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이더넷을 플랜트 현장에 도입하기 전 필수적인 7가지 주요 고려사항과 PROFINET

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하나. 네트워크 레이아웃에 대한 주요 고려사항은 플랜트 현장에 오피스 토폴로지(Office Topology)를 도입하는 것이 아니라 이더넷(Ethernet)을 갖춘 플랜트 / 머신 토폴로지를 구현해야 한다는 것이다.
오피스 이더넷(Office Ethernet) 인프라 구조는 전형적으로 온도제어 환경에 설치되는 상용 제품과 아울러 대규모 스타(Star) 토폴로지를 중심으로 고안된 스위치에 기반한다. 한편으로, 산업용 이더넷(Industrial Ethernet) 아키텍처는 고속 이중화와 같이 산업 환경에서 사용하기 위해, 추가적으로 필요한 특징 요건 및 조건의 차이점들을 고려한다. 산업용 네트워크는 고온 및 고진동 규격의 디바이스, 금속 커넥터, 차폐(Shielding) 처리된 케이블 및 플랜트 환경(스타, 링, 트리, 라인)에 따라 달라지는 상이한 토폴로지를 구현한다. 뿐만 아니라, 이들 스위치들은 자동화 시스템이 지원하는 동일한 개별장치들에 의해 구성되고 유지보수 되도록 고안된다.
둘. 이더넷(Ethernet)에 대한 주요 고려사항은 이미 알려진 배선 만이 아니다. 사용자에게는 자동화 어플리케이션을 실행시키기 위해 산업용 프로토콜이 필요하다.
IEEE 802.3 표준 이더넷(Ethernet)은 배선, 매체 액세스 규칙, 및 이더넷(Ethernet) 프레임의 구조를 정의한다. 해당 표준 기반의 통신을 활용하는 서로 다른 디바이스들이 동일한 네트워크 상에 공존할 수 있다 하더라도, 이들 디바이스는 서로 통신하기 위해 동일한 프로토콜 또는 “통신 언어”를 사용해야 한다. PROFINET은 분산 I/O, 기기간 연결, 기기 안전성 및 모션 컨트롤을 위해 필요한 기능들을 제공하는 산업용 어플리케이션들을 사용하도록 설계된 통신 프로토콜이다.
셋. 최근 작업처리량에 영향을 미치는 주요 고려사항은 네트워크가 얼마나 빠른가의 문제가 아니라, 데이터가 얼마나 정확한 예측을 토대로 신속하게 적재적소에 도달하는가 이다.
작업처리량은 실제로 네트워크의 속도를 결정할 때, 아주 중대한 요인이다. 작업처리량은 주어진 시간 내에 네트워크를 통해 전송될 수 있는 데이터의 양에 의해 결정된다. 통신 패킷에서 반환시간을 단축시켜야만 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있다. PROFINET은 결정성적이고 신뢰할만한 통신이 설치된 플랜트 현장용으로 고안된 네트워크에서 최대의 작업처리량을 달성했다. PROFINET 패킷에서의 반환 시간은 표준 이더넷 TCP/UDP 이행시간보다 10배 정도 빠르다. PROFINET은 스피드와 결정성이 요구되는 시간을 다투는(time critical) 어플리케이션을 위해 Ethernet Real time 채널을 이용하고, 구성(Config), 진단(Diagnostic), 네트워크 라우팅 및 “벌크 데이터 전송” 통신을 위해서는 표준 TCP/IP 채널을 사용함으로 빠른 성능을 가진다.
넷. 네트워크 구성 시 주요 고려사항은 얼마나 셋업이 용이한가 뿐만 아니라, 작동에 필요한 프로그램을 얼마나 간편하게 만들 수 있는가 하는 문제다.
디바이스들 간의 통신 관계를 확립하고자 할 때, PROFINET은 제어 컨트롤러의 로직 프로그래밍 접근 대신에 구성을 통한 접근 방식을 활용한다. 통신을 프로그래밍하고 디버깅하는 대신에 디바이스들 간의 상호작용을 구성하는 오브젝트 구성으로, 시스템 통합관리자 및 최종 사용자들은 엔지니어링 및 시운전에서 25%이상을 확실히 절감시킬수 있다. 이와 같은 진보를 위한 하나의 주요 요소는 자동적으로 네트워크 이용을 계산하여 시스템 전반에 대한 스캔 속도를 정의가 필요 하다.
다섯. 산업용 이더넷(Industrial Ethernet)에 대한 주요 고려사항은 현재 사용자에게 필요한 어플리케이션을 지원하는가가 아니라 동일한 이더넷(Ethernet)이 차후 사용될 사용자의 모든 어플리케이션을 지원하는가 하는 문제다.
오늘날 제조업체들은 독점적인 전용 네트워크 및 인터페이스의 수를 감소시킴으로써 높은 가치를 구현하고 있다. 그러나, 이러한 진보는 종종 단계적 접근방식으로 발생한다. PROFINET은 사용자가 peer-to-peer 통신, 분산 I/O, 기계 안전성, 모션 컨트롤 및 데이터 취득과 같은 상이한 제어 원리를 단일의 이더넷 네트워크 상에 자신의 페이스에 통합 자동화 솔루션을 구현할 수 있게 한다. 또한, PROFINET은 연결 시 필요하게 될 차후 요건들을 처리하도록 제작되었다. 일례로, 생산 수율, 매트릭스 등 여타의 생산과정의 측정치가 이더넷 연결을 통해 해당 사업장에 용이하게 수집되도록 관리 시스템(ERP)에 생산 데이터를 긴밀히 통합시키는 경향이다.
여섯. 산업용 이더넷에 대한 주요 고려사항은 이것이 이더넷과 소통하는가 뿐만 아니라 이것이 다른 벤더들이 제작한 디바이스 및 이미 구현된 네트워크와 어떻게 통합되는가 하는 문제다.
PROFINET이 표준 이더넷 스위치와 작업하고 TCP/IP 프로토콜(TCP/IP Protocol Suite)을 활용하기 때문에, PROFINET 기반 시스템은 전체 자동화 네트워크에 IGMP 스누핑(snooping) 및 VLAN과 같은 특별한 특징 또는 하이엔드 스위치의 요건 없이도 연결될 수 있다. PROFINET은 단지 네트워크 연결을 허용할 뿐만 아니라, 이들 표준을 사용함으로써 여러 벤더 솔루션들 간의 통신이 허용된다. PROFINET의 컴포넌트-기반 자동화 컨셉(CBA)은 개방형 테크놀로지 XML을 활용하여 제어 시스템 내부와 무관하게 컴포넌트로서 기기 전체를 나타냄으로써 인터페이싱을 간편하게 한다. 이후 도식적(Graphic) 인터페이스를 통해 컴포넌트들을 연결하고 기기들 간의 통신을 구성한다.
일곱. 산업용 이더넷Industrial Ethernet 네트워크의 비용에 대한 주요 고려사항은 컴포넌트의 비용이 아니라 엔지니어링, 설치 및 유지보수 비용이다.
PROFINET 및 산업용 이더넷 컴포넌트는 OPC 및 SNMP와 같은 IT 테크놀로지를 이용하며, 네트워크의 상태를 디스플레이한다. 또한 PROFINET에 내장된 진단 기능을 통해, 네트워크 상태가 PLC 및 SCADA 시스템에 직접 포함될 수 있다. 이로써 모든 것이 중앙 제어실 한 곳으로부터 실행될 수 있게 함으로써 구성 및 문제 해결이 간단하게 되었다.
아이씨엔 매거진 2008년 07~08월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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