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4차 산업 혁명은 희망한다… POWERLINK와 openSAFETY를!

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독일에서 시작된 Industry 4.0의 컨셉에 전 세계 산업 전문가들의 이목이 집중하고 있다. 개별 워크피스들은 기계, 설비 및 공급업체 전반에 걸쳐 분산된 인터넷과 같은 지능 구조를 형성하여 자신의 생산에의 상호작용이 점점 증가하게 하는 역할을 한다.

이 새로운 산업 풍경으로 가는 길은 점점 분산화 제어와 모션 기술로 포장되고 있다. 그러나 이 기술은 거대한 양의 데이터를 관리할 수 있는 안전장치 통신 시스템에 크게 의존하고 있다. POWERLINK와 openSAFETY의 타의 추종을 불허하는 품질은 이 도전을 극복하고 4차 산업 혁명으로 맞이할 것의 구체화에 도움을 준다.

19세기의 1차 산업혁명은 수공업을 석탄과 증기로 전력을 얻는 산업 수단으로 바꾸었다. 2차 산업 혁명은 노동자들이 조립 라인에서 분업을 하는 대량 생산을 도입했다. 13세기 중반의 중대한 발명품인 트랜지스터는 3차 혁명을 불러왔다.

그 때부터 놀라운 수준의 제어로 제조 공정을 자동화할 수 있게 되었다. 이전엔 소수의 엘리트들만이 가질 수 있었던 소비 제품들을 일반 사람들도 가질 수 있을 정도로 저렴한 가격으로 제조할 수 있게 되었다.

배치 사이즈를 줄이며 대량생산
오늘날, 소비자들은 개성을 중요하게 여기지만 수제품의 비용을 지불하고 싶어하지 않는다. 이 역설은 공장 제조업자와 기계업체들이 배치 교체 사이의 시간과 노력을 최소화하도록, 이상적으로는 자동화로 이들을 모두 없애도록 압력을 주었다.

기존의 생산 관리 공정은 현대적인 생산의 요구를 수용하기에는 너무 경직되어 있다. 새로운 것으로의 적응을 위해 수 년에 걸쳐 많은 접근들이 행해졌다. 그 중 성공적이었던 방법 중 하나는 재고 운영과 생산 스케줄을 위해 기계끼리, 그리고 시스템과 서로 네트워크 하는 것이다.

통신과 분산화
이더넷 기반의 POWERLINK 통신 프로토콜의 개방성은 공장에 있는 다른 시스템과의 스트리밍 통신뿐만 아니라 사무실 환경에서의 IT 시스템에서도 효율적인 것으로 증명되었다. B&R의 공정 제어 시스템인 APROL은 또한 전체 기계 네트워크와 빌딩 자동화 시스템이 하나의 완벽하게 통합된 생산 시스템으로 구축되는 데 상당한 기여를 한다.

더욱 적합한 생산에의 또 다른 성공적인 접근은 실시간 이더넷 플랫폼을 통해 각 시스템 전반에 걸쳐 지능화를 배포하는 것이다. 분산화된 제어와 I/O 시스템뿐만 아니라 내장형 지능을 갖춘 드라이브 시스템은 작동 중 동적으로 재구성을 할 수 있는 모듈화된 기계의 개발을 가능하게 했다.

B&R의 서보드라이브인 ACOPOS 시리즈는 2000년에 처음 도입 시 작은 혁명을 가져온 대표적인 예이다. 모션 시스템과 통합 데이터 처리를 하는 각 센서들의 증가 범위는 더욱 우세하고 있고, 개별 기계에 걸쳐 연산 성능과 데이터 저장이 확산되고 있다.

컨셉에서 시운전까지의 일관성
동시에 소프트웨어 엔지니어링 분야는 제품 개발자의 의도가 손실되거나 변경되는 것 없이 생산에 적용될 수 있는 새로운 컨셉으로 넘어갔다. 기하학적 CAD 모델은 가공 기계의 NC 프로그램으로 직접 변환될 수 있고 구성 데이터는 생산 스케줄과 시뮬레이션 시스템에 바로 공급될 수 있다.

CAE 프로그램의 움직이는 부분들의 운동학적과 동적 특성의 시뮬레이션은 시뮬레이션 툴에서 사용된 수학적 모델로부터 처리 알고리즘이 생성돼 프로그램 코드로 변환되어 기계와 공장을 제어할 수 있다.

한편 인터넷은 가정과 사무실에서 사용자의 삶에 계속해서 퍼져나가 데이터 관리 및 활용의 새로운 방법을 열었고, 격리된 컴퓨터의 중앙 집중식 데이터 저장소를 거대하고 지속적으로 증가하는 더 작은 유닛들로 교체하였다. 하향식 명령 구조는 클라이언트 – 서버 시스템의 질의 – 응답 방식 접근방식에 자리를 내어주고 있다.

독일 연방 정부에 의해 제시된 계획은 산업 생산 기술 분야에 이러한 메커니즘의 어플리케이션을 홍보하는 것을 목표로 하고 있다. 그것은 Industry 4.0과 4차 산업혁명의 컨셉을 만드는 동시에 예측 및 생산 공정의 설계에 근본적인 패러다임의 변화를 촉진했다.

포스트 혁명 산업의 풍경은 클라우드 플랫폼에 연결된 정보 내장형 개별 워크피스와 함께 “Internet of Things”로 불리는 제품과 처리 데이터의 분산 활용을 특징으로 할 것이다.

워크피스로 촉진된 기계의 동적 재구성과 같은 시나리오를 포함한 생산 관리 방법론의 격변은 산업용 통신에 대한 수요의 증가와 관련되어 있다.

“동기화 할 축의 수가 증가하는 것처럼 전송해야 할 데이터의 양이 빠르게 증가하고 있습니다.“ Ethernet POWERLINK Standardization Group(EPSG)의 매니징 디렉터인 Stefan Schonegge씨는 말한다.

이 작업들은 광대한 네트워크에 걸쳐 개별 센서와 액츄에이터 레벨까지 실시간 성능의 저하 없는 고속 데이터 통신을 요구한다. POWERLINK는 시장의 다른 시스템들과 다르게 모든 점들을 만족시킨다.

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절대적인 신뢰도를 가진 동적 개방성
다른 제조업체들의 시스템 사이에 고도로 자동화된 상호작용을 달성하기 위해서는 실패의 위험을 최소화하는 것이 필수적이다. “POWERLINK는 이미 특별한 컴퓨팅 하드웨어의 필요 없이 PLC 및 회선 이중화에 제공될 수 있도록 완벽하게 갖추고 있습니다.” Schonegger씨가 말한다.

산업용 통신 네트워크에 대한 또 다른 중요한 요구 사항은 타사 시스템과의 상호 운영성이다. “이것은 간단히 한 공급업체가 모든 퍼즐의 조각에 최적화된 솔루션을 제공하는 것으로 상상해볼 수 있습니다.” Schonegger씨가 말한다.

“기존의 시스템과의 호환성의 견고한 기초와 개방형 기술에 대한 헌신은 절대적으로 중요하다.” Industry 4.0의 맥락에서 주목을 받을 이슈는 작업과 관련된 safety이다. 그러나 safety가 생산 공정의 유연성을 제한하거나 전체 잠재력 달성을 방해한다면 이는 분명 비생산적이다. “개별 기계를 safety 케이지에 넣어놓는 것은 좋은 방법이 아닙니다.” Schonegger씨는 확신한다.

만약 우리의 목표가 기계 및 생산이 개별 워크피스를 기반으로 구성을 조정하는 것이라면 기계의 모듈을 동적으로 추가하거나 재구성할 수 있도록 해야 한다. EPSG는 보류중인 4차 산업혁명에 대한 이야기가 나오기 오래 전부터 개발과 규격의 역사를 세우고 있다.

안전은 경계를 알고 있어야 한다
“필드버스 통합 safety 제어 시스템은 모듈화 기계 디자인의 필수 요소입니다. 이것은 사용된 필드버스의 타입과 완벽히 독립적이기 때문에 openSAFETY 프로토콜은 개별 모듈과 전체 기계가 그들 사이에 다른 프로토콜로 통신하더라도 하나의 safety 솔루션을 장착할 수 있도록 합니다.” Schonegger씨가 설명한다.

“openSAFETY는 동적으로 구성 가능한 모듈러 유닛들을 포함한 생산 라인을 하나의 safety 유닛으로 운영할 수 있습니다.” 복잡한 운동 체인과 툴의 중심점에서의 안전제한속도(SLS)와 같은 기능들을 위한 완벽히 통합된 safety 덕분에 작업자들은 보호장벽의 제한 없이 제약없는 퍼포먼스의 혜택을 누릴 수 있다.

Schonegger씨는 미래에 매우 유연한 생산 시스템의 요구를 충족시키기 위한openSAFETY를 갖춘 이런 특성들은 그것의 개방성의 덕을 보고 있다고 믿고 있다. “독점 솔루션들은 이제 한물 갔습니다. Industry 4.0의 진짜 혁명은 개방성에 크게 힘입을 것입니다.” ©

EPSG www.ethernet-powerlink.org

[박스]

숫자 “4“
숫자 “4“는 산업 자동화의 세계 전반에 걸친 방법론의 전면적인 변화의 선구자가 될 것으로 보인다. 분산된 생산 공정으로의 전환으로 기계 및 시스템 제조 업체에 가장 큰 도전을 제시하는 영역 중 하나는 소프트웨어 개발이다.

B&R의 자동화 소프트웨어인 Automation Studio 4에서 이상적인 솔루션을 찾을 수 있다.

시장의 다른 시스템들과 다르게 Automation Studio 4는 심지어 타사의 소프트웨어일지라도 동적으로 혹은 주문식으로 개별 모듈에 로드할 수 있는 완벽한 자유를 가진 모듈화된, 이벤트 기반의 소프트웨어의 개발을 지원한다.

Automation Studio는M-CAD, E-CAD 및 시뮬레이션 툴의 광범위한 범위의 원활한 데이터 교환 및 동기화를 제공한다.

[박스]

openSAFETY
openSAFETY는 동적으로 구성 가능한 모듈러 유닛들을 포함한 전체 생산 라인에 적용할 수 있어, 하나의 safety 유닛으로 간단하고 안정적으로 운영할 수 있다. 복잡한 운동 체인과 툴의 중심점에서의 안전제한속도(SLS)와 같은 기능들을 위한 완벽히 통합된 safety 덕분에 작업자들은 보호장벽의 제한 없이 제약없는 퍼포먼스의 혜택을 누릴 수 있다.

IIoT 기술 매거진 - 아이씨엔

아이씨엔 매거진 2013년 09월호

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로크웰오토메이션, 안전한 기계 진단으로 산업용사물인터넷 구현을 지원한다

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알렌브래들리 가드마스터 가드링크 (Allen-Bradley Guardmaster GuardLink) 안전 시스템

산업용사물인터넷(IIoT)는 공장 플랜트 및 기계 장비에서 수 많은 정보들을 실시간으로 수집하고 분석하는데 그치지 않고, 분석에 기반해 실시간으로 적절한 조치까지를 수행하도록 해야 하는 어려운 과제를 남겨두고 있다. 여기서 무엇보다도 중요한 조치는 바로 안전이다. 이는 안전 기반 통신 프로토콜을 통해서 구현되고 있다.

기존에는 기계장비에서 안전 장치들이 별도로 마련된 안전 입력에 배선되어야 했다. 이는 배선에서도 상당한 양의 추가 작업이 요구되었고, 잠재적인 고장 위험도 있었다. 그 뿐 아니라, 직렬 연결 배선을 하여 모니터링 하는 경우 각 장치의 상태 정보를 각 장치의 보조 출력으로부터 받아 별도의 리모트 I/O 카드 등에 연결해야 하는 불편함이 있었다.

알렌브래들리 가드마스터 가드링크 (Allen-Bradley Guardmaster GuardLink) 안전 시스템

로크웰 오토메이션의 새로운 안전 기반 통신 프로토콜 알렌브래들리 가드마스터 가드링크 (Allen-Bradley Guardmaster GuardLink) 안전 시스템은 이러한 문제들을 해결하고, 기계 장비의 진단 정보들을 안전하게 전달하도록 한다. 가드링크 기술은 안전 기반 통신 프로토콜로, 작업자들이 장비 진단을 효과적으로 하고 생산 중단 시간을 감소시켜 생산성을 향상할 수 있게 해준다. 가드링크 기술이 적용된 스마트 안전 장치는 보다 향상된 정보, 성능, 유연성을 제공하며, 기업이 장비 및 공장 전반의 안전성과 효율을 높이는데 기여한다.

GuardLink를 이용하면, M12 커넥터를 이용해 연결하여 안전 장치의 직렬 연결이 용이하고, 별도의 배선없이 제어기에서 Ethernet/IP 통신을 통해 각 장치의 진단 정보들을 끌어올 수 있다. 이 시스템은 링크 당 최대 장치 32대까지 단일의 4핀 케이블로 연결하여 안전, 진단, 원격 리셋 및 잠금 명령을 제공한다. 배선 작업에서도 최대 38% 감소되어 설치 비용과 시간이 대폭 절감된다.

이종두 로크웰 오토메이션 코리아 A&S사업부 과장은 ”산업용 사물인터넷(IIoT)을 갖춘 진정한 커넥티드 엔터프라이즈는 조직 내 플랫폼과 장치들 전반에서 실시간 제어와 정보를 활용할 수 있어야 하며, 사용자들에게 적시에 올바른 정보를 올바른 형식으로 액세스할 수 있는 역량을 제공”해야 한다며, ”이번에 발표한 가드링크는 기계 및 공장 전반에 향상된 안전성 및 효율성을 제공하여 국내 기업의 제조 생산성 향상과 디지털 전환을 지원할 것”이라고 말했다.

이번에 발표된 가드링크 기술은 알렌브래들리 가드마스터 안전 릴레이와 컴포넌트에 완전하게 통합되어, 사용자들이 최소 비용으로 스마트 안전회로를 구성하고, 전체 안전 시스템의 상태 정보에 액세스할 수 있도록 해준다. 가드링크 기술로 지원되는 스마트 탭을 통해 안전 장치를 연결하고 가드마스터 안전 릴레이로 표준 케이블을 연결할 수 있기 때문에 필드 기기인 라이트 커튼과 가드 도어부터 비상 정지 스위치 수준까지, 시스템에 대한 가시성도 크게 향상된다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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슈나이더 일렉트릭, 싱가포르서 IoT 플랫폼 ‘에코스트럭처’ 최신 버전 공개

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2018 Innovation Summit Singapore
twitter@Schneider Electric

’2018 이노베이션 서밋 싱가포르’ 9월 20일 개최

에너지 관리 및 자동화 분야의 디지털 혁신을 선도하는 글로벌 기업 슈나이더 일렉트릭(한국지사 대표 김경록)이 9월 20일부터 이틀간 싱가포르 마리나 베이 샌즈 호텔에서 ’2018 이노베이션 서밋 싱가포르(2018 Innovation Summit Singapore)’를 개최하고, 슈나이더 일렉트릭이 제시하고 있는 사물인터넷(IoT)을 지원하는 개방형 아키텍처 플랫폼인 ’에코스트럭처(EcoStruxure™)’ 최신버전이 공개된다.

2018 Innovation Summit Singapore

슈나이더 일렉트릭의 이노베이션 서밋은 세계적 전문가와 업계 종사자가 모여 디지털화와 디지털 전환(Digital Transformation)에 따른 변화하는 비즈니스 전략 방안에 대한 대담한 아이디어를 공유하는 자리다. 지난 5월말에는 서울 행사가 이틀간 개최된 바 있다. 서울을 포함해 전세계 약 20여개의 행사가 이미 개최됐으며, 이번 ‘이노베이션 서밋 싱가포르’는 동아시아 최대 규모로 진행된다.

‘Powering and Digitizing the Economy’를 주제로 진행되는 이번 싱가포르 서밋 행사는 총 6개의 전략 세션과 15개 이상의 전문가 세션이 열린다. 행사에서는 슈나이더 일렉트릭 장-파스칼 트리쿠아(Jean-Pascal Tricoire) 회장 겸 CEO가 참석해 기조연설을 담당한다. 이와 함께 국내의 주요 고객 사례도 소개될 전망이다.

장-파스칼 트리쿠아(Jean-Pascal Tricoire) 슈나이더 일렉트릭 회장은 “디지털 경제 활성화로 인해 전 세계는 전례 없는 속도로 변화하고 있다. 사물인터넷, 인공지능, 빅데이터 분석 등 기술을 통해 기업들은 효율성과 혁신성을 향상시켜 경쟁 우위를 차지하기 위해 박차를 가하고 있다.”고 말했다. 이어 “에코스트럭처에 구축된 우리의 기술은 디지털화를 기반으로 고객들이 효율성, 안전성, 안정성, 연결성, 지속가능성을 향상시켜 새로운 디지털 경제의 리더가 되도록 도울 것이다. 우리는 고객과 파트너가 에너지 관리 및 자동화 분야에서 성공적인 디지털 혁신을 이룰 수 있도록 지원해 나갈 것이다.”고 전했다.

또한 솔루션 데모 및 체험 부스로 운영되는 ’이노베이션 허브(Innovation Hub)’도 업계의 주목을 받고 있다. 3,700㎡의 공간에 마련된 이노베이션허브에서는 슈나이더 일렉트릭의 다양한 소프트웨어, 솔루션 및 서비스를 선보인다. 이노베이션 허브에서도 에코스트럭처 최신 버전이 새롭게 소개될 것으로 보이며, 여기에는 기계설비 및 플랜트를 위한 인공지능(AI) 및 VR(가상현실), 빅데이터 융합 기술들이 대거 추가될 것으로 예상된다. 이 밖에도 마이크로소프트, 엑센츄어, 시스코, 댄포스, 솜피, 아비바 등 기술 및 채널 파트너뿐만 아니라 주요 스타트업 기업과 슈나이더 일렉트릭의 협업 네트워크에 대한 방향성도 제시된다.

’2018 이노베이션 서밋 싱가포르’ 라이브 페이지에서 세부 진행 내용을 실시간으로 확인할 수 있다. (링크) 2018 Innovation Summit Singapore live

9월 20일 오전 9시(현지시각; 한국시각 10시)에 개막식이 시작된다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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어드밴텍, 사물인터넷 플랫폼 기반 협업 솔루션 마련

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IoT SRP 에코시스템 구성 방안 (이미지. 어드밴텍)

어드밴텍(지사장 정준교)이 사물인터넷(IoT) 플랫폼을 제시하고, 이 플랫폼을 통한 파트너사와의 협업을 통해 곧바로 현장 적용까지 가능한 협업 솔루션을 제시한다.

어드밴텍이 제시하는 사물인터넷 협업 솔루션은 IoT SRP(Solution Ready Pacage, 솔루션 레디 패키지)로서, 어드밴텍의 하드웨어와 WISE-PaaS 플랫폼 서비스에 파트너사의 도메인 포커스된 소프트웨어를 결합하여 바로 적용이 가능한 것이 특징이다.

IoT SRP 에코시스템 구성 방안 (이미지. 어드밴텍)

특히 어드밴텍은 산업용사물인터넷(IIoT) 분야에서 역량을 발휘하고 있다. 어드밴텍은 지난 수년동안 특정 산업분야에 특화된 협업 파트너사 발굴을 적극 노력해 왔다. 이들 특정 도메인에서 우수한 기술력을 확보한 파트너사와 함께 사물인터넷 플랫폼 서비스와 결합하는 방안들을 지원해 왔다.

일례로, 장비 모터 모니터링 솔루션은 어드밴텍 엣지 인텔리전스 서버와 센서, WISE-PaaS 플랫폼 서비스에 분석 전문 소프트웨어 사인 앤캐드를 결합하여 모터에 센서를 연결하여 데이터를 수집하고 그 결과를 바탕으로 예측정비 및 유지보수에 대한 절감이 용이하다.

정준교 어드밴텍 지사장은 “어드밴텍은 지난 수 년 동안 특정 도메인에 적합한 파트너사를 찾아서 협업하여 다양한 솔루션 레디 패키지를 개발, 서비스 할 수 있게 되었다”고 말하고, “앞으로 IoT 비즈니스에 있어서 실제적 매출 발생 모델이 될 수 있을 것이다”고 밝혔다.

어드밴텍은 오는 11월 1일과 2일 중국 쑤저우에서 전세계 6,000여명의 파트너를 초청하는 IoT Co-Creation Summit을 개최한다. 이 행사에서는 사물인터넷(IoT) 솔루션 레디 패키지(Solution Ready Pacage)에 대한 대대적인 설명과 전시는 물론 각종 컨퍼런스를 열어 상호 협업 방안에 대해 심층적으로 논의하게 된다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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