공직파(11) : Intsrument Design - 공정의 안전을 짓는 업무

플랜트 및 공정설계 분야에서 Instrument Design(계장 설계)은 공정의 안전성과 신뢰성을 결정짓는 핵심 직무입니다.

 

단순히 계측기를 배치하는 수준을 넘어, 공정 조건을 정확히 측정하고 제어하여 안전·품질·운전 효율을 동시에 확보하는 역할을 수행합니다.

 

본 글에서는 공정설계 직무 중 Instrument Design의 정의, 주요 업무, 설계 범위, 필수 문서, 타 부서와의 협업 구조, 그리고 커리어 전망까지 체계적으로 정리해 드립니다.

 

공정설계 업무 중 Instrument Design에 대해서 이야기를 작성해보겠습니다.

 

Instrument Design의 개념과 역할

Instrument Design이란 공정에서 발생하는 압력, 온도, 유량, 레벨, 조성 등의 물리·화학적 변수를 측정하고 제어하기 위한 계장 시스템을 설계하는 업무를 의미합니다.

핵심 역할 요약

• 공정 상태를 정확하게 계측(Measurement)
• 이상 발생 시 경보(Alarm) 및 인터록(Interlock) 제공
• 제어 시스템을 통해 안정적인 운전(Control) 유지
• 사고 예방을 위한 안전계장(SIS) 설계

즉, Instrument Design은 공정의 ‘눈과 신경계’ 역할을 담당한다고 볼 수 있습니다.

 

 

Instrument Design의 주요 업무 범위

1. 계측기 선정 및 사양 결정

공정 조건에 따라 적합한 계측기를 선정합니다.

• Pressure Transmitter (PT)
• Temperature Transmitter (TT)
• Flow Meter (FT)
• Level Transmitter (LT)
• Analyzer (pH, O₂, GC 등)

이때 고려 요소는 다음과 같습니다.

• 운전 압력 및 온도
• 유체 특성(부식성, 점도, 독성 등)
• 정확도(Accuracy) 및 신뢰성
• 방폭 등급 및 설치 환경

 

2. Instrument Index 및 Datasheet 작성

• Instrument Index: 전체 플랜트의 계장기기를 목록화한 문서
• Instrument Datasheet: 개별 계측기의 상세 사양을 정의하는 문서

이 문서는 구매, 제작, 설치, 시운전까지 모든 단계의 기준 자료로 활용됩니다.

 

3. P&ID 검토 및 계장 반영

Instrument Engineer는 P&ID(Piping & Instrument Diagram)에서 다음 사항을 책임집니다.

• 계측기 위치 및 태그 번호 정의
• 제어 루프 구성
• 인터록 및 트립 조건 표시
• 알람 설정 개념 반영

P&ID는 Instrument Design의 핵심 산출물 중 하나입니다.

 

4. Control System 설계 (DCS / PLC / SIS)

• DCS(Distributed Control System)
• PLC(Programmable Logic Controller)
• SIS(Safety Instrumented System)

주요 업무는 다음과 같습니다.

• Control Philosophy 작성
• Loop Diagram 검토
• I/O List 작성
• Alarm & Trip Set Point 정의

특히 SIS 설계 시에는 SIL(Safety Integrity Level) 개념이 매우 중요합니다.

 

5. 계장 설치 및 배선 설계 지원

• Instrument Hook-up Drawing
• Cable Schedule
• Junction Box Layout
• Marshalling Panel 구성

현장 설치 가능성을 고려한 설계 검토가 필수입니다.

 

Instrument Design에서 다루는 주요 설계 문서

Instrument Design 직무에서 빈번하게 작성·검토하는 문서는 다음과 같습니다.

• Instrument Index
• Instrument Datasheet
• I/O List
• Control Narrative / Philosophy
• Cause & Effect Diagram
• Loop Diagram
• Alarm List
• Hook-up Drawing

이 문서들은 시공, 시운전, 유지보수 단계까지 이어지는 공정 전 문서입니다.

 

 

타 공정 설계 직무와의 협업 구조

Instrument Design은 단독으로 수행되지 않으며, 다음 부서와 긴밀하게 협업합니다.

• Process Engineering: 공정 조건 및 제어 개념 협의
• Mechanical: 계측기 노즐 및 설치 구조 협의
• Piping: 계측기 위치 및 접근성 검토
• Electrical: 전원 및 신호 배선 협의
• Safety: HAZOP, SIL Study 연계

특히 HAZOP 회의에서는 Instrument Engineer의 역할이 매우 중요합니다.

 

Instrument Design 직무에 필요한 역량

기술적 역량

• P&ID 해석 능력
• 계측기 원리 이해
• 제어 이론 기본 지식
• 국제 표준 이해 (IEC, ISA, API 등)

실무 역량

• 문서 작성 능력
• 타 부서와의 커뮤니케이션
• 시공·운전 관점의 사고

활용 소프트웨어

• SmartPlant Instrumentation (SPI)
• Aveva Instrumentation
• AutoCAD
• Excel 기반 I/O 관리

 

Instrument Design 직무의 커리어 전망

Instrument Design은 다음과 같은 강점을 가진 직무입니다.

• 플랜트 전반을 이해할 수 있는 종합 직무
• 안전과 직결되어 전문성 가치가 높음
• EPC, 운영사, 유지보수 분야로 커리어 확장 가능
• 해외 프로젝트 수요 지속

경력이 쌓일수록 Lead Engineer, Control Specialist, Safety Engineer로 성장할 수 있습니다.

 

 

정리

Instrument Design은 단순한 계장 설계를 넘어, 공정의 안전과 안정성을 책임지는 핵심 직무입니다.

 

공정 조건을 정확히 이해하고, 이를 계측·제어 시스템으로 구현하는 능력이 요구됩니다.

 

공정설계 직무 중에서도 전문성과 확장성이 뛰어난 분야를 찾고 계시다면, Instrument Design은 충분히 도전해 볼 가치가 있는 선택지입니다.