힐셔, IO-Link로 스마트공장 네트워크를 완성하다

필드기기의 데이터를 손쉽게 연결하는 가장 쉬운 방법.. IO-Link

스마트공장을 위한 인더스트리4.0(Industry4.0)과 산업용사물인터넷(IIoT)을 구현할 수 있도록 수 많은 센서-액추에이터로 구성된 필드기기들까지의 운용 데이터를 통합할 수 있는 가장 간단한 솔루션은 아이오링크(IO-Link)다.

현재 운용되고 있는 대부분의 제조 현장은 이제 필드버스와 산업용이더넷을 채용한 디지털 솔루션이 자리잡고 있다고 해도 과언이 아니다. 더구나 클라우드와 엣지를 통합하거나, 정보기술(IT)과 운용기술(OT)를 하나의 네트워크로 통합하고자 하는 현장이 늘어나고 있다. 스마트공장에 대한 국제 표준의 많은 연구와 기술개발을 통해 많은 성과도 내고 있다.

그러나 스마트공장 추진에서 가장 큰 난관은 너무나 많은 필드기기들을 하나의 네트워크로 데이터 통합에 나서야 한다는 것이다. 제조 현장의 맨아래 광범위한 영역을 담당하는 것이 필드기기들이기 때문이다. 필드버스와 산업용이더넷을 통해 디지털 데이터를 기본으로 운영되고 있는 제어 시스템들도 대부분의 센서나 액추에이터 데이터를 확보하는데 큰 어려움을 겪고 있는 것이 현실이다.

이러한 어려움을 극복하기 위해, 제조 솔루션을 제공하는 많은 업체들이 공동연구를 추진한 결과로 탄생한 것이 IO-Link 기술이다. 기존의 필드버스(Fieldbus)는 IEC 국제표준의 개방화된 네트워크 기술이지만, 단 하나의 기술이 아니다.

스마트공장 완성을 위한 마지막 작업.. 필드 데이터 연결성 확보

가장 대표적인 독일 지멘스(Siemens)가 개발하고 사용하는 필드버스 기술인 프로피버스(PROFIBUS)와 미국 로크웰오토메이션(Rockwell Automation)이 개발하고 사용하는 필드버스 기술인 디바이스넷(DeviceNet), 그리고 일본 미쓰비시전기가 개발하고 사용하는 씨씨링크(CC-Link), 독일 벡호프가 개발하고 사용하는 모션 제어에 특화된 필드버스 기술인 이더캣(EtherCAT) 등은 플랜트, 제조현장 및 장비에서의 네트워크 디지털화에 획기적인 영향을 미쳤다.

그러나 이들 필드버스는 분명 국제 표준의 개방화된 네트워크 프로토콜이라고 하지만, 동일한 필드버스에서만 연결이 보장된다. 각각의 필드버스간의 연결이 불가능한 것은 아니다. 여기에는 필드버스간 프로토콜 변경을 위한 컨버터가 별도로 필요하다. 프로피버스 지원 모터와 씨씨링크 지원 PLC간에는 네트워크 컨버터 없이 직접 연결이 안된다는 것.

이러한 문제 해결을 위해 모든 필드버스 협회 및 클럽들이 공동으로 모든 필드버스 프로토콜을 기본으로 지원함으로써 각종 카메라, 센서, 모터, 액추에이터 등의 필드기기들에서 뽑아 온 데이터를 디지털화해 상위 PLC, 컨트롤러, HMI, 엣지 및 클라우드에 이르기까지 자연스럽게 통신하도록 데이터를 올려주는 새로운 표준연구를 통해 IO-Link가 생겨났다.

산업용 네트워크 솔루션의 글로벌 전문기업인 힐셔(Hilscher)는 이기종 필드버스 및 산업용이더넷, 리얼타임 TSN 등의 네트워크 통합과 연결성에 주력해 왔다. 이에 힐셔가 제시하는 IO-Link 기술과 솔루션은 스마트공장을 위해 필드기기를 하나의 네트워크로 연결하고자 하는 현장 네트워크를 완성하는 단계에서 주목받기에 충분하다.

클라우드, IT와 OT의 완전한 연결과 상호운용성 제공 솔루션

힐셔의 마틴 보크마(Martin Volkmar) 아시아 태평양 세일즈 매니저는 11월 23일 서울에서 가진 기자간담회에서 기존 자동화 피라미드에서 디지털화의 사각지대로 남아있던 단점을 해결하는 방안이 IO-Link 기술이라고 설명했다.

마틴 보크마 매니저는 “힐셔는 다양한 IO -Link 기술을 통해 기존의 IO 레벨과 복잡한 필드 디바이스에만 가능한 커뮤니케이션과 원격 커뮤니케이션을 통해 간단한 표준 센서에 도달할 수 없는 기존 오토메이션 피라미드의 단점을 극복할 수 있다.”고 말했다.

이를 위해 힐셔는 IO-Link와 원격 I/O를 위한 여러 기술을 제공한다. 네트워크 연결을 지원하는 netX를 비롯해 최적화된 기술 플랫폼, 지능형 4채널 IO-Link 송수신기 등이 힐셔가 제공하는 대표적인 기능이다.

또한 차세대 기술인 무선 IO-Link 기술을 통해 자동화 로봇의 케이블 연결을 줄여주며 물리적 액세스가 제한된 센서와의 안정적인 데이터 교환을 제공한다. 이를 가능케 하는 것이 새로운 netFIELD 디바이스 IO-Link 무선 마스터다.

IO-Link 무선 마스터는 IEC 61131-9에 따른 기존 IO-Link 표준을 기반으로 기존 유선 IO-Link 마스터보다 2배 많은 총 16개의 센서와 액츄에이터를 연결할 수 있다.

또한 많은 네트워크 및 필드기기 전문업체들을 지원하기 위해 NetFIELD IO-Link 시스템을 OEM으로도 공급한다. 힐셔의 검증된 netX 기술에 기반한 최대 100미터까지 네트워크 가용성을 지원하는 개방형의 IO-Link 솔루션을 확보해 자체 로고와 맞춤형 펌웨어로 자체 고객사 지원이 가능하다.

마틴 보크마 매니저는 “미래의 산업용 통신 요구에 대응하고 네트워크 간의 완벽한 상호운용성이 구현하는 힐셔의 기술로 고객사의 센서들을 보다 쉽고 편리하게 연결할 수 있다. 힐셔의 IO 제품군은 OT를 IT로 연결하여 제조 현장의 데이터를 부가가치 정보로 변환시킬 수 있다.”고 강조했다.