다양한 이기종 산업용 이더넷 프로토콜들을 OPC UA를 통해 상호호환성 구현
오토메이션월드+스마트공장엑스포 전시회서 프로젝트 성과 데모 라인 발표

오토메이션월드+스마트공장 엑스포 전시회에서 다양한 이기종 산업용 이더넷 프로토콜과 무선 기술들을 OPC-UA 표준을 기반으로 하나의 통합 시스템으로 구축해 상호운용성을 실현한 아주 주목할 만한 성과가 발표됐다.

한양대학교, 레드원테크놀러지, 전자부품연구원, 한국표준협회가 함께 구성한 전시회 부스에서 이들 프로젝트 성과를 바탕으로 OPC-UA 표준 기반 스마트공장 통합기술 실증 ECOSYSTEM 데모라인을 구성해 상호운용성을 통한 실제 동작 라인을 구성한 데모라인을 선보인 것이다.

본 “OPC-UA 표준 기반 스마트공장 통합기술 실증 ECOSYSTEM”은 한국산업기술평가관리원의 지원을 받는 ”스마트공장 보급/확산적용을 위한 공통산업 표준 개발“ 과제의 일환으로 연구 개발되었다. 본 과제는 스마트공장의 상호호환성을 향상시키기 위한 IEC 표준을 국내 산업체에 보다 신속히 보급/확산하는 것을 목표로 한양대학교, 레드원테크놀러지, 전자부품연구원 및 한국표준협회가 협업하여 정부 과제로 수행중이다.

스마트공장에서는 공장 내의 기기, 공정 혹은 시스템에 국한되어 정보교환을 수행하던 기존의 생산 시스템을 뛰어넘어 공장 내 · 외부의 다양한 기기 및 시스템과 연동하여 정보를 교환하고, 여기서 수집된 수 많은 정보를 바탕으로 합리적인 최적의 의사결정을 수행해야 한다. 이를 위해 다양한 유 · 무선 통신 프로토콜간의 원활한 정보교환을 보장할 수 있는 상호호환성을 강화하는 것이 시급한 이슈로 대두되었다.

IEC에서는 이러한 상호호환성을 향상시킬 수 있는 중요한 기술로 OPC-UA(Open Platform Communications-Unified Architecture), AutomationML(Automation Markup Language) 및 CDD(Common Data Dictionary)에 대한 중요성을 부각하고 있으며, 이와 관련된 국제적인 표준 제 · 개정작업을 적극 진행중이다. 이와 더불어 스마트 공장을 위한 미래 공장 자동화 시스템의 통신 프로토콜로 TSN(Time Sensitive Networks)과 5G 통신을 산업 시스템에 적용하기 위한 기술개발을 활발히 진행하고 있다.

홍승호 한양대학교 교수는 “현재의 OPC-UA를 통한 다양한 네트워크를 통합한 데모시스템을 기반으로 추후 AutomationML 및 CDD 기술을 도입한 데모시스템으로 확장함으로써 IEC에서 상호호환성 향상을 위한 기술 표준을 실증하여 국내의 스마트공장 보급/확산을 위한 노력을 이어나갈 것이다.”라고 말했다.

이번 전시회의 데모시스템인 “OPC-UA 표준 기반 스마트공장 통합기술 실증 ECOSYSTEM”에서는 상호호환성을 향상시킬 수 있는 IEC 표준 기술 중 OPC-UA기술을 실증할 수 있는 실시간 데모시스템을 제작하였다. OPC-UA는 서로 다른 프로토콜 간의 통신이 가능하도록 개발된 기술로써 본 데모시스템에서는 OPC-UA를 통하여 실제 제조 시스템에서 사용되는 산업용 유선 네트워크 프로토콜 5가지(POWERLINK, EtherCAT, EtherNet/IP, CC-Link IE, RAPIEnet)와 2개의 무선 네트워크 프로토콜(WirelessHART, 6LoWPAN)을 통합한 네트워크 시스템을 구축하였다. 본 데모시스템 구축에는 레드원테크놀러지, 한양대학교, B&R 산업자동화, 트라이텍, 한국미쓰비시전기오토메이션, 슈나이더 일렉트릭이 참여하여 제작하였다.

또한, 본 데모시스템에서는 상호호환성과 더불어 스마트공장의 중요한 요소 중 하나인 공장 에너지 관리 시스템(FEMS, Factory Energy Management System)을 OpenADR(Open Automated Demand Response)과 SEP2.0(Smart Energy Profile2.0)로 구현하고 OPC-UA를 통하여 정보를 교환함으로써 스마트공장과 스마트 그리드 간의 시스템이 연동되는 데모시스템을 구축하였다.

[사진. 데모시스템에서는 OPC-UA를 통하여 실제 제조 시스템에서 사용되는 산업용 유선 네트워크 프로토콜 5가지(POWERLINK, EtherCAT, EtherNet/IP, CC-Link IE, RAPIEnet)와 2개의 무선 네트워크 프로토콜(WirelessHART, 6LoWPAN)을 통합해 상호운용성을 실현한 네트워크 시스템을 구축했다.]

문용선 순천대학교 교수는 “하나의 기업에서 추진하는 통합 시스템 구축이 아닌, 많은 협회와 그 회원사들이 참여하여 OPC-UA를 기반으로 다수의 프로토콜을 하나로 통합해 상호운용성을 확보하는 작업은 쉽지 않은 프로젝트였다.”고 밝히고, “OPC-UA 표준 기반의 통합 기술 실증으로 탄생한 이번 데모라인이 세계적으로도 가장 먼저 추진되는 사례가 될 것이다.”라고 전했다.

향후에는 OPC-UA, AutomationML 및 CDD 등 다양한 상호호환성 향상 기술이 적용된 데모시스템을 국내 · 외 유수의 전시회와 더불어 국내에서의 상호호환성 연구성과를 글로벌 시장에 알려나가기 위해 내년도 독일 하노버 산업 박람회에 출품할 계획을 가지고 있다.

아이씨엔 오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

OPC-UA 표준 기반 스마트공장 통합기술 실증 에코시스템 데모 라인 동영상