운영기간이 약 4년(준공 1995년 6월) 정도에 불과하여 충분히 사용
이 가능한 자동화시설을 Y2K 문제로 인하여 폐기 처분시키는 낭비적
요소가 있으며, 시설물 재투자 비용이 과다하게 소요됨은 물론 공사 기
간 중에는 자동화 시설을 운영할 수 없게 된다.

3. Y2K 문제 해결 추진 현황

3-1. Y2K 문제 해결 추진 일정
○ 1998. 5. 7 : Y2K 문제 해결 계획 수립
○ 1998.12. 30 : Y2K 문제 대응 세부계획 수립
○ 1999. 1. 23 : Y2K 문제 대응 Date Resetting Test 계획 수립
○ 1999. 1. 25∼1.29 : Y2K 문제 대응 Date Resetting Test 실시
○ 1999. 1. 30 이후 : Date Resetting으로 Y2K 문제 해결 운영 중

3-2. Y2K 문제 해결 준비 내용
○ Y2K 문제 해결 추진계획 수립 : 제1처리장 자동화시설
○ Y2K 문제 해결대책 질의 : 시스템 교체 및 업그레이드 권고
제조사, 설치사 등
○ Y2K 문제 해결 비용 조사 : 8회
(일부교체 : 약 5억원, 전면 교체 : 약 15억원 )
○ 시공기관 Y2K 문제 해결 조치 요구 : 자체적으로 조치 통보
○ 유관기관 Y2K 문제 해결 협조요청 : 1998.10.21
○ 관계업체 Y2K 문제 해결 합동회의 : 3회
ㆍ 공급사, 대리점, 설치사, 사업소
○ 동일 제조사 상위기종의 Y2K 해결 사례 출장 자료조사 : 3개소
ㆍ 전주시 환경사업소 Y2K Test 참관,
ㆍ 대산 석유화학 단지내 삼성종합화학(주) 기술자문
ㆍ 서울시 양천 자원회수 시설
○ Y2K 해결 전문기관 대책협의 : 1회
○ 관계자료 수집
ㆍ Y2K 문제 세미나 참석 : 4회
ㆍ 기타 자료수집 : 인터넷, 신문, 잡지 등

3-3. Y2K 문제 해결 준비 결과

제조사인 미국의 Bailey 회사에 DCI5000에 대한 Y2K 문제에 따른
제반사항을 질의한 결과 동 기종이 1993년에 단종된 제품이어서 2000년
문제의 영향 평가를 하지 아니하였고, 많은 비용이 소요되는 부품추가,
상위기종이나 최신기종으로 교체할 것을 권장하였으며, 날짜를 되돌려
사용할 수 있는지의 여부에 대한 질의에는 답변이 없었다.
제조사, 공급업체, 설치업체의 Y2K 문제 합동회의 개최 결과에서도
설치된 DCS인 DCI5000이 미국 본사에서 Test 결과 시스템에 따라 중단
사태까지 가는 경우가 있으며, Y2K 문제가 발생되므로, 제조사가 국내
공급업체에 통보한 내용으로 조치할 것을 권장하였다.

국내의 Y2K 상담(Consulting) 회사 및 전문기관(정보통신부, 산업자원
부 등)의 전문가의 자문 결과에 의하면 Y2K 문제는 제조사만이 조치할
수 있다고 하였다. 결국 제조사에서 Y2K 문제 해결을 위해 제시된 3가
지 방안 (부품 추가, 상위기종 업그레이드, 최신기종 전면 교체) 중에서
1가지를 택하여 Y2K 문제를 해결코자 할 때, 막대한 비용이 외화로 지
출되는 것은 물론 생산이 단종 된 DCI5000 기종에 대하여 업그레이드를
하여야 하는 비효율적인 문제가 있다.
또한 Y2K 해결에 필요한 소요비용에 대하여 명확한 검증 방법이 없
으므로 비용이 과다하게 산출되어도 오직 제조회사에 일방적으로 의존할
수밖에 없는 실정이다.

이와 같은 상황에서 DCS 자동화 시설에서는 날짜가 중요한 의미를
갖고 있지 않은 것에 착안하여 컴퓨터의 날짜를 과거로 되돌려서 문제가
발생하지 않으면 자동화시설 컴퓨터의 Y2K 문제가 발생하는 날짜를 연
기시키는 효과를 가져오는 것으로 판단되어, 시스템 날짜 재설정(Date
Resetting) 방법으로 Y2K 문제를 해결하고자 하였고 2000년도의 예상되
는 문제 날짜를 수동으로 직접 입력시켜서 시스템에 어떤 문제가 발생하
는가를 조사하였다.

4. 시스템 날짜 재설정 (Date Resetting)

4-1. Date Resetting 개요

DCS 자동화시설인 DCI5000 컴퓨터를 Y2K 문제 발생으로부터 해결
치 못할 경우 2000년 도래시에 하수처리 공정의 자동운전을 할 수 없어
수동운전에 따른 추가 인력의 소요로 예산이 증가되며 또한 제조회사가
제시한 방법으로 해결시에는 앞으로 계속 업그레이드 및 부품의 공급을
받아야 하기 때문에 과다한 비용 부담과 A/S상의 어려움이 있다.
현재 설치된 DCI5000 컴퓨터 시스템의 날짜를 과거로 되돌려 간단히
Y2K 문제를 해결함으로서, 2000년 이후에도 하수처리에 지장을 주지 않
고 충분히 사용이 가능하며 경제적이다.

설치된 DCS는 하수처리장의 자동화 시설이며 제품생산 간접설비로서
하수처리 공정의 유량, 수위, 농도, Time 등을 설정 제어ㆍ감시하는 시
설로서 날짜가 과거로 재설정되어도 하수처리에 아무런 지장을 초래하지
아니하며, 제품생산 공정을 운영하는 공장에서도 용수처리 및 폐수처리
공정에 설치되어 있는 자동화시설은 날짜를 되돌려 운영하고 있거나 운
영할 계획으로 추진하고 있다.

4-2. Date Resetting Test 추진현황
○ 1999년 1월25일∼26일 : 하드디스크(HDD) Full Backup 작업
- O/S 및 응용 소프트웨어
. - Data Base, Graphic, Trend, Log 등
○ 1999년 1월27일 : 컴퓨터 이상에 대비하여 현장 인원보강 투입
○ 1999년 1월27일 10:00∼1.28 08:00 : 날짜 입력 검사(Test) 작업
- 1차 : 2000년도에 예상되는 문제 날짜들의 검사
- 2차 : 4년 전으로 Date(1995년 1월27일) Resetting
○ 1999년 1월28일 : Date Resetting 상태에서 Report 자료복구
○ 1999년 1월29일 : Date Resetting 상태에서 Trend 자료복구
○ 1999년 1월30일 부터 : Date Resetting 상태로 정상 운영중

4-3. 2000년도 문제 예상 날짜 입력 TEST

DCS 자동화 시설 컴퓨터인 DCI5000의 날짜를 수동으로 입력하여
문제가 발생할 소지가 있는 1999년 4월부터 2010년 1월까지의 날짜 중
에서 검사를 하였으며 TEST 결과는 [표 3]과 같다.
운영체제(O/S)인 RSX-11M PLUS Ver4.3에서 날짜가 1999년에서
2000년으로 바뀔 때는 정상이었다.
그러나 2000년 2월29일의 다음 날 날짜가 3월1일로 바뀌어야 하는데 2
월30일로 표시하는 오류가 발생하였고, 이 것은 400년 주기로 돌아오는
윤년을 운영체제에서 정확히 처리하지 못하는 오류이다.

참고로 연도가 4로 나누어지는 해는 윤년이지만 100으로 나누어지는
해는 평년이며 400으로 나누어지는 해는 다시 윤년이 된다.
MMI(Man Machine Interface) 응용프로그램에서는 날짜가 1999년에서
2000년으로 바뀔 때 현장 컴퓨터로부터 매 시간 수집하는 보고서 자료를
불러오지 못하는 오류와 함께, 운영자 키보드와 엔지니어링 키보드의 작
동이 정지되는 System Down 현상이 발생하였다. 공통적으로 MMI 응
용 프로그램은 2000년도의 날짜에서는 System Down이 발생하였다.

[표 3] 문제가 예상되는 날짜 TEST 결과
------------------------------------------------------------------
순위 문제가 예상되는 날짜 운영체제 응용 프로그램
------------------------------------------------------------------
1 1999. 4. 9 정 상 정 상
2 1999. 9. 9 정 상 정 상
3 1999. 12. 31 → 2000. 1. 1 정 상 System Down
4 2000. 1. 10 정 상 System Down
5 2000. 2. 28 → 2000. 2. 29 정 상 System Down
6 2000. 2. 29 → 2000. 2. 30 오류발생 System Down
7 2000. 2. 30 → 2000. 3. 1 오류발생 System Down
8 2000. 3. 31 → 2000. 4. 1 정 상 System Down
9 2000. 4. 30 → 2000. 5. 1 정 상 System Down
10 2000. 10. 10 정 상 System Down
11 2000. 12. 31 → 2001. 1 . 1 정 상 System Down
12 2010. 1. 1 정 상 System Down
-----------------------------------------------------------------

4-4. 시스템 날짜 재설정 (Date Resetting) TEST 및 결과

설치된 DCI5000 시스템의 날짜를 과거로 변경시킬 때 몇 년을 되돌
려서 관리할 것인가에 대하여 다음 3가지를 고려하여 DCI5000 에서는
TEST를 실시한 연도인 1999년에서 4년 전으로 변경하는 것으로 시스템
날짜 재설정(Date Resetting)을 하였다.

① DCI5000 기종의 자동화시설은 1994년 7월부터 시운전을 시작으로
(준공: 1995년 6월) 현재까지 정상 운영중이다.
② 운영체제인 RSX-11M PLUS Ver4.3에서의 날짜설정 명령어인
Time의 도움말을 확인한 결과, 운영자가 입력가능한 연도의 설정기간이
1983년부터 1999년까지로 한정되어 있었다.
③ 서기 2000년은 100년 주기의 평년이 아닌, 400년 주기의 윤년이다.

[표 4] 시스템 날짜 재설정 결과
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Date Resetting 운영체제(O/S) 응용프로그램 비 고
-----------------------------------------------------------------
1995년 1월27일 정 상 정 상 4년 전으로
00시00분 날짜 변경
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컴퓨터 시스템의 날짜를 4년 전으로 변경시켜 1999년 1월27일에서
1995년 1월27일로 Date Resetting하였는데 [표 4]의 Test 결과처럼 운영
체계나 응용 프로그램이 정상적으로 작동하였다.

단지 앞서 2000년도의 문제가 예상되는 [표 3]의 날짜 시험으로 인하
여 일보(Report) 자료가 저장되는 PDS(Process Data System)는 초기화
(Database Generation) 작업으로 복구하였다.
또한 공정상의 운영 상태를 꺽은선형 차트 형식으로 보여주는
Historical Trend는 날짜가 4년 전 과거로 변경되어, 차트의 시간 항목에
서 우측의 최근 날짜가 좌측의 변경 전 날짜보다 과거 날짜가 되는 현상
으로 인하여 Data 수집을 정상적으로 못하였으나 Trend Configuration
의 기존 설정내용을 지운 후 처음부터 다시 설정시켜서 복구하였다.

1999년 1월 30일 부터는 DCI5000 컴퓨터 시스템의 날짜를 1995년으로
Date Resetting 상태로 자동화시설을 정상적으로 유지관리하고 있으며,
지금까지 이로 인한 이상 발생은 전혀 없었다.
날짜 변경으로 인하여 보고서(report)에 표시되는 연도를 함수가 아닌
문자(Text)로 처리함으로서 보고서에 현재 연도의 출력이 가능하다.
또한 보고서 활용을 높이기 위하여 주컴퓨터의 PDS에 저장된 일보
자료(Data)를 PC(Personal Computer)로 전송하여 자체 개발한 프로그램
으로 변환시켜 일보, 월보 등을 출력하고 있다. 동시에 근거리 통신망
(LAN)으로 각 부서의 사무실에서 PC를 이용하여 중앙감시실의 운영자
료를 24시간 활용 가능하도록 조치하여 운영효율을 극대화시키고 있다.
1999년 1월 30일 이후 Date Resetting 상태로 현재까지 계속적으로 유
지관리를 하면서, 모니터 화면상에 각종 알람경보 및 시스템 메시지 등
의 날짜가 4년 전으로 표시되는 것과 요일이 맞지 않는 정도의 지극히
작은 불편이 있을 뿐이었다.

4-5. 전문가 의견 및 기대 효과

제품 생산설비와 직접적인 관련이 없는 DCS 또는 PLC 등의 자동
화설비는 Date Resetting으로 운영하여 이상 발생이 없을 경우 계속적인
운영에도 지장이 없다는 의견을 제시하였다.
한국능률협회 경영혁신본부 Y2K 지원센터 전문위원은 1999년 4월경
비정보화(Non-IT) Y2K 문제 세미나에서 Date Resetting 방법을 Y2K
해결 사례로 발표를 계획하고 있다.

Y2K 문제가 있는 단종된 DCI5000 시스템의 날짜를 재설정하는 Date
Resetting 방법으로 제품의 내구연한(경제적 사용한계) 까지 효율적인
운영이 가능하다. Y2K 문제 해결로 2000년 도래시에도 원활한 하수처
리로 한강수질보전에 기여하고, Y2K 문제 해결 비용(약 5억원)을 절감
하고 귀중한 외화의 유출을 방지할 수 있다.
가양하수처리사업소의 시스템 날짜 재설정에 의한 Y2K 문제 해결 사
례를 시설이 유사한 다른 상, 하수 처리시설에 적용할 수 있다.

5. 맺 음 말

Y2K 문제는 2000년이 도래하기 전에 반드시 해결해야 할 과제이지만
이를 해결하기 위해서는 해당 시스템의 전문적인 지식과 기술은 물론이
고 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어에 대한 보완을 필요로 하므로 제조회
사의 일방적인 결정에 의존하여야 하는 경우가 많고 막대한 비용과 노력
을 요구하고 있다.
컴퓨터의 날짜를 과거로 되돌리는 Date Resetting 방법에 의한 Y2K
문제 해결 방안은 분명히 최선의 방법은 아니지만, 유지관리를 담당하는
곳에서 가장 경제적으로 확실하면서도 간단하게 Y2K 문제를 해결할 수
있는 차선책으로 생각한다.

물론 Date Resetting 방법을 모든 컴퓨터에 적용시킬 수가 있는 것은
아니며 업무 특성상 금융기관이나 행정기관 등에서는 날짜에 의한 이율
계산이나 행정업무를 처리하여야 하므로 적용이 곤란할 것이다.
그러나 산업현장의 자동화 시설에 대하여는 Y2K 문제해결 방법의 시
각을 전환하여 충분한 조사와 검토를 거쳐서 날짜를 되돌려서 사용이 가
능하다면 Y2K 문제 해결 방안으로 적극 활용하여야 한다.
특히 우리나라 산업현장의 자동화 시설 대부분이 외국의 유명 컴퓨터
회사의 제품인 것을 감안한다면 외화가 한푼이라도 아쉬운 국제통화기금
(IMF) 관리체제의 경제가 어려운 시점에 Y2K 문제 해결에 소요되는 외
화의 지출을 방지하여 국가경제에도 많은 도움이 된다.

자동화시설의 Y2K 문제가 발생되는 컴퓨터 중에서 시스템 날짜 재설
정(Date Resetting)으로 해결하여 충분히 유지관리가 가능한 컴퓨터 시
스템인데도 불구하고, 막대한 비용을 들여가면서 특별한 기능의 향상없
이 단순히 연도 문제만을 해결하려는 방법은 투자에 따른 효과와 경제성
을 고려하여 신중하게 결정하여야 할 것이다.

문의 전화 (02) 3661-6283

10-b. 하수처리 자동화시설의 Y2K문제 해결 사례 끝.

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