[스마트 팩토리와 미래 자동화] IoT·클라우드로 i-오토메이션 시대 연다 한국어드밴텍 정준교 지사장 IoT 기반 산업현장 : 자동화 시장 진화의 새 패러다임 IT 기술의 변화에 따라 산업 자동화 분야도 비슷한 주기의 변화가 있었다. 2010년 이후의 자동화 시스템의 패러 다임은 IoT와 클라우드 컴퓨팅을 이용 한 지능을 갖춘 인텔리전트 오토메이 션으로 변화를 도모하고 있는 상황에 이르렀다. IoT (Internet of Things)는 우리말 로 어떻게 정의를 내릴 수 있을까? IoT 는“우리 생활의 모든 사물을 네트워크 로 연결하는 것”이다. 인간과 인간, 인 간과 사물 또는 사물과 사물 간 언제 어 디에서든 상호 연결이 가능해 요즘 정 치권에서 많이 쓰는 용어인 소위“소통” 이 가능하다는 뜻이다. IoT의 필연적 등장 사실 많은 지능형 기기가 산업 자동 화의 다양한 현장 애플리케이션에 이미 존재해왔고, 활용되고 있다. 그러나 IoT 는 산업 자동화가 다음 단계로 진화하 고 변화하는 속도를 높였다. IoT는 3개의 계층으로 구성되어 있 다. 제일 하부는 온도, 습도, 압력, 속도, 이미지 등과 같은 신호를 입출력 장치 를 통하여 데이터를 수집하고 임베디드
[스마트 팩토리와 미래 자동화] u-CLIP 구현…470억 절감 효과 기아자동차 한상국 팀장 기아자동차 IT 혁신 사례 기아자동차는 IT를 생산에 접목시켜 서 많은 효과를 창출해냈다. 수많은 낭 비를 줄인, 대표적 사례가 되고 있다. 시스템 구축 배경부터 살펴보겠다. 자동차 산업에서 공장은 엄청나게 넓은 공간을 차지한다. 기아차의 경우 화성 공장은 100만 평, 울산공장은 200만 평 에 이른다. 그렇게 넓고 큰 장소를 필요 로 하는 자동차 공장이 자동차 1대를 생 산하기 위해서는 보통 소형차가 3만개, 대형차는 5만개 부품이 필요하다. 엄청 난 부품이 필요하다보니까 조달받는 효 과적인 방법도 필요하게 된다. 이를 위 한 시스템이 바로 u-CLIP 시스템이다. 왜 u-CLIP 시스템인가? 이 시스템의 핵심은 부품업체와 운송 업체와 완성차 업체가 생산 활동하는 데 있어서 필요한 모든 정보를 가상의 공간에다가 집어넣고, 필요할 때 언제, 어디서나, 누구나 이용료 없이 꺼내서 활용해 생산을 하자는 거다. 이것의 기 반은 물론 IT이다. RFID, 각종 GPS, 센 서, 각종 디지털 기기를 이용해서 이 시 스템을 구성했는데 이걸 통해서 SCM 최적화하고 재고관리 효
[스마트 팩토리와 미래 자동화] 포스피아3.0 추진…뉴노말 시대에 대응 포스코 박광은 스마트워크 추진팀장 포스코 제조현장 중심 스마트워크 올해로 창립 44주년을 맞이하는 포스코는 2020년 매출 200조 원을 달성하기 위한 포스코3.0 프로젝트를 추진하고 있다. 그리고 이 패러다임 변화에 적극 대응하기 위해 포스피아3.0 시스템 환경 구축에 적극 나서고 있다. 포스피아3.0 프로젝트 추진 2011년 1월, 포스코 직원과 관련 업체 종사자를 대상으로‘당신은 지식근로자 라고 생각하는가?’라는 설문조사를 실 시했다. 설문 응답자의 84%가 본인의 업무를 지식근로형 업무라고 답했다. 이에 따라 지식 근로형 업무 특성 상 원격업무 수행이 가능하다고 판단했다. 포스코는 크게 창업→수성→도약이 라는 3단계로 추진하고 있다. 포스코1.0 경영체제가 창업과 건설, 톤당 생산량 을 늘리기 위한 외형 성장을 중시했다 면, 포스코2.0은 1992년부터 2009년까 지는 프로세스 이노베이션을 실시한 기 간이었다. 내적 경쟁력 제고라든가 포 스코가 세계 철강 시장에서 살아남기 위해 수성하는 역할인 셈이다. 프로세 스를 혁신해서 수성하는 2기 체제였다. 포스코3.0은 2020년까지 매
■ EtherCAT 위치 결정 모듈 LS산전 TEL : 1544-2080 www.lsis.biz ‘XGF-PN8B’은 EtherCAT 표준 CoE 프로토콜을 지원하는 다양한 메이커의 서보드라이 브 제품들을 연결하여 사용할 수 있다. 이 제품은 전면부에 2개의 외부 엔코더 입력을 받을 수 있는 입력 단자와 이더넷 케이블이 연결되는 1개의 통신 포트를 가지고 있다. 2개의 엔 코더 입력단자를 통하여 외부 장치와의 다양한 동조제어를 실현할 수 있으며, 서보드라이브 와의 연결은 통신 포트를 통하여 데이지 체인 방식으로 간단하게 구성된다.
■ 지능형 로봇 FANUC www.fanuc.co.jp ‘i 시리즈’는 각종 지능화 기능을 탑재한 고성능 로봇 컨트롤러 R-J3iB에 의해 제어되는 지 능형 로봇이다. 로봇 컨트롤러 R-J3iB와 R-J3iB Mate는 CC-Link 통신 기능을 옵션으로 지원한다. 이 기능은 CC-Link(ver.1.10)에 준거한 통신 기능을 제공한다. 로봇 컨트롤러 RJ3iB는 표준으로 이더넷 통신도 지원하고 있으며, 이들 통신 기능을 활용하여 다수의 로봇 을 1대의 PC로 관리하거나 PLC와 각종 주변기기를 통합관리할 수도 있다.
■ PLC ABB 코리아 TEL : 02-528-3131 www.abb.co.kr ‘AC500’은 멀티 프로토콜 혹은 멀티 도메인 필드버스 환경을 조성하여 산업 전반에 이상 적인 솔루션을 제공한다. 또한 다양한 하나의 제품 포트폴리오에도 다양한 CPU 레벨을 포 함한 유연성을 가진다. 그뿐만 아니라 업그레이드는 간단하면서도 비용이 저렴하다. 이 제 품은 마린, 발전소, 원재료 관련 업체 등 여러 산업 분야에 쓰인다. 대표적으로 수자원 산 업, 에너지 발전소, 식음료, OEM 분야에서 많이 사용되고 있다.
■ 마스터/로컬 유니트 한국미쓰비시전기 오토메이션 TEL : 02-3664-8333 www.mitsubish-automation.co.kr ‘QJ61BT11N’은 MELSEC용 프로그래밍 소프트웨어 GX Develper의 파라미터 설정 화면 에서 CC-Link 파라미터 설정이 가능하다. 또한 대기 마스터국을 설정해 두어 마스터국에 서 이상이 발생하더라도 데이터링크를 계속해서 실행할 수 있다. 그뿐만 아니라 이중화 기능 대응에 따라, 대기 마스터국에서 데이터링크 제어 중에도 마스터국은 복렬할 수 있어 대기마스터국 다운에 대비할 수 있다.
■ 커넥터 피닉스컨택트 TEL : 031-740-9909 www.phoenixcontact.co.kr ‘프로피넷 RJ45’커넥터는 4가닥의 AWG22 전선을 빠르고 안전하게 연결시킨다. PNO 가 이드 라인은 AWG22 규격을 프로피넷 토폴로지 구성용으로 명시한 바 있다. 이 제품은 IDC 방식의 쉽고 빠른 연결방식으로 공구 없이 조립할 수 있다. 전선은 간단하게 커넥터 플랩 안으로 삽입되고 여분의 전선 컷팅 후 플랩을 누름으로써 연결이 완료된다. 특히 빠르 고 쉽게 사용할 수 있어 결선이 어려운 작업현장에서 그 장점을 느낄 수 있다
■ Cube20 Bus Node 모듈 토마스 TEL : 031-424-3030 www.thomas.co.kr ‘Cube20 Bus Node’는 필드버스 시스템 기반 이더넷은 물론 기존 Cube20 필드버스들이 가진 기능을 지원한다. 또한 무어일렉트로닉의 Cube67과 Cube67+에 있던 버스 커넥션 통합과 함께 머신 옵션 매니지먼트 기능을 같이 갖춤으로써 더욱 유용하게 공장의 기계를 사용하는 것이 가능하게 됐다. 이 제품은 8개의 디지털 인풋 기능과 Daisy Chaining을 갖 춘 통합 스위칭 기능도 지원한다.
■ SIMATIC 컨트롤러 지멘스 TEL : 02-3450-7103 www.siemens.co.kr ‘SIMATIC S7-300/400’컨트롤러는 Shared Device, I-Device, MRP(미디어 이중화 프 로토콜) 프로피넷 기능 등이 추가됐다. Shared Device 기능을 사용하면 여러 대의 SIMATIC 컨트롤러가 분산 I/O 시스템을 포함한 동일한 프로피넷 입력/출력 장치에 액세스 할 수 있다. 또한 I-Device를 사용하면 다른 상위 컨트롤러나 중앙 컨트롤러에 대한 프로 피넷 I/O 통신이 가능하며, MRP는 플랜트 가용성을 높여준다.
■ 필드 네트워크 변환기 요코가와전기 www.yokogawa.co.jp ‘NC220’은 다양한 시스템 구축을 가능하게 하는 필드 네트워크 변환기이다. 제어 기기를 CC-Link에 접속하여 배선 절감, 공간 절약, 분산배치의 간이계장 시스템을 구축할 수 있 다. 접속 기기의 프로파일은 표준화되어 있어 프로그램 없이도 자사 제어 기기를 CC-Link 에 접속할 수 있다. 이 제품은 플로그인 구조로 유지보수가 용이하고 DIN레일, 벽설치가 가능하다.
■ 모드버스 게이트웨이 어드밴텍 TEL : 080-363-9494 www.advantech.co.kr ‘EKI-1221D/1222D’는 케이블 확장이 가능하도록 캐스 케이팅/데이지 체인 연결을 위한 이 더넷 스위치를 장착했다. 또한 모드버스 데이터 게이트웨이는 921k 보드 속도와 어떠한 마 스터/슬레이브 관계에서도 실행할 수 있는 디자인을 제공한다. 안정적인 운영과 전력 운영 상태 탐지를 위해 1개 전력 차단으로 교체 투입되는 듀얼 파워 인풋이 장착됐으며 얇은 DIN-rail 마운팅, IP30의 금속 케이스, Class I Division 2 인증을 포함한다.
■ 로터리 엔코더 로크웰 오토메이션 코리아 TEL : 02-2188-4400 www.rockwellautomation.co.kr ‘MC 186’은 EtherCat, 프로피넷, 파워링크, 이더넷/IP 인터페이스 기능을 갖춘 이더넷 엔 코더이다. 사용자는 바우머의 제품 중 magnetic 혹은 optical sensing 테크닉 중 선택할 수 있다. Magnetic principle에 따라 작동하는 엔코더는 충격, 진동, 흙, 먼지가 있거나 습 한 환경에도 적합하다. Optical 엔코더는 정확도가 매우 높은 편이다. 앱솔루트 엔코더는 분당 10,000 펄스이며 최대 해상도는 29bit이다.
■ 이더넷/IP 서보 드라이브 로크웰 오토메이션 코리아 TEL : 02-2188-4400 www.rockwellautomation.co.kr Kinetix 350’은 로크웰 오토메이션의 중형 시스템을 지원하면서 단일한 표준 네트워크를 통해 HMI, PAC, I/O, 모션 등 전체 모션 제어 솔루션에 대한 확장성을 제공한다. 또한 이 더넷/IP에서 통합된 모션을 지원하는 Allen-Bradley CompactLogix 컨트롤러 제품군과 연결하여 작동할 수 있게 설계됐다. 사용자는 전체 기계 포트폴리오의 통합된 제품에 걸쳐 코드를 재사용하므로 설치와 시운전 시간도 절감할 수 있다.
[산업용 통신망 시대 열리다] 산업용 무선 제어망, 유선 필드버스 한계를 넘다 산업 공장 분야로 적용할 수 있는 무선 재어망 기술에는 IEEE 802.11 그룹과 IEEE 802.14.1의 블루투스, 그리고 IEEE 802.14.5의 센서 네트워크가 있다. 이 글에서는 첫 번째로 무선 기술이 공장 환경에서 실시간 처리되기 위해 해결해야 할 문제점을 분석하고, 공장 환경에서 도움이 될 수 있는 성숙한 무선 기술에 대하여 살펴본다. 마지막으로 적용할 수 있는 무선 기술과 기존에 사용되던 유선 기술을 접목하여 효율적으로 사용할 수 있는 방안과 문제점의 해결 방안을 살펴봄으 로써, 무선 기술을 산업 공장 기기에 효과적으로 적용할 수 있는 가능성을 제시한다. 김동성 금오공과대학교 전자공학부 교수 (dskim@kumoh.ac.kr) 산업 환경에서 사용되는 무선 제어망 기술은 기기의 이상과 오작동 알람 등 의 비주기적 긴급 데이터, 기기의 상태 및 제어를 위한 주기적 I/O 데이터의 전송을 위해 신뢰성과 실시간성을 만족 해야한다[1][2]. 이러한 제약들로 인해 현장에서는 대 부분 유선기반의 제어망과 필드버스 기 술들이 사용되어 왔다. 하지만 최근 들 어 무선통신 기술의