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스마트팩토리 구현을 위한 산업용사물인터넷(IIoT)을 바라보는 눈

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IIoT Innovation Day 2017 모습

제3회 IIoT Innovation DAY 2018, 3월 30일 코엑스서 개최

제3회 2018 IIoT Innovation DAY가 ‘산업용사물인터넷(IIoT) 최신 동향 및 산업별 구축 사례, 국제 통신 규격 동향’을 주제로 오는 3월 30일 금요일 10시부터 오후 5시까지 서울시 강남구 코엑스 컨퍼런스 센터에서 열린다.

IIoT는 산업 전반에 필수 적용 분야로 확대해 나가고 있으며, IIoT 핵심 기업들은 효율적인 자동화와 클라우드, 가상물리시스템(CPS)를 통한 수직적 통합을 이루어 주문 기반 자율 생산까지 제시하고 있다. 이번 제3회 ‘IIoT Innovation Day 2018’에서는 다양한 산업현장에서 사용되고 있는 기업들의 사례와 기기간 통신을 위한 국제 규격 및 보안 정책, 국내 규제와 중소기업의 대응방안까지 다양한 IIoT 기반의 스마트공장 이슈와 동향을 만나 볼 수 있다.

KPMG, 지멘스, B&R, 멘토 그래픽스, 슈나이더, 힐셔, 어드밴텍, 마우저, 키사이트 그리고 건국대학교 정보보호 대학원의 한근희 교수까지 총 10개 세션으로 마련된 이번 세미나에서는 IIoT의 전망과 클라우드 기반의 서비스 운영 사례, 표준 규격, 보안 등 다양한 주제를 논할 예정이다.

E4DS가 주관하고, 아이씨엔 매거진이 공식 미디어로 참여하는 이번 행사는 3월 28일부터 30일까지 서울 코엑스에서 개최되는 ‘스마트팩토리 + 오토메이션월드 2018’ 전시회의 공식 이벤트로 3월 30일에 개최된다.

스마트팩토리 구현을 위한 산업용사물인터넷(IIoT) 최신동향과 구축사례 발표

IIoT Innovation Day 2017 모습

IIoT Innovation Day 2017 모습

“기술은 물론 조직적 역량과 기업 문화를 고려한 중.장기적 계획 수립 필요”
삼정 KPMG 이순열 전무는 제조업을 위한 4차 산업혁명의 핵심은 전사적 디지털 전환(Digital transformation)이라고 강조했다. 사업 전반에 걸친 디지털 혁신이 필요하며 이 과정에서는 기술은 물론 조직적 역량과 기업 문화 등 각 회사에 맞는 혁신 모델과 세부 방안에 대한 단-중-장기적인 로드맵 설정이 필요하다고 말했다. 이에 대한 혁신을 가로 막는 주요 걸림돌은 무엇이고 어떻게 극복할 것인지 ‘산업용 사물인터넷 기반의 제조혁신 현황 및 전망’이라는 주제로 기조강연에 나선다.

클라우드 기반 개방형 IIoT 시스템과 서비스 운영 사례 제시한다
지멘스는 빅데이터 분석 알고리즘을 통한 산업현장 설비와 공정 최적화를 소개하고 효율성 개선과 비용절감 효과를 위한 클라우드 플랫폼 서비스에 대한 사례를 소개하며 기업들의 이해를 돕고자 한다. 민계홍 부장은 세미나에서 IIoT 에코 파트너쉽을 위한 개방형 개발자 플랫폼을 소개하며 유연성과 연결성, 협업의 중요성을 강조할 예정이다.

OPC-UA, TSN 기술의 개발 동향 및 스마트 팩토리 성공사례 소개
B&R은 TSN(Time-Sensitive Networking) 기술이 장비 고도화에 따른 대용량 데이터 수집시 발생하는 문제를 해결할 수 있을 것으로 보고 있다. TSN과 OPC-UA(Open Platform Communication – Unified Architecture)가 함께 사용된다면 스마트 산업 현장에서 통합과 확장성 있는 최적화된 프로토콜로 평가 받을 수 있을 것이다. B&R 사재훈 부장은 이해를 돕기 위해 ‘OPC-UA, TSN 기술의 개발동향 및 국내시장을 위한 레퍼런스 모델’과 ‘OPC-UA 기반의 개방형 솔루션’, 이를 활용한 ‘스마트 팩토리 성공사례’를 제시하고 스마트 팩토리를 위한 Openness Edge control architecture에 대해 소개한다.

IIoT 설계의 MEMS 디바이스 구현 모델링 알기 쉽게 설명
멘토 그래픽스는 미세전자기계시스템인 MEMS의 이해와 구현을 돕기 위해 통합 IIoT 설계를 위한 레이아웃 및 시뮬레이션과정을 선보이고 Tanner Design Flow를 이용한 쉽고 빠른 설계를 위해 ‘IIoT 설계의 가장 어려운 MEMS 디바이스 구현 모델링’을 발표할 예정이다.

진화하는 지능형 산업장비 제어를 위한 효율성 높은 IIoT 운영 환경과 구성 요건 제안
슈나이더일렉트릭 정성엽 팀장은 기존 제어시스템을 넘어 소프트웨어 부분까지 포괄적으로 운용할 수 있는 에코스트럭처(EcoStruxure)를 강조했다. 이를 바탕으로 슈나이더는 IIoT 도입 이유, 국내 현황과 성공 사례를 살피며 IIoT에 대한 전망을 살펴본다. 또한 IIoT 기술 플랫폼과 에코 스트럭처 솔루션의 제반 환경에 대한 논한다.

“작업현장에서 IT와 OT 결합 통해 클라우드 기반의 소통해야”
힐셔코리아 원일민 대표는 IT(정보기술)와 OT(운용기술)의 결합을 통해 산업 현장에서 최하위단의 데이터를 최상위로 보내 효율성 높이는 것과 많은 양의 데이터가 아닌 게더링과 수집, 전달 방법에 대해 고민이 필요할 때라고 밝혔다. 이를 위한 다양한 방법과 장단점 그리고 자사의 기술 및 솔루션인 netIoT 기술과 IIoT에서의 클라우드 활용 동향과 보안 요구사항을 설명한다.

실제 구현 사례를 통해 알아보는 스마트 팩토리 구현 솔루션 제시
소프트웨어 전문 기업이나 하드웨어 제조사들이 각자의 한계를 가지고 있어 스마트 팩토리 구현에 어려움이 있었다면 어드밴텍은 하드웨어 플랫폼에 SW 개발 툴과 패키지를 접목한 SRP(Service ready Platform)을 통해 진입장벽을 낮추기 위해 노력 중이다. 세미나에서 어드밴텍 최수혁 이사는 SRP를 활용한 실제 공장 지능화 방법과 사례를 밝히고 IIoT와 스마트 팩토리 구현 기술 방향, 손쉬운 데모사이트 구현 솔루션을 제시한다.

스마트 제조 보안과 국제표준 및 국내 보안 규제와 대응 방안
산업 전반에 걸쳐 보안은 공동의 과제다. 보안에 대한 대응 방식이 완전히 갖춰지지 않은 상태에서 IIoT는 진행되어 가고 있다. 건국대학교 정보보호대학원 한근희 교수는 ‘스마트 공장에서의 사이버 위협과 취약성’, ‘스마트 공장 에서 지켜져야 할 보안요소’, ‘스마트 제조 보안과 국제표준 현황’, ‘정부의 보안 관련 규제 및 이를 위한 기업입장에서의 준비사항’ 등 당면과제인 보안 문제 해결을 위해 발표한다.

제3회 IIoT Innovation DAY 2018은 10개 업체가 참가해 IIoT에 대한 전망과 다양한 사례를 소개한다. 그 동안 스마트팩토리와 인더스트리 4.0을 통해 제시됐던 개념들이 점차 구체화되고 있는 상황에서 각 제조 현장별로 그 특성에 맞는 스마트팩토리 구현을 위한 접근방식으로 IIoT가 부각되고 있다. 애널리스트들은 IIoT가 기존의 사물인터넷(IoT) 보다 더 왕성한 변혁을 가져올 것이라고 분석하고 있다. 이에 이번 행사에서 기존의 자동화 시스템에서 구축한 제조라인의 수평적 통합을 지나, OPC UA, TSN은 물론 IT와 OT의 결합을 통한 수직적 통합까지 완성해 스마트팩토리를 구현하는 방안과 솔루션 방안들을 만나볼 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 세미나 등록자 수는 170여 명이 등록했던 전년 대비 약 30% 이상 늘어날 것으로 예상되며, 각 기업의 대표 및 개발자, 엔지니어 등도 세미나에 참여해 더욱 심도있고 활발한 소통의 장이 열릴 것으로 전망된다.

이번 행사는 사전등록자에 한해서 참석이 가능하며, 세부내용 및 사전등록 안내는 아래 웹사이트(http://e4ds.com/seminar_introduce.asp?idx=11)에서 확인이 가능하다.

[참고]
IIoT Innovation Day 세부 안내 및 등록 : http://e4ds.com/seminar_introduce.asp?idx=11
행사 소개 동영상 : https://www.youtube.com/watch?v=6UwimE3538o

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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훼스토 IO-Link 기술로 Industry 4.0 연결한다

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전동 실린더 EPCO, 서보 스텝 모터 EMMS-ST, 모터 컨트롤러 CMMO-ST 및 필요한 모든 케이블이 있는 OMS(Optimised Motion Series) 패키지는 기존의 전기 위치 시스템보다 훨씬 저렴하다.

IO-Link 기술이 적용된 Festo 자동화 기술

표준화된 IO-Link 기술은 센서 및 액추에이터의 심플하고 경제적인 연결을 지원한다. 3 ~ 5 개의 배선을 가진 이 저비용 연결 기술은 혁신적인 개발 결과로, 복잡한 배선없이 최소한의 자재로 점대점 연결을 실현한다.
IO-Link는 새로운 형태의 버스 시스템은 아니지만 필드 버스, 이더넷 시스템을 대체하기 위한 새로운 종류의 통신 인터페이스로 추가 개발되었다.

이 기능을 사용하면 제어 시스템에서 센서 또는 액추에이터의 파라미터 데이터를 다운로드 할 수 있을 뿐만 아니라 진단 데이터를 제어 시스템에 전송할 수도 있다. 기존에는 제일 하위 레벨을 필드버스 인터페이스 통합하기 위해서 매우 많은 비용이 들었지만 이제는 디지털 또는 아날로그 값과 모든 파라미터 및 진단 데이터를 케이블의 스크리닝, 트위스트, 임피던스 또는 종단 저항 추가와 같은 특별한 작업 없이도 심플한 3선 또는 5선 케이블로 전송할 수 있다.

O-Link: 컨트롤러, 밸브 터미널, 비례 제어 밸브 및 센서를 통해 Festo는 완벽한 범위의 IO-Link 자동화 기술을 제공한다.

O-Link: 컨트롤러, 밸브 터미널, 비례 제어 밸브 및 센서를 통해 Festo는 완벽한 범위의 IO-Link 자동화 기술을 제공한다.

필드버스와 IO-Link 슬레이브 간의 게이트웨이는 일반적으로 여러 IO-Link 마스터 채널이 있는 필드버스 디바이스 형태로 제공된다. 사이즈 때문에 필드버스가 필요하지 않은 소형 머신 또는 시스템에서는 PLC가 IO-Link 마스터 역할을 한다.

보안 강화

IO-Link는 아날로그, 바이너리 및 직렬 통신 장치에 대한 보안 연결을 제공한다. 자동차 BIW 제조 및 어셈블리 현장의 작업자 보호를 위한 안전 펜스, 중장비 건설 및 머신 툴에서, 매뉴얼 워크 스테이션, 어셈블리 셀, 입/출력 스테이션 등과 같은 복잡한 센서 기술 및 터미널이 적용된 곳에서 전형적인 IO-Link 어플리케이션을 찾아볼 수 있다.

미래 연결 컨셉을 지원하는 IO-Link는 표준화된 프로토콜이기 때문에 낮은 투자 리스크를 가진다. 그 결과 장비 다운타임이 줄어들고 생산성이 향상된다. 디바이스와 마스터 시스템 간의 진단 및 운영 데이터의 포괄적인 데이터 교환은 문제 해결을 가속화시키고 상태 모니터링 시스템의 기초를 형성한다.

업무 단순화를 통한 효율성 증가

IO-Link는 설치 및 배선을 위한 균일하고 표준화 된 효율적인 기술이다. IO-Link 디바이스는 간단하고 편리하게 파라미터화할 수 있으며, 엔지니어링 소프트웨어 툴없이 교체 직후에 바로 작동 상태로 되돌릴 수 있다.

IO-Link 마스터를 통해 지능형 센서 및 액추에이터의파라미터를 쉽게 설정하고 재할당 할 수 있다. IO-Link를 통한 복잡하지 않고 표준화된 센서-액추에이터 조합의 배선은 자재 비용을 절감하고, 물류의 단순화가 가능해지며 시간을 절약할 수 있게 된다. 이로 인해 설치를 훨씬 편리하게 할 수 있다.

전동 실린더 EPCO, 서보 스텝 모터 EMMS-ST, 모터 컨트롤러 CMMO-ST 및 필요한 모든 케이블이 있는 OMS(Optimised Motion Series) 패키지는 기존의 전기 위치 시스템보다 훨씬 저렴하다.

전동 실린더 EPCO, 서보 스텝 모터 EMMS-ST, 모터 컨트롤러 CMMO-ST 및 필요한 모든 케이블이 있는 OMS(Optimised Motion Series) 패키지는 기존의 전기 위치 시스템보다 훨씬 저렴하다.

향상된 경쟁력

Festo라는 단일 공급원을 통해 다양한 마스터, 압력 및 유량 센서, 변위 엔코더/위치 센서, 5 개 밸브 터미널 시리즈, 비례 압력 제어 밸브, 스텝 모터 컨트롤러 및 연결 케이블과 같이 IO-Link를 위한 포괄적인 제품 제공이 가능하다. 또한 Festo는 공장 자동화 및 프로세스 오토메이션에 대한 풍부한 어플리케이션과 산업 종사자를 위한 기본 및 심화 교육을 제공한다.

IO-Link 마스터와 CECC/CPX-E 컨트롤러

4 개의 IO-Link 마스터 포트가 있는 소형 컨트롤러 CECC를 사용하여 경쟁력 있고 일관된 분산 설치가 가능하며, 전기 및 공압 드라이브를 제어한다. 이 소형 컨트롤러는 지능형 센서 및 밸브 터미널의 설치 및 네트워크 비용을 줄여 줄뿐만 아니라, 제어 캐비닛 내부 및 외부의 유용한 진단 옵션을 제공한다.

Festo는 크고 복잡한 어플리케이션을 위한 모듈형 모션 컨트롤러인 CPX-E를 제공한다. I/O 모듈은 모듈 당 4 개의 IO-Link 마스터를 사용할 수 있다. CPX-E는 EtherCAT® 마스터가 장착되어 있으며 독립형 CoDeSys 컨트롤러로 사용하거나 PROFINET 또는 EtherNet/IP 네트워크로 서브 시스템 및 슬레이브를 통합할 수 있다.

CPX 터미널

리모트 I/O로 사용하거나 밸브 터미널 MPA 또는 VTSA와 함께 사용하면 IO-Link 디바이스에 하나 이상의 마스터 인터페이스를 통합 할 수 있다. 기능 통합 덕분에 공압 및 전기 드라이브를 제어하는 것이 CPX 터미널에서 매우 용이하다. PROFINET 또는 Sercos 지원 CPX 터미널은 2 채널 IO-Link의 I-Port 인터페이스를 갖추고 있다. 따라서 개별 IO-Link 타사 디바이스를 밸브 터미널의 근접한 곳에 바로 연결할 수 있다.

밸브 터미널

MPA-L, VTUG, VTUB, VTOC 또는 기존 CPV와 같은 밸브 터미널과 비교하여 경제적이며 효율적인 설치가 가능하다. 밸브 터미널용 멀티 핀 연결 케이블은 표준 M12 케이블과 IO-Link로 대체된다. 이렇게 하면 자재 비용이 절감되고 특히 유연하고 쉬운 설치, 특히 까다로운 작업 조건에 대한 적응과 같은 기술적 장점을 제공한다.

4 개의 IO-Link 마스터 포트가 있는 소형 컨트롤러 CECC를 사용하여 경쟁력 있고 일관된 분산 설치가 가능하다.

4 개의 IO-Link 마스터 포트가 있는 소형 컨트롤러 CECC를 사용하여 경쟁력 있고 일관된 분산 설치가 가능하다.

전기 자동화

구성 및 진단을 위한 통합 웹 서버가 있는 모터 컨트롤러 CMMO-ST도 IO-Link 인터페이스를 지원한다. CMMO-ST는 스텝 모터를 위한 폐 루프 서보 컨트롤러이며 Festo의 OMS (Optimized Motion Series)의 중요한 부분이다. OMS 시스템은 포지셔닝을 매우 쉽게 만든다. 전기 실린더 EPCO, 서보 기능이 있는 스텝 모터 EMMS-ST, 모터 컨트롤러 CMMO-ST 및 필요한 모든 케이블은 기존의 전기 위치 제어 시스템보다 훨씬 저렴하다.

EPCO가 있는 Festo의 OMS는 두 가지 방법으로 구성할 수 있다. 웹 구성 및 서버의 파라미터 클라우드를 사용하여 매우 간단하고 빠른 구성을 할 수 있다. 컨트롤러는 자체 IP 주소를 가지며 사전 정의 및 테스트 된 조합에 필요한 모든 데이터가 포함된 카탈로그가 제공된다. 즉, 사용자가 많은 시간을 절약 할 수 있다.

비례 압력 제어 밸브 VPPM

IO-Link에 연결된 비례 제어 밸브 VPPM은 차폐된 아날로그 케이블이 필요하지 않아 신호 레벨이 간섭을 받을 확률이 감소된다. 파라미터는 IO-Link 마스터에서 설정되고 데이터가 저장된다. 이는 실용적이며 부품을 교체한 후 바로 재시작 할 수 있다. IO-Link는 점대점 연결 덕분에 짧은 사이클 시간이 가능하다. 압력 제어, 테스트, 미터링, 프레스 및 피팅 어플리케이션은 주로 특수 기계, 식품 및 음료, 인쇄 및 종이, 자동차 및 전자 산업에서 적용된다.

위치 센서 SDAT

IO-Link의 균일한 인터페이스는 개별 센서 연결을 대체하므로 복잡한 센서를 쉽게 통합할 수 있다. 즉, 위치 센서 SDAT 및 파라미터화 가능한 압력 및 유량 센서를 통합하여 저렴한 비용으로 설치할 수 있다. 예를 들어, 위치 센서 SDAT는 스크루 드라이빙, 리벳팅, 초음파 용접, 가압 및 클램핑을 위한 프로세스 모니터링에서부터 물체 감지에 이르기 까지 높은 반복 정밀도로 피스톤 위치를 감지한다. [제공. 훼스토]

더 자세한 내용보기 http://www.festo.com/cms/en-gb_gb/15646.htm

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산업용IoT

NXP, 산업용 IoT 엣지 애플리케이션 보안 지원

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NXP LOGO

NXP 반도체는 저비용의 산업용 IoT 엣지 애플리케이션을 위한 Arm Cortex-M33 및 Arm 트러스트존(TrustZone®)을 적용한 업계 최초의 마이크로컨트롤러 플랫폼 LPC5500을 출시했다. 저전력 40nm 임베디드 플래시 프로세서에 기반한 LPC5500 마이크로컨트롤러(MCU) 시리즈는 한층 새로운 수준의 프로세싱 효율성, 보안, 기능을 제공한다.

LPC55S69 디바이스는 최대 100MHz 코어 클록 주파수에서 32uA/MHz 효율을 달성한다. 신호 처리 및 암호화를 위해 밀착 결합된 추가 가속기를 갖춘 듀얼 코어 Cortex-M33 기능과 고급 엣지 애플리케이션을 위해 최대 640KB 플래시 및 320KB에 이르는 온-칩 SRAM을 갖추고 있다. LPC55S69는 차동 쌍 모드(differential pair mode)로 16비트 연속 근사형 ADC(SAR ADC)를 통합하며, 50MHz 고속 SPI, 통합 피지컬 트랜시버(physical transceiver)를 갖춘 고속 USB, 8개의 유연한 통신 인터페이스, 동시 Wi-Fi 연결 및 외부 데이터 로깅을 위한 듀얼 SDIO 인터페이스 등 시스템 확장에 사용할 수 있는 풍부한 주변장치 세트이다. 또한, 오프로딩 및 사용자 정의 작업을 실행하기 위한 NXP의 자율 프로그래밍 로직 유닛(logic unit)으로 향상된 실시간 병렬 처리 기능을 제공한다.

Cortex-M33의 핵심 기능 중 하나는 전용 코프로세서 인터페이스로서, 긴밀히 결합된 코프로세서를 효율적을 통합해 CPU 처리 기능을 확장한다는 점이다. 동시에 완전한 생태계 및 툴체인 호환성을 유지한다. NXP는 이와 같은 기능을 활용해 컨볼루션(convolution), 상관 관계, 행렬 연산, 전달 함수와 필터링 등 핵심 ML 및 DSP 기능을 가속화하는 코프로세서를 구현한다. Cortex-M33에서 실행 시 대비 최대 10배로 성능을 향상시킨다. 또한 이 코프로세서는 널리 사용되는 CMSIS-DSP 라이브러리 콜(API)을 활용해 고객 코드 이식성을 간소화한다.

통합 표준 보안 기능으로는 변경 불가한 하드웨어 ‘RoT(root-of-trust)’를 통한 보안 부팅, SRAM PUF 기반 고유 키 저장소, 인증 기반 보안 디버그 인증, AES-256&SHA2-256 가속화 및 보안 클라우드-투-엣지 통신을 위한 DICE 보안 표준 구현이 있다. 공개 키 인프라(PKI) 또는 비대칭 암호화는 ECC와 RSA 알고리즘용 전용 비대칭 가속기로 한층 가속화된다.

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