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제2회 대한민국 산업통신망 세미나 – 산업용 이더넷과 필드버스 관련 국내외 산업별 응용방안 제시

올해로 2회째를 맞이한 대한민국산업통신망세미나(KICTS 2008)이 지난 3월 5일과 6일 양일간 서울 코엑스 그랜드볼룸 101호에서 연인원 250여명이 참석한 가운데 개최됐다.
Aimex2008 국제자동화전시회와 동시행사로 개최되는 산업통신망세미나는 전통적인 제조 산업에서 어떻게 새로운 IT기술을 접목하고, IT산업에서의 혁신적인 기술들을 어떻게 제조 및 플랜트 산업에 적용할 수 있는가를 고찰할 수 있는 좋은 계기를 제공했다.

국내외 제조산업은 최근들어 자동차, 반도체, LCD 산업을 비롯하여 전력, 철강, 석유화학, 수처리, 교통 시스템 등의 산업 전분야에서 필드버스 통신을 비롯한 산업용 이더넷, 안전 네트워크, 무선 네트워크에 대한 수요와 적용이 활발하게 추진되고 있다.

특히 국내에서는 삼성전자, 삼성전자LCD, LG디스플레이, 현대자동차, 기아자동차, GM대우, POSCO, SK화학, 현대중공업, 한국수자원공사 등을 비롯한 다양한 제조 산업 및 플랜트, 빌딩, 각종 인프라 산업 분야에서 활발하게 산업용 네트워크의 적용이 이루어지고 있다.

또한 필드버스 및 산업용 이더넷, 무선통신을 기반으로 하는 산업용 통신 네트워크가 제조 및 플랜트 산업에서 요구되는 각종 정보들을 단일 네트워크를 통해 최적화된 시스템을 구축하여 경영관리 계층인 상위로부터 필드계기에 이르기까지의 끊김없는(Seamless) 정보화가 가능해지고 있는 것이다.

산업용 네트워크는 또한 안전과 보안을 아우르는 최적의 시스템 구축 방안과 운영방안, 제조업의 생산성 향상을 위한 하나의 솔루션으로 성장해 나가고 있다.

AIMEX 전시회 기간중 개최된 이번 세미나는 산업용 통신 네트워크의 최신의 국제적인 기술표준 동향과 다양한 산업통신망의 소개 및 각 산업별 응용사례들을 소개하는 자리가 됐다.

이번 세미나는 92년 설립이래 기술표준원의 간사 기관으로 위임 받아 ISO/ IEC 자동화 국제 표준의 관리를 해왔으며 필드버스 포럼 운영, 자동화 기계 B2B 국가 프로젝트와 관련 대형 국제 컨퍼런스, 세미나, 워크샵 등의 다양한 실전 경험을 하면서 제어 자동화, 산업 통신망 분야의 최대 유저를 확보하고 있는 KASAS(한국자동화표준시스템연구조합)과 한양대학교 유비쿼터스센서네트워크 연구센터, 한국산업기술대학교 에너지인력양성센터, 그리고 한양대학교 산업통신망 산학협렵협의회 4대 기관이 공동으로 주최하였다.

국제 표준화 동향에서 향후 기술을 확인

한양대학교 홍승호 교수는 키노트 발표를 통해 국제적인 최신의 산업통신망 관련 표준화 추진 동향과 향후 새롭게 부상하게 될 산업안전과 사이버 보안 기술에 대해 고민할 것을 제안했다. 홍승호 교수는 현재 국제표준은 ISO 및 IEC 양기관에서 산업통신망 관련 표준이 추진되어 왔다.

최근의 산업용 네트워크 표준으로는 지난 2000년에 IEC TC65/SC65C에서 IEC 61158(Digital Communications)로 발표되었다. 이는 필드버스(Fieldbus)로 알려지고 있다. 여기에서는 Profibus, ControlNet, Foundation Fieldbus, Interbus, Swiftnet, WorldFIP, P-net, (FF) HSE 등 8개의 프로토콜로 구성되었다. 이들 필드버스 표준들은 지속적인 논의를 통해 Profibus, ControlNet, Foundation Fieldbus, Interbus, Swiftnet, WorldFIP, P-net 등 7개로 2003년 5월 공식적인 국제표준으로 발표되었다.
2003년부터는 ISO와 IEC에서 산업용 네트워크 관련 표준을 추가로 진행하게 된다. IEC TC65/SC65C/WG6에서는 IEC61784-1 규격으로 IEC 61158 표준인 ‘필드버스(Fieldbus)’를 채택하였으며, 이후 WG11(워킹그룹 11)을 통해 추가된 IEC61784-2 규격으로 IEC/ISO 8802-3 기반의 ‘리얼 타임 이더넷(Real Time Ethernet)’을 제정했다. 또한 최근에는 IEC61784-3에서 안전에 대해 다루고 있으며, IEC61784-4에서는 사이버 보안에 대한 내용을 취급하고 있다. 이는 리얼타임 산업용 이더넷이 시장 확대를 적극 추진하고 있는 가운데, 이와 관련한 안전 및 보안이 새로운 과제로 떠오르고 있는 것과 같은 맥락이다. 또한 안전과 보안이 산업용 네트워크에서도 향후 새로운 이슈로 떠오를 것이라는 전망을 가능하게 하는 대목이기도 하다.

ISO에서는 개방형 구조를 지향하는 오픈 프레임워크 표준을 ISO TC184(산업자동화통신망표준)/SC5(구조 및 통신)/WG5(Open Framework)에서 표준을 준비하여 2003년 10월 ISO 15745(Open Framework)로 공표했다. ISO 15745는 2006년까지 Part1에서 Part6까지 발표됨으로써 표준 규격 자체가 완료되었다. 이로써 ISO에서는 총 16개의 개방형 통신 네트워크 프로토콜들이 표준으로 채택되었다. 특히 Part5 및 Part 6는 2006년 3월 투표를 거친 후, 4월에 ISO15745-5/6으로 최종 승인되었다. Part5에는 Ethernet/IP, ADS-net, FL-net, PROFINET, MODBUS TCP, Ethernet powerlink, EtherCAT 등 이더넷 기반의 프로토콜, 즉 산업용 이더넷이 차지하고 있다. 또한 Part6에는 CC-Link가 HDLC 기반 필드버스 프로토콜로 채택되어, 필드버스로서는 ISO 표준으로 가는 마지막 기차에 올랐다. 이로써 산업용 오토메이션 시스템의 애플리케이션 통합 프레임워크 시리즈 규격의 완결판이 되었다. 개방형 구조의 산업용 네트워크는 총 16개의 프로토콜이 국제 표준으로 완결된 것이다.

LS산전 권대현 선임연구원은 국내 최초로 산업용 이더넷 RAPIEnet에 대한 내용을 이번 산업통신망 세미나에서 발표했다. RAPIEnet은 LS산전의 자체 통신망으로 시작하였으나, 국제적인 개방형 표준의 요구에 부응하고, 국가별 블록화에 다응할 필요성에 따라서 국제 표준으로 발전시켜 나가게 됐다. 권대현 선임연구원은 “국내 기술이 국제 표준으로 채택됨에 따라, 2009년 9억 4천만달러로 예상되는 세계 산업용 네트워크 시장에 대한 선점과 약 1천 5백억원 규모의 국내 시장에 대한 외산 점유율 억제 경제적 효과를 기대하고 있다.”고 밝혔다.

특히 RAPIEnet은 가장 최근에 발표된 기술 답게, 최신의 이더넷 기술과 업계의 요구를 충족하는 기술들을 혁신적으로 담아냈다. 주요 기능으로는 외장 스위치 없이 기기간 디지털 통신이 가능하고, 통신 케이블에 문제 발생시 백업 패스로 통신할 수 있도록 링구조의 양방향 통신을 제공한다. 특히 케이블에 문제 발생시 기존 통신 에러 복원기술(300ms)보다 효율적으로 문제를 검출할 수 있는 기능(10ms)을 적용하여 기존보다 30배나 빠르게 통신 복원이 가능하다. 또한 접속 매체로써 전기, 광, 전기/광 혼합 미디어 등 다양한 시스템 구성이 가능하도록 했다.

로크웰 오토메이션 이정호 부장은 EtherNet/IP를 통한 생산현장의 생산성 향상 방안을 제시했다. Ethernet의 개발과 산업 현장에서의 이더넷 수용이 크게 요청되는 상황에서 EtherNet/IP가 출현하게 되었으며, 향후에는 EtherNet/IP를 통해 제어와 정보의 통합으로 나아가고 있다고 설명했다.

특히 EtherNet/IP는 변형되지 않은 이더넷을 기반으로 하여, 기존의 이더넷에서 이룩한 다양한 기술들과 광범위한 이더넷 시장에서 형성된 가치들을 손쉽게 산업용 이더넷에 적용해 나갈 수 있다고 밝혔다. 또한 기존의 이더넷이 담당하지 못했던 제조장비의 실시간성이 확보됨으로써 모션 제어 분야에서의 획기적인 발전이 이루어지고 있다고 밝혔다.

아이씨엔 오승모 편집장은 산업통신망 관련 수요자 인지도 현황을 발표했다. 여기서 산업용 이더넷의 가치와 현장의 인지도가 지속적으로 상승하고 있는 실정이며, 향후 무선 솔루션과 안전 네트워크 솔루션에 대한 비중도 급격히 증가할 것이라고 전망했다.

다양한 현장 적용 사례 발표

둘째날 키노트 발표에 나선 한화건설 남주현 팀장은 파운데이션 필드버스에 대한 국제적인 플랜트 적용 경험을 통해 왜 필드버스 산업통신망이 플랜트 현장에서 광범위하게 요청되고 있는가를 다양한 적용사례를 소개하면서 설명했다.

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로크웰 오토메이션 이상훈 수석은 ODVA가 제시하고 있는 CIP Motion에 대한 소개와 적용방안에 대해 발표했다. 그는 CIP Motion이 전통적인 시퀀스제어와 프로세스 제어는 물론 모션 제어 및 드라이브 제어에서도 광범위하게 현장 적용이 가능하다고 밝혔다. 모션 네트워크에 대한 현장에서의 요구가 빠르게 성장하고 있는 것과 대응하여, CIP Motion과 함께 EtherCAT, Profinet IRT, SERCOS III, Powerlink 등의 모션 네트워크들도 광범위하게 성장하고 있는 중이라고 설명했다.

또한 향후에는 한방향 통신에서 양방향 통신인 풀 디플렉스 통신으로, 허브 기반에서 스위치 기반으로, 동기화에서의 IEEE 1588 타임 동기화로, 노드당 높은 코스트에서 저코스트와 빌트인 경향이 주류로 성장해 나가고 있다고 밝혔다.

순천대학교 문용선 교수는 EtherCAT 로봇 적용 기술을 통해 모듈화와 동기화, 수직적 통합성으로 인해 모듈 로봇의 개발에 EtherCAT이 어떻게 최적의 조건을 만족하는지를 설명했다. 특히 EtherCAT은 각 모듈별 적용과 모듈간의 접속 편의성이 우수하고, 기본 기술 적용 방식이 간편하다. 따라서 RFID, 광통신, GPS 등과의 통합 개발을 통해 다양한 서비스 로봇의 개발이 가능했다고 밝혔다.

아이씨엔 매거진 2008년 04월호

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