“IO-Link 엣지 게이트웨이로 디지털화 앞당긴다”

“netFIELD 제품군 기반 IO-Link 엣지 게이트웨이로 디지털화를 앞당길 수 있다.  스마트팩토리나 인더스트리 4.0(Industrie 4.0)의 개념에 걸맞은 통합 지원 플랫폼이 바로 netFIELD다. 여기에 클라우드 기반 netFIELD 엣지 포털(netFIELD.io)을 이용하면 새로운 애플리케이션을 장치에 쉽게 구축할 수 있다. 원격으로 구성 및 모니터링, 관리 및 업데이트까지 가능하다.”

산업용 통신 솔루션 선도업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft fur Systemautomation mbH)는 센서에서 클라우드까지 OT와 IT를 원활하게 연결할 수 있는 통합 솔루션인 ‘넷필드(netFIELD)’를 출시했다. 이 솔루션은 데이터 생성에서 데이터 집계, 그리고 클라우드 기반 관리 포털을 통한 디바이스 및 데이터 관리에 이르기까지 산업 디지털화를 가속화하는 넷엑스(netX) 기반의 다양한 디바이스 및 소프트웨어 솔루션을 제공한다.

넷필드 제품군으로는 데이터 생성 및 집계를 위한 ‘netIOL ASIC’ 및 ‘netx 90 ASIC’ 등의 netx ASIC 번들, ‘즉시 사용 가능한 PCB’, ‘IP67 장치’, ‘IP20 장치’, 그리고 디바이스 및 데이터 관리를 위한 ‘엣지 포털(Edge Portal)’이 있다.

OT(운용기술)에서 IT(정보기술)단 클라우드까지 손쉬운 확장

스테판 갈만(Stefan Gallmann) 힐셔 세일즈 수석부사장은 “힐셔는 필드 단위 자동화 커뮤니케이션 전문 기업에서 클라우드 커뮤니케이션까지로 사업 부문을 확장하고 있는중이다. 이젠 OT단에서 데이터 생산과 집계가 이뤄지고 이것이 IT단의 클라우드까지 확장중이다. 스마트팩토리나 인더스트리 4.0(Industrie 4.0)의 개념에 걸맞은 통합 지원 플랫폼이 바로 netFIELD이다”고 말했다.

IO-Link 엣지 게이트웨이는 기존의 IP67 타입 IO-Link 제품에 프로피넷(PROFINET) 및 이더넷아이피(EtherNet/IP) 등의 산업용 이더넷 프로토콜 통신 기능을 추가하여 다양한 실시간 이더넷(Real-Time Ethernet) 프로토콜에 연결할 수 있다.

또한 이 솔루션은 인더스트리 4.0(Industrie 4.0) 시나리오를 구현할 수 있는 엣지 연결 및 엣지 컴퓨팅과 관련된 다양한 기능을 포함하고 있다. 소프트웨어 아키텍처는 리눅스를 기반으로 하며, 컨테이너 기반 애플리케이션은 도커 프레임워크(Docker Framework)를 활용한다. 또한 OPC-UA 서버 및 모바일 앱을 이용한 장치 구성을 지원하는 블루투스(Bluetooth) 기능도 포함됐다.

스테판 갈만 부사장은 “클라우드 기반 netFIELD 엣지 포털(netFIELD.io)을 이용하면 새로운 애플리케이션을 장치에 쉽게 구축할 수 있다. 원격으로 구성 및 모니터링, 관리 및 업데이트까지 가능하다.”고 말했다.

멀티 프로토콜 지원 네트워크 컨트롤러

넷필드의 하드웨어는 힐셔의 멀티 프로토콜 지원 네트워크 컨트롤러 제품인 netX 기술을 기반으로 구현되었다. netIOL ASIC은 100MHz의 CPU를 기반으로 4 포트의 IO-Link 통신을 지원하며, 모든 포트에서 동시에 고속 데이터 전송(400us 주기)이 가능하다. netX90은 실시간 이더넷과 IO-Link 간의 상호교환이 가능하며, 두 개의 ARM Cortex-M4 프로세서를 내장하고 있어 사용자 지정 애플리케이션을 별도의 코어에 구현할 수 있다. 또한 다른 netX 기반 SoC를 추가하여 엣지 통신 및 컴퓨팅을 지원할 수 있다.

원일민 힐셔코리아 대표는 “보다 완전한 산업 디지털화(Digitalization)를 실현하기 위해 힐셔는 다양한 이기종 자동화 환경의 모든 중요한 산업 자동화 네트워크를 변환하여 데이터를 집계하고, 사전 처리된 데이터를 IT 및 클라우드 서비스로 제공할 수 있는 솔루션 개발에 주력하고 있다”고 말했다.

또한 원일민 대표는 미래의 산업용 통신 요구에 대응하고, 네트워크 간의 완벽한 상호운용성이 구현될 수 있도록 오픈 인더스트리 4.0 얼라이언스(Open Industry 4.0 Alliance)는 물론, 시간민감네트워크인 TSN(Time Sensitive Networking) 기술 개발에도 적극 참여하고 있다고 밝혔다.

기가비트 TSN 개발을 위한 테스트베드 참여

힐셔는 실시간 이더넷 통신을 가능하게 하는 TSN(Time-Sensitive Networking) 솔루션 개발에도 적극 나서고 있다. 현재 LNI 4.0(독일), IIC(미국), AVNU, OPC-UA@TSN 워킹그룹(WG)과 같은 다양한 TSN 관련 분야에서 많은 회사들과 협력하고 있으며, TSN 개발을 위한 테스트베드(Testbed) 구성에도 참여하고 있다.

올라프 크랏지(Olaf Kratge) 힐셔 해외영업 부사장은 “TSN의 기본적인 방향성은 서로 분리돼 있던 네트워크 시스템이 모두 TSN으로 통합되는 것이다.”이라며, “이에 더해 TSN은 기가비트(Gigabit) 속도의 네트워크를 구현해 기업의 생산과 운영 효율을 한층 높일 수 있다”고 밝혔다.

오늘날 IEEE 802.3 표준 이더넷은 상호 운용성을 제어하기 위해 IEEE 표준을 따르면서 전세계적으로 엄청난 성공을 거두었다. 이로 인해 모든 컴퓨터나 스위치, 허브 등은 상호 연결되어 문제없이 통신이 가능하게 되었다. 그러나 이 같은 표준은 실시간 기능을 지원하지 않는다. 다시 말해 특정 시간에 해당 정보가 특정 기기에 도달한다는 것을 보증할 수 없다는 것이다.

이러한 한계 때문에 프로피넷(PROFINET)이나 이더캣(EtherCAT)과 같은 산업용 이더넷 프로토콜은 자신들만의 특수 기능을 표준 이더넷에 추가하여 공급하고 있다. 따라서 이들 각각은 진입장벽을 가지고 있다. 하지만 TSN은 이러한 제약이 없이 실시간 이더넷 통신을 가능하게 하는 표준이다.

원일민 대표는 “산업용 네트워크는 결정론적 통신을 필요로 한다. 실시간 이더넷은 결정론적 전송 메커니즘을 가지고 있기 때문에 데이터 전송 및 수신을 제어하고, 네트워크에 이벤트를 할당하기 위한 시간 동기화가 가능하다. 따라서 실시간으로 데이터를 제어하고, 정밀한 시간 동기화 및 비디오 스트리밍 등을 지원하기 위해서는 새로운 IEEE 표준이 필요하다”고 설명했다.

TSN 기술은 하나의 표준이 아니라 다양한 표준이 결합되어 완성될 수 있다. 현재 TSN과 관련된 스펙들이 공개되고 있으며, 각기 다른 접근 방식을 기반으로 한 여러 컨셉들이 논의되고 있다. 산업 자동화를 위한 IEEE/IEC 60802 TSN 프로파일은 2021년 중반에 완성될 예정이다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr