끊임없는(Seamless) 네트워크를 위한 통합 아키텍처 솔루션 구축 방안

생산 현장의 시스템과 정보가 방대해짐에 따라 현장의 정보를 끊임없는(Seamless) 네트워크로 연결하고자 하는 통합 아키텍처가 생산성 향상을 위한 업계의 새로운 과제로 부각되고 있다. 이러한 현장의 요구에 로크웰 오토메이션은 적극적인 대응에 나서고 있다. < 편집자 주>
현재 보유하고 있는 시스템을 최적 상태로 유지하고, 실시간으로 문제를 해결할 수 있도록 하는 것은 모든 로크웰 오토메이션 솔루션의 기본 목표이다. 또한 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처를 통해 Allen-Bradley 제품 및 Rockwell Software 제품을 사용하는 사용자는 이 기본 목표를 달성할 수 있다. 이러한 개방형 정보 및 제어 시스템 구조 방식을 통해 네트워크 흐름이 끊기지 않고 작동할 수 있고 정보가 원활하게 흐르며 복합 제어가 가능하고 제품 및 프로그램 설정 능력을 확장할 수 있다.
수십 개의 정보 및 자동화 기기 관련 업체들이 다양한 형태의 통합 구조를 내놓고 있고 개방형 기준을 기반으로 하여 여러 종류의 제품을 출시하고 있다. 지금까지 사용되어 왔던 기존 구조와 달리 사용자가 실제로 유용하게 사용하기 위해 불필요한 부분을 배제하면 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처는 Logix 제어 플랫폼 및 NetLinx 네트워크 구조, ViewAnyWare™ 시각화 플랫폼, FactoryTalk_ 통신 서비스 등과 같은 기술로 이루어져 있음을 알 수 있게 된다.
로크웰 오토메이션 CEO인 Keith Nosbusch에 따르면, “로크웰 오토메이션의 가장 핵심적인 목표 고객의 기기 및 공정, 공급 유통망을 최적의 상태로 만드는 능력”이다. 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처 사용을 통해 로크웰 오토메이션 고객은 이 능력을 가질 수 있게 된다.
통합 아키텍처와 Logix 시스템
실제로 이 통합 구조는 현재 시장에서 독보적인 위치를 지키고 있다. 세계적인 금융 컨설팅 회사 Lehman Brothers의 보고서에 따르면, “로크웰 오토메이션은 기업 간 각종 합병이 이루어지고 있는 와중에도 비전을 가지고 있음”이라고 분석했다. 분석가 Robert Cornell은 로크웰 오토메이션의 제어 관련 능력을 다른 세계적인 자동화 관련 주요 기업에 비교하고 있다.
Logix 시스템은 통합 아키텍처가 운영될 수 있도록 하는 주요기술이다. Robert Cornell은 “Logix 시스템은 4개의 IEC-1131 표준 언어 모두 해석 및 실행을 할 수 있고 서로 다른 각 부분 간 연결 및 이동을 문제 없이 수행할 수 있습니다. 로크웰 오토메이션의 경쟁 업체 중 이러한 능력을 가진 업체는 아직 없습니다.”고 말했다.
Robert Cornell은 “우리의 입장에서 보면, Logix는 지금까지의 균형 및 고정관념을 깨는 기술로, 이를 통해 로크웰 오토메이션은 각종 정보 관련 영역에 수직적으로 통신할 수 있는 능력을 지니면서 복합 제어 방식에 다양한 종류의 수평 방식 제어 구조를 제공하는 기업으로 매우 독보적입니다.”
Robert Cornell은“Logix에서 특히 눈에 띄는 기능은 복합 제어 방식 간의 데이터 교환이 부드럽게 이루어지고 이를 사용자가 간단하게 확인할 수 있도록 하는 기능”이라 하고, “Logix의 사용을 통해 고객은 하나의 통일된 방식 내에서 작업을 할 수 있게 됨으로써 시간, 교육에 대한 비용 및 여러 개 시스템을 사용함에 있어서의 정비 및 유지에 의한 각종 비효율적인 문제를 대폭 줄일 수 있습니다”고 덧붙였다.
통합 아키텍처는 확장 능력 및 사용 용이성을 염두에 두고 설계된 것이다. 이 통합 아키텍처 내에는 다음과 같은 구성 요소 및 시스템으로 구성되어 있다.
� Allen-Bradley Logix 하드웨어 및 RSLogix™ 5000 프로그램 설정 소프트웨어
� DeviceNet 및 ControlNet, EtherNet/IP 등이 포함되어 있는 Allen-Bradley NetLinx 개방형 네트워크 아키텍처
� Allen-Bradley Kinetix_ 통합 모션 하드웨어 및 소프트웨어
� Allen-Bradley View-AnyWare™ 화면 표시 하드웨어 및 소프트웨어
통합 아키텍처에서 사용하는 기능인 FactoryTalk 데이터 모델 사용을 통해 프로그램 설정 작업을 간편하게 할 수 있다. 예를 들어, 데이터 태그를 각각 따로 만들 필요가 없게 되며 이 태그를 계속해서 다시 사용할 수 있다. 태그는 NetLinx 기반의 네트워크 상에 드라이브, 근접센서 또는 다른 종류의 기기를 연결하면 만들어지고 컨트롤러 내에 있는 특정 지점에 이름을 지정하는 방식으로도 만들어 질 수 있다.
그 다음, 태그는 컨트롤러에서 HMI로, HMI에서 전체 기업 시스템으로 구조 전체 내에서 쉽게 이동할 수 있다. 또한 공급 유통망 관련 프로그램으로도 이동할 수 있게 된다. 태그의 정보는 다양한 형태로 변경될 수 있어서 어플리케이션 및 사용자가 사용할 수 있게 된다.
Cornell은 Lehman Brothers의 보고서에서 로크웰 오토메이션의 경쟁 업체는 이러한 것을 아직 갖추고 있지 않다고 말하고 있다. Cornell은“로크웰 오토메이션이 Logix를 통해 얻게 된 가장 큰 업적은 다양한 시스템 간 수평적인 원활한 연결입니다”이라고 말했다.
기준 시스템의 확장과 통합
로크웰 오토메이션의 자동화 제어 및 정보 그룹 내 통합 아키텍처의 마케팅 담당 Steven Ludwig 는 Lehman Brothers의 Robert Cornell의 설명에 동의한다. Ludwig는 “통합 아키텍처를 사용할 경우, 사용자는 크기의 크고 작고에 상관없이 공장자동화의 전체범위에 대해 하나의 제어 구조를 사용할 수 있게 되기 때문에 구조 사용 및 유지에 대해 전체적인 비용을 줄일 수 있게 됩니다”고 말했다. 또한 그는 통합 아키텍처 방식은 새롭게 설치하는 것은 물론 기존시스템에 대한 추가 작업 시에도 쉽게 사용할 수 있다고 설명했다.
통합아키텍처가 다른 경쟁제품에 비해 가장 크게 작용하는 차이중 하나는 이미 가지고 있는 기존의 로크웰 오토메이션 시스템과도 문제 없이 연결될 수 있다는 점이다. 로크웰 오토메이션의 자동화 제어 및 정보 그룹내 아시아 태평양 지역 담당 이사 Pankaj Joshi는 “로크웰 오토메이션 만큼 고객이 투자한 설비를 보호 유지할 수 있는 능력을 갖추고 있는 회사는 없습니다. 로크웰 오토메이션의 새로운 제어 관련 제품을 20년 된 I/O 및 컨트롤러, 드라이브에 연결할 수 있고 새로 출시되는 다른 제품 중 RIO 및 DH485, DH+™ 등과 같은 기존 방식에 연결되지 않는 제품은 없습니다. 로크웰 오토메이션은 HART 및 Honeywell DO, Modbus, Modbus Plus, Modbus Ethernet TCP/ IP, InterBus, PROFIBUS, Landis & Gyr 등은 물론 다른 방식의 네트워크와 연결을 할 수 있는 다양한 종류의 Encompass™ partner 통신 카드를 개발했습니다.”고 말했다.
로크웰 오토메이션의 자동화 제어 및 정보그룹 아시아 태평양 지역 통합 아키텍쳐 마케팅 총괄 이사 Rakesh Khanna 는 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처는 복합 제어가 가능하고 고도로 정교한 정보 관리 시스템 내에서 고객이 확장 성을 가지도록 한다고 말했다. “지금까지, 작은 크기로 되어 있으면서 이처럼 많은 기능이 들어 있는 시스템이 없었습니다. 그 때문에 사람들은 사용하지도 않는 큰 시스템을 사용할 수 밖에 없었고 결국 원래 예산을 초과할 수 밖에 없었습니다.”고 말했다.
Khanna 이사는 통합 아키텍처 솔루션 사용을 고려 중에 있는 제조 업체에 대해, “오늘날, 고객이 가장 중요하게 고려해야 할 사항은 시장 내에서 경쟁력을 충분히 갖추면서 설비 운영 유지에 드는 총 비용을 최소한으로 유지하는 것입니다. OEM 업체든 엔드 유저든, 최소한의 비용으로 최대한 많은 이익을 올릴 수 있도록 하는 경제적 효율 향상에 중점을 두고 있을 경우 통합 아키텍처 방식을 도입하여 사용하는 것이 가장 쉬운 방법입니다”라고 말했다.
적용사례 1. 실용적인 데이터 사용
인도에 있는 회사인 Godrej Appliances 사는 통합 아키텍처 솔루션 도입을 통해 각종 상황에서 얻게 된 데이터가 실용적으로 사용될 수 있도록 하고 있다. 이 회사는 냉장고를 조립하는 새로운 공장을 설립했다. 그러나, 조립 라인을 원활하게 작동하는 데 문제를 겪게 되었고 결국, 이 회사는 로크웰 오토메이션과 Mumbai 시에 있는 로크웰 오토메이션 협력업체인 AD Electronics사에 도움을 요청하게 되었다.
새롭게 구성된 팀은 이회사의 조립라인에 대한 완전 자동화 시스템의 설계 및 연구, 설치, 작동에 관여하게 되었고, 이때 통합 아키텍처의 구성요소 및 시스템을 사용하여 전체 조립 공정에 있어서 원활한 작동이 이루어질 수 있도록 하였다. 이제 전체 조립라인은 Allen-Bradley 가변속 AC 드라이브로 작동하게 되는 62개의 컨베이어를 갖추게 되었고, Allen-Bradley 가변속 AC 드라이브는 리모트 I/O 네트워크 상에서 Allen-Bradley PLC와 연결되어 있다. Allen-Bradley PanelView™는 리모트 I/O상에서 PLC와 통신을 하게 되고, 이로써 한 위치에서 모든 드라이브 변수를 수동 모드 또는 자동 모드로 관리 및 제어할 수 있게 되었다.
PLC는 각 모터에 대한 진단 관련 정보 및 전기 관련 변수의 저장 및 표시를 하게 되어, 고장 수리에 드는 시간을 줄일 수 있게 된다. 또한, 드라이브 고장이 발생하여 새로운 모터로 교체할 경우, 교체된 모터는 자동으로 설정 작업을 하고 PLC에서 필요한 변수를 자동으로 열 수 있어서 공장 다운타임을 최소한으로 할 수 있도록 한다.
Godrej Appliance사는 통합 아키텍처 사용을 통해 공장 현장에서 170 명 정도 인원을 감축하여 재배치 할 수 있게 되었고, 전체 시간의 10%를 줄일 수 있게 되었다고 한다. 회사 직원은 이제 정확한 진단 관련 예측을 할 수 있도록 이에 따라 예측하지 않은 공장 가동 정지가 발생하지 않도록 예방 정비 일정을 세울 수 있게 되어, 회사 전체로 봤을 때 부품 재고를 50% 가량 줄일 수 있게 되었다.
적용사례 2. 통신에 의한 생산성 향상
현재 가지고 있는 시스템을 관리하는 것이 쉽지 않을 경우 시스템을 통해 얻게 되는 데이터를 실제로 유용하게 사용하는 것은 불가능하다. 이러한 이유로, 한국 유제품 산업의 선도 기업인 남양 유업은 새로 설립한 공장내에 새로운 통신 시스템을 설치하게 되었다. 로크웰 오토메이션은 이 새로운 시스템을 위해 통합 아키텍처를 제공하게 되어, 통신 시스템을 향상할 수 있게 되었을 뿐만 아니라, 정비 및 운영 관련 부분에 있어서 많은 문제를 해소할 수 있게 되었다.
지금까지 사용하던 통신 시스템은 실제의 케이블 및 전선으로 연결되어 있고 고장발생시 이를 수리하는데 많은 시간이 걸려서 관리하기가 쉽지 않았다. 네트워크 시스템 또한 과다 부하가 자주 발생하였고, 네트워크에 공장 현장에 있는 기기를 새로 추가하거나 네트워크에서 기기를 제거하려 할 경우, 생산 라인을 가동을 잠시 중단하고 통신을 다시 시작해야 했다. 이 때문에, 이 동안 우유 등과 같은 원료를 관리할 수 없게 되어, 원료의 부패 등과 같은 변질의 위험이 있었다.
통합 아키텍처 방식의 사용을 통해 이제 DeviceNet 및 ControlNet 등과 같은 개방 방식의 네트워크를 사용할 수 있게 되었다. DeviceNet의 사용을 통해 비용이 많이 드는 실제의 전선 및 케이블 연결을 할 필요가 없게 되었고, 실제로 연결한 I/O interface를 사용할 경우 쉽게 할 수 없었던 각 기기 수준의 진단을 쉽게 할 수 있게 되었다. ControlNet 네트워크를 사용하여 남양유업의 네트워크상에 있는 모든 노드가 동시에 하나의 데이터 지점에 있는 데이터에 접속할 수 있게 된다.
Allen-Bradley ControlLogix 플랫폼은 통합 아키텍처 방식의 가장 중심이 되는 부분이다. 고급 기능을 갖추고 있는 이 제어 시스템의 사용을 통해 하나의 시스템내에서 유제품을 다양한 방법으로 제어할 수 있게 된다.
작은 크기의 모듈의 조립 방식으로 되어 있는 Flex™ I/O 및 SLC™ 500 PLC의 추가로 시스템 설정을 더 자유롭게 할 수 있다.
남양유업은 새로 도입한 통신시스템을 통해 새로운 공장에 대해 생산능력을 95%로 끌어 올릴 수 있을 것으로 예상하고 있다. 이는 생산 능력이 10% 증가한 것이다. 더 중요한 것은 이 새 통신 시스템을 통해 남양 유업은 정비 유지 관련 비용을 15% 가량 줄일 수 있게 되었고, 고장 수리에 드는 시간을 30% 정도 단축할 수 있게 되었다는 것이다.
더 나아가, 전자 방식의 인터페이스가 들어 있는 PanelView 오퍼레이터 터미널 사용을 통해 다양한 종류의 통신 프로토콜내에 들어 있는 전체공정 관련 정보를 확인할 수 있다. 이 방식이 작동하도록 하는 것은 AC 드라이브로 최대한 성능을 발휘하고 공장 가동 정지 시간을 최소화할 수 있도록 할 수 있다.
선도 기업 위치 유지
Lehman Brothers의 분석가인 Robert Cornell은“이 경쟁적인 산업 내에서, 전체 제어 방식에 관하여 왜 로크웰 오토메이션이 선도기업의 위치를 유지하고 있는지는 이해하기 쉽습니다”고 말했다.
Lehman Brothers의 보고서에서 Robert Cornell은 “로크웰 오토메이션은 기술적으로 앞서 나아가서 다른 경쟁업체가 이 판도를 뒤집는데 많은 시간이 걸릴 것”이라고 결론 짓고, “로크웰 오토메이션의 수준으로 기술을 개발하는데 있어서 현재의 경쟁회사 및 앞으로의 경쟁회사가 될 업체들이 많이 뒤떨어져 있습니다. Emerson 및 Honeywell 등과 같은 기업들은 느린 속도의 프로세스 관련 사업을 하고 있어 실시간 분산제어 관련 산업에 있어서 필요한 전문 지식 및 경험이 부족합니다.”설명했다.
Keith Nosbusch 로크웰 오토메이션 회장 겸 CEO는 “로크웰 오토메이션은 최대의 기업이 되려 하는 것이 아니라, 최고의 기업이 되려고 하는 것”이라고 말하고, “통합 아키텍처를 기반으로 최고의 제품은 계속 이어질 것입니다”이라고 덧붙였다.
< 자료제공: 로크웰오토메이션코리아>
아이씨엔 매거진 2007년 03월호