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PAC의 도처에 있는 틈새를 찾다!

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산업 자동화 기술의 발전과 적용 환경이 더욱 확대되고 있는 가운데, 기존의 PLC 컨트롤러의 한계를 극복하려는 노력속에서, PC 기반의 PAC이 새로운 솔루션으로 부각되고 있다. PAC는 PLC가 가지고 있는 산업 적용에서의 유연성에 더하여, 기존의 PC 제어기에서 구현이 어려웠던 모션 컨트롤과 같은 결정론적인 분야에 까지 다양한 적용이 가능하다. < 편집자 주>
글_ Billy Piovesan, Advantech Corporation eAutomation Group
처음에는 릴레이와 타이머가 있었고, 공정 산업에 하드 와이어드 컨트롤러가 있었다. 100년전 디지털 전자제품이 등장하고 PLC(programmable logic controller)를 사용하게 되면서 하드-와이어드 릴레이와 컨트롤러는 더 이상 쓸모 없게 되었다. 제한적인 컨트롤 기능이 있는 PLC는 “래더(ladder)” 형식의 회로 다이어그램으로 프로그램 구성이 쉽고, 재프로그램이 용이해 어셈블리 라인과 배치 프로세스에 변화를 적용할 수 있어, 하드-와이어링을 밀어낼 수 있었다.
하지만 PLC도 한계가 있었는데, 예를 들어, Ladder-logic 프로그래밍은 공정 플랜트의 모든 싱글 루프 컨트롤러에서 볼 수 있는 베이직 PID 알고리즘과 같은 복잡한 수학 공식에는 사용될 수 없다. 이후 PC가 등장했고, 비용이 많이 들지 않는 컴퓨팅 파워는 어디서나 쉽게 볼 수 있게 되었다. 초기에 산업용 컨트롤에서도 PC의 활용이 시도되었으나, 초기의 운영 시스템과 하드웨어는 산업 현장에서의 강도와 표준에 미치지 못하였다.
수 많은 산업 자동화 환경, 특히 모션 컨트롤과 기타 개별의 자동화 어플리케이션에서 PC 운영 시스템은 결정론적이지 않았고, 프로세서 로딩이나 운영 프로그램의 요구에 따라 다양한 내부 지연시간(latency)이 존재했다.
PAC의 진보
현재 어드밴텍을 포함하는 여러 산업용 하드웨어 업체들은 프로그래머블 컨트롤러와 PC의 하이브리드를 생산하고 있다. 이러한 디바이스를 보통 PAC 또는 programmable automation controller라고 부른다. 일반적으로 PAC란 명칭은 ARC Advisory Group이 처음으로 만들었다고 인정받고 있으며, 분석가인 Craig Resnick은 PAC는 다음과 같은 특징이 있다고 정의를 내렸다.
* 단일의 플랫폼상에 로직, 모션, 드라이브 및 프로세스를 포함하는 멀티-도메인 기능
* 일반적인 태깅과 단일의 데이터베이스
* 여러 장비나 프로세스 유닛을 거치는 공정흐름에 의한 설계가 가능한 소프트웨어 툴
* 공장의 장비 배치에서부터 공정 플랜트 내 유닛의 운영에 이르는 산업 어플리케이션을 반영하는 오픈형의 모듈러 방식 구조
* 네트워크화된 멀티-밴더 시스템의 한 부분으로서 데이터 교환을 허용하는 네트워크 인터페이스 및 언어, 등에 대한 사실상의 표준
이러한 특징들은 PAC 디바이스가 2001년 이후 시장승인에 있어서 극적으로 성장한 이유이다.
결정론(Determinism)에 관하여
PC 업계에서부터 나온 고속의 성능 좋은 프로세서와 좀 더 정교한 운영 시스템으로 PAC가 다양한 모드에서 결정론적인 속도로 운영할 수 있게 되었다. PAC는 Real-Time Operating Systems(Windows CE 5.0이나 그 후속모델을 기반으로 하는)와 다양한 루프 운영을 수행할 수 있으며, 결정론적인 안전과 내장 시스템(built in system)에 의한 신뢰도와 I/O 및 시스템 타이밍을 처리하는 좀 더 복잡하고 유용한 방식을 제외하고, PLC보다 더욱 정교한 방식에서 실행 우선순위를 처리한다. 이로써 안전성, 신뢰성 및 COTS와 PC 표준을 기반으로 한 제품에 대한 성능과 신뢰성을 겸비한 PLC의 속도를 갖는 것이 가능하게 되었다.
하나의 플랫폼, 다양한 도메인
자동화 시스템 및 컨트롤의 OEM 및 최종 사용자들은 하나 이상의 도메인에서 작업을 하고 있다. 예를 들어, 정밀 화학 제조업체나 제약 제조업체와 같은 고도로 공정을 지향하는 공장은 연속적 배치 프로세스 컨트롤 요구조건뿐만 아니라 모션 컨트롤, 패키지, 재고 관리 및 자동화 인증 시스템에 대한 요구사항이 다양하다. Laboratory Information Management Systems (LIMS)와 Process Analyzer Technology (PAT) Initiatives, sampling initiatives를 통합하기 위해서는 다양한 도메인을 네트워크 하는 것이 필요하다.
그림에서 보여지는 것처럼 PAC는 내부의 시설 관리 시스템에서부터 제조기업내 다양한 도메인의 어플리케이션에서 사용될 수 있으며, 환경 감시 및 처리 시스템에서, 공장 자동화 시스템에서, 공장 작업장과 보조 컨트롤 시스템에서부터 자동화 소프트웨어 및 컨트롤 센터까지. 또한 기업 관리 시스템에까지 데이터를 송신하기 위해 필요한 네트워크에서 사용될 수 있다.
단일의 데이터베이스 기능
PLC와 PAC간의 중대한 차이점중의 하나는 입/출력 기능을 처리하는 방식이다. PLC는 아주 높은 스캔속도로 시스템내의 모든 I/O를 끊임없이 스캔 한다. 이것이 매우 빠른 I/O 응답을 가능하게 하는 반면, PLC 시스템이 처리할 수 있는 I/O 포인트의 수에 제한이 있다. 반대로, PAC는 전통적인 SCADA 및 DCS 시스템과 매우 유사한 논리적인 어드레스 시스템과 단일의 태그네임 데이터베이스를 사용한다. 그러므로, PAC는 필요할 때 I/O 포인트를 확인하고 맵핑할 수 있다.
PAC가 전통적인 SCADA 및 DCS 시스템과 같은 방식으로 I/O와 데이터를 처리한다는 사실은 좀 더 쉽게 시스템들과 직접 인터페이스로 연결될 수 있음을 의미한다. 논리적으로 데이터와 함께 동일한 방식으로 작동되기 때문에, PAC는 종종 SCADA RTUs (remote terminal units)나 DCS 필드 컨트롤러의 대체품으로 사용된다.
강력한 소프트웨어 툴
필드 자동화 컨트롤러의 성능을 확장하기 위해서 IEC는 프로그래밍 소프트웨어 표준인 IEC 61131-3과 그 외 기타 규격을 만들었다. 이러한 표준은 약 20개의 ladder-logic 명령에서의 프로그래밍할 수 있는 능력을 채택하고 완벽한 기능을 갖춘 프로그래밍 성능으로 대체하는 것이다. 또한, 기능 블록(function block)은 PLC 업계에 늦게 추가된 개념으로 Distributed Control System (DCS) 업계에서 직접 나온 것이다. PAC는 좀 더 제한적인 PLC의 ladder-logic 프로그래밍보다는 기능 블록과 기능 블록 프로그래밍을 활용할 수 있도록 설계되었다.
PAC는 PC에는 필수적이기 때문에, 다양한 고급 프로그래밍 언어로 프로그램 될 수 있다. PAC 제공업체는 PAC에 의해서 조절될 수 있는 매우 정교한 조작이 가능한 프로그래밍 소프트웨어 툴을 생산하고 있다. 예를 들어, 어드밴텍은 PAC 프로그래밍용 소프트웨어, HMI creation, SCADA, 데이터 수집 및 분산 컨트롤 아키텍처, 다른 컨트롤 시스템과 MES 및 기업 통합 시스템과의 연결을 위한 OPC 서버를 생산하고 있다.
오픈형 아키텍처
PAC의 다양한 폼팩터가 그려진 그림이 보일 것이다. PAC는 같거나 유사한 디바이스에 사용되는 다양한 폼팩터를 허용하는 오픈형 아키텍처를 기반으로 한다. PAC는 최소한의 디자인 및 구성 변경으로 모션 컨트롤러, 데이터 로거, 프로세스 컨트롤러 및 기타 디바이스로 사용될 수 있다. PAC는 컨트롤, 통신, 데이터 로깅을 처리할 수 있으며, 동시에 다양한 정보 게이트웨이를 통해서 다양한 정보 형태로 통신할 수 있다.
표준 기반의 시스템
그림에서 나타나 있듯이, 모든 PAC는 공장 작업장에서는 Modbus 및 Modbus/TCP에서부터 이더넷, 공장 전반에 걸쳐서는 웹 및 TCP/IP 및 .NET 표준 네트워크를 사용하여 상호 연결되어 있다. 그러므로, 머신 컨트롤 PAC는 자체 센서나 기타 Modbus를 통해 I/O와 통신할 수 있으며, 같은 공장셀에 있는 다른 PAC와 Modbus/TCP 또는 CANbus, CANopen, Profibus등과 통신 할 수 있고, 다른 PAC나 HMI/SCADA, 이더넷, OPC Server를 통해 OPC 서버와도 통신할 수 있다. 동시에 어느 데이터를 서브하고 어디로 하는가에 따라서 다양한 OPC나 .NET 서비스를 통한 기업과도 통신이 가능하다.
오픈 시스템의 파워
PAC는 최상의 제품과 소프트웨어를 사용한 최적의 자동화 솔루션을 조달하는데 관심이 있는 OEM, 시스템 통합업체 및 엔드-유저에게 크게 환영받고 있다. PAC는 데이터 수집을 위해 사용할 수도 있으며, 통신 컨트롤, 프로세스 컨트롤… 제조업 환경에서 사용되는 다양한 컨트롤에 관련된 업무에 사용가능하다.
< 참조_ www.advantech.co.kr>
아이씨엔 매거진 2010년 01월호

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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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