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스마트공장

제2편 AS-interface 통신기술, 자동화 부문의 안전

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1995년경, 독일과 미국의 제조사들이 안전 기술에 유용한 표준 버스 시스템을 만들기 위해 출범했다. 전기 기술 전문위원회는 독일에서 이 기술을 담당하면서, 안전 기술 요건들과 산업계와의 공조로 안전 척도를 개발할 목적으로 BGIA의 초석이 되는 투자에 착수했다. 안전 작업을 수반한 버스 시스템을 위한 검사절차를 구축한 BGIA와 더불어, 산업계와의 공조 작업을 수행하는 하나의 워킹그룹이 수립되었다. 오늘날, 고도의 가용성을 목적으로 고안되지 않은 기계 부문에서 알려진 모든 안전 버스 시스템들은 사용자 조직들, 제조사 및 검사 센터 등이 이 워킹그룹에서 내놓은 것이다. 해당 작업은 전기 기술 전문위원회의 연구보고서와 책으로 완성되었는데, 여기서 BGIA는 버스 시스템의 기본 요건을 기술하고 알려진 제반 버스시스템을 개괄적으로 설명하였다. 해당 서적은 이미 이 프로젝트의 두 번째 결과물이 되는 셈이다. 이제, 안전 버스 시스템들이 도래하였다. 이들은 시장에 진입하였고, 기계 제어 분야에서 기술을 혁명적으로 바꾸고 있다. 이 분야 역시 표준화를 통해 위원회 의제에 포함되게 되었다.

명세규격 2.1 및 3.1에 준한 AS-Interface의 핵심 데이터 (출처. AS-interface)

명세규격 2.1 및 3.1에 준한 AS-Interface의 핵심 데이터 (출처. AS-interface)

2. 제어 시스템 카테고리

여기에 제시된 보기들은 EN 954-1에 준하여 우리가 이해하는 카테고리와 일치하는 것으로, 어떤 구속력이 있는 것으로 보아서는 안될 것이다.

EN 954-1 규격에 따른 카테고리에 대한 요구사항

EN 954-1 규격에 따른 카테고리에 대한 요구사항 (출처. AS-interface)

카테고리 1

제1 카테고리는 (기본 안전 원칙을 사용하는) 카테고리 B와 아울러, 안전 기술상으로 입증된 컴포넌트를 사용하도록 요구한다. 이는 해당 컴포넌트들이 반드시 안전 기술에 적합해야 된다는 말이다. 일반적으로 이것은 안전 기술상으로 검증된 원칙을 적용함으로써 달성된다. 기계식 안전 가드 스위치의 경우, EN 60947-5의 여러 부분에 그 요건이 기술되어 있다. 기계식 안전 가드 스위치 제작자들은 설계 요건에 관한 이 표준을 참조해야 한다. 통상적으로, 이들 표준요건은 문서화되어 있으며, 시제품 테스트를 거쳐 검증된 것이다.

안전 AS-Interface 입력 모듈 전용으로 쓰이는 표준규격이 전무한 까닭에, 이 시제품 테스트의 문서화 역시 현 카테고리 내지 상위 카테고리에 적합한 모든 요건들을 시사한다. 카테고리 2에서 4에 대해서는, 카테고리 B (기본 안전 원칙의 사용)의 요건들과 아울러 안전 기술상으로 입증된 컴포넌트 및 원칙의 사용 요건 등도 역시 부합해야 한다. 두 개의 안전 가드들은 안전 모듈에서 카테고리 1로 보호될 수 있다. 다음으로 안전 모니터의 구성은 두 개의 독립 채널들로 구성된 안전 가드 디바이스들을 사용하여 수행된다.

카테고리 2

안전 기능은 기계 제어에 의해 구동 시는 물론, 적절한 시간 간격을 두고 검사되어야 한다. 이 검사 간격은 해당 애플리케이션에 적합한 것이어야 한다. 기계식 포지션 스위치의 연결은 카테고리 1에 해당한다. 검사 요건들은 제어 부문의 도움을 받아야만 얻을 수 있다. 기계식 스위치의 경우, 일반적으로 안전 가드가 자동으로 열리지 않는 점도 역시 난점이다. 이는 제어 부문이 검사 가능한 스위칭 시그널을 생성하기 위해 해당 기계 운전자가 문을 수동으로 이동시킬 것을 요구 한다.

보기 1:
두 개의 안전 가드들은 안전 모듈에서 카테고리 2로 보호될 수 있다. 이 경우, 안전 모니터의 구성은 두 개의 독립 채널들로 구성된 안전 가드 디바이스들을 써서 수행된다. 중요한 점은, 해당 안전 모니터에 대해 외부적으로 검사가 이루어져야 한다는 것이다.

보기 2:
하나의 안전 모듈에 대해 단지 한 개의 안전 가드가 연결된 경우라면, 해당 모듈의 양측 입력 시그널들을 하나의 접점으로 연결할 것을 권장한다. 이는 안전 모니터 상에서 해당 검사 옵션이 사용될 수 있는 장점을 지니고 있다. 이후 그 구성은 두 개의 의존형 채널들을 지닌 디바이스를 써서 수행되어야 한다.

인쇄 회로 기판 생산에서의 비상 정지 기능

인쇄 회로 기판 생산에서의 비상 정지 기능 (이미지. AS-interface)

카테고리 3

오류 발생으로 인해 안전 기능을 상실하는 결과를 초래해서는 결코 안 된다.

보기: 채널 당 두 개의 의존형 기계식 포지션 스위치들의 연결. 스위치 중 하나가 고장 나면, 이차 스위치에 의한 정지 기능이 확보된다.

마찬가지로 일차 스위치가 고장 난 경우, 이차 스위치가 안전 기능을 넘겨받아 단락 및 단선 방지 효과를 거두게 된다. 이러한 목적으로, 안전 모니터는 두개의 의존형 채널을 써서 안전 가드 디바이스로 구성되어야 한다.

카테고리 4

오류 발생 및 오류 누적으로 인해 안전 기능이 상실되는 결과로 이어져서는 안된다.
위험한 오류 누적 상황을 탐지해 내기 위해, 안전 기능이 정기적으로 점검되어야 한다. 점검 간격은 해당 애플리케이션에 적합해야 한다. 이를 위해, 안전 모니터는 두 개의 의존형 채널을 써서 안전 가드 디바이스로 구성되어야 한다.

글_ 오상원 객원기자 news@icnweb.co.kr

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산업용사물인터넷

맥심인터그레이티드, Go-IO IIoT 플랫폼으로 스마트공장 엣지 강화

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컴팩트형 PLC 레퍼런스 디자인으로 공장 서브시스템 크기 및 성능 최적화

맥심 인터그레이티드 코리아(대표 최헌정)가 Go-IO 산업용사물린터넷 플랫폼(이하 Go-IO)을 새롭게 출시했다. Go-IO는 인더스트리 4.0 디지털 공장 장비에 인텔리전스를 제공하고, 공장 내부 PLC(Programmable Logic Controller)의 엄격한 크기와 전력 필요사항을 충족시킨다.

디지털 공장은 변화하는 상황에 따라 즉시 제조 라인을 조정해야 한다. 자동화된 장비는 완전한 산업 융합을 위해 자가 진단과 최적화 기능도 요구된다. Go-IO는 최첨단 인텔리전스를 지원해 장비 상태, 상황 정보를 모니터링 및 커뮤니케이션하고 처리량과 생산성을 높여준다.

Go-IO는 제어 기능과 인텔리전스를 단일 중앙 제어 센터에서 각각의 자동화된 장비로 이동시켜 변경된 제품 사양이나 제조 요구사항에 장비가 즉각 대응하도록 한다. 이 레퍼런스 디자인은 이전 버전인 포켓 IO보다 전력 소비는 50%, 크기는 10배 더 작아 (1입방 인치 이하) 한층 까다로워진 PLC의 크기 및 전력 필요사항을 만족시킨다.

신용카드 절반 크기에 17가지로 구성 가능한 IO(Input/Output)가 집적된 Go-IO는 자동화된 공장 서브시스템(subsystem)에서 산업용 IoT의 잠재력을 최대한 이끌어내고 생산성을 향상시키는 자가 진단 기능을 구현한다.

유연하고 견고한 오픈소스 Go-IO는 산업∙빌딩 자동화, 산업용 로봇 분야에 이상적이다. Go-IO에는 ▲12개의 고집적 IC ▲다중 디지털 IO 구성을 지원하는 17개 IO ▲아날로그∙ 디지털 센서 모두에 범용 IO 인터페이스를 제공하는 4채널 IO 링크 마스터 ▲시간에 민감한 상태 및 상황 정보를 로컬 데이터 레이크(data lake)나 클라우드에 업로드하기 위해 안정적인 멀티 드롭 데이터 네트워크를 제공하는 강력한 25Mbps 절연 RS-485 통신 채널이 포함된다.

IHS 마킷(IHS Markit)의 로비 갈로소(Robbie Galoso) 수석 리서치 애널리스트는 “산업용 IoT를 구현하려면 자동화된 최첨단 공장 장비 내 스마트 커넥티드 센서와 PLC 수를 늘려야 한다. 이런 디바이스 도입을 가속화하는 솔루션은 자동차, 화장품, 스포츠 장비에 이르기까지 다양한 상품을 제조하는 과정에서 그 가치를 입증할 것”이라고 말했다.

맥심 인터그레이티드 제프 드앤젤리스(Jeff DeAngelis) 인더스트리 및 헬스케어 사업부 총괄은 “공장과 제조 시설이 점점 더 많은 자동화된 기계에서 데이터를 수집하기 때문에 PLC는 하부 조립 라인이나 복잡한 기계 등에 맞게 크기가 작아져야 한다”며 “Go-IO는 생산성을 높여줄 뿐만 아니라 실시간 중요 의사결정을 위해 필요한 기계의 상태 및 상황 정보를 제공한다. 차세대 산업용 IO 솔루션으로 산업 융합을 촉진시킬 것”이라고 밝혔다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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미분류

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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스마트공장

맥심, 필드버스 통신 설계용 초소형 고효율 절연 RS-485 모듈 출시

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맥심, 2.5kV 절연형 RS-485/RS-422 모듈 트랜시버 MAXM22511’

경쟁 솔루션 대비 35% 작은 패키지에 2배 높은 전력 효율성 제공

맥심 인터그레이티드 코리아(대표 최헌정)가 2.5kV 절연형 RS-485/RS-422 모듈 트랜시버 ‘MAXM22511’을 출시했다. MAXM22511은 공장자동화, 모터제어, 산업용사물인터넷(IIoT) 애플리케이션에 알맞게 필드버스(field bus) 통신 설계를 대폭 줄이고 단순화한다.

완전한 산업 융합에는 자동화된 공장에 자가 진단을 내리고 자율적인 기능을 실행할 수 있는 인텔리전스가 요구된다. 실시간 상태와 상황 정보를 적극적으로 모니터링하고 전달하기 위해 잡음이 심한 산업 환경에서도 작업을 지원하면서 엄격한 크기 및 전력 효율 요구조건을 충족하는 필드 버스 통신 시스템이 필요하다.

맥심, 2.5kV 절연형 RS-485/RS-422 모듈 트랜시버 MAXM22511’

맥심, 2.5kV 절연형 RS-485/RS-422 모듈 트랜시버 MAXM22511’

절연 통신 집적회로(IC) 제품군 중 첫 번째 제품인 MAXM22511은 이 같은 문제를 해결하면서 필드 버스 통신 시스템 설계를 간소화한다. MAXM22511은 디지털 절연기, 트랜시버(transceiver), 트랜스포머, 트랜스포머 드라이버가 모두 포함돼 부품(BOM) 비용을 낮추고 설계를 단순화시키는 고집적 모듈이다.

MAXM22511은 25Mbps 데이터 전송률을 지원하고 60% DC-DC 효율과 +/-35kV 정전기방전(ESD) 보호를 제공한다. 효율과 ESD 보호 모두 경쟁사 대비 2배 높은 성능을 자랑한다. MAXM22511이 제공하는 2.5kVRMS 절연 등급은 안정적 통신을 지원해 산업 장비가 안전하게 작동하도록 보장한다. 이 모듈은 전자파간섭(EMI)을 줄이고 경쟁 솔루션보다 2배 높은 +/-35kV ESD 보호(인체모형(HBM))를 지원한다. 경쟁사 대비 35% 더 작은 9.35mm x 11.5mm LGA(Land Grid Array) 패키지로 제공된다.

퓨처 일렉트로닉스(Future Electronics)의 바셀 라힐(Bassel Rahil) 매니저는 “필드 버스 통신 시스템 설계자는 솔루션 소형화와 뛰어난 전력 효율성 달성에 어려움을 겪고 있다”며 “인더스트리 4.0 요구에 맞춰 강력한 절연 통신 솔루션을 제공하는 MAXM22511은 산업 융합을 위한 맥심의 지속적인 노력을 보여준다”고 말했다.

맥심 인터그레이티드 제프 드앤젤리스(Jeff DeAngelis) 인더스트리 및 헬스케어 비즈니스 총괄은 “인더스트리 4.0은 폼팩터 축소부터 전력 효율성 증대, 까다로운 환경에서의 견고한 작동에 이르기까지 산업 장비의 기본 부품에 대해 엄격한 조건을 요구한다”며 “MAXM22511은 작고 강력하며 효율적인 필드 버스 통신 경로 설계를 간소화한다. 디지털 공장의 실시간 상태와 상황 정보를 수집하고 이를 클라우드로 보내 공장 처리량을 최적화하고 생산성 손실을 줄일 수 있다”고 말했다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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