한국어드밴텍 정준교 지사장 / IoT 기반 산업현장 : 자동화 시장 진화의 새 패러다임
클라우드로 i-오토메이션 시장 연다
정리│강연진 기자 (smted@hellot.ne)
IT 기술의 변화에 따라 산업 자동화 분야도 비슷한 주기의 변화가 있었다. 2010년 이후의 자동화 시스템의 패러다임은 IoT와 클라우드 컴퓨팅을 이용한 지능을 갖춘 인텔리전트 오토메이션으로 변화를 도모하고 있는 상황에 이르렀다.
IoT (Internet of Things)는 우리말로 어떻게 정의를 내릴 수 있을까? IoT는 “우리 생활의 모든 사물을 네트워크로 연결하는 것”이다. 인간과 인간, 인간과 사물 또는 사물과 사물 간 언제 어디에서든 상호 연결이 가능해 요즘 정치권에서 많이 쓰는 용어인 소위 “소통”이 가능하다는 뜻이다.
IoT의 필연적 등장
사실 많은 지능형 기기가 산업 자동화의 다양한 현장 애플리케이션에 이미 존재해왔고, 활용되고 있다. 그러나 IoT는 산업 자동화가 다음 단계로 진화하고 변화하는 속도를 높였다.
IoT는 3개의 계층으로 구성되어 있다. 제일 하부는 온도, 습도, 압력, 속도, 이미지 등과 같은 신호를 입출력 장치를 통하여 데이터를 수집하고 임베디드 컨트롤러에 의해 처리되어지고 자기 진단이 가능한 인스트루먼티드(Instrumented) 부문, 이렇게 처리된 데이터를 유선 또는 무선에 의하여 상위로 전송하는 인터커넥티드(Inter-connected) 부문, 전송받은 데이터를 저장하고, 분석해 지능을 갖춘 데이터로 생성되는 인텔리전트(Intelligent) 부문이다.
자동화 산업에서 사용되는 IoT 디바이스들은 반드시 데이터 취득 기능, 인텔리전트 기능, 유/무선 통신 기능, 데이터의 명료성, 클라우드 소프트웨어가 통합으로 지원 가능해야 한다. 또한 각각의 디바이스에 따른 인증, 폼 팩터, 집중 공략 시장에 대한 지원이 원활해야 한다.
IBM의 7-Layer IoT 컨셉트를 토대로 어드밴텍이 구현하고 있는 IoT 제품군의 범위에 대하여 설명한다.
IoT의 제일 하부 단계인 1단계는 센서, 액추에이터로부터 기초 데이터를 수집하는 데이터 액퀴지션(Data Acquisition) 디바이스가 있다. 다음은 1단계에서 취득한 데이터를 3단계인 인텔리젼트 기능을 갖는 자동화 컨트롤러에 전송하기 위한 인터스트리얼 커뮤니케이션(Industrial Communication) 디바이스 단계이다. 4단계는 3단계에서 정리된 유용한 정보와 데이터를 저장하고 관리하는 클라우드 컴퓨팅 디바이스로서 산업용 컴퓨터 또는 고성능 서버이다. 5단계 이후는 SRP, ARP, 즉 서비스와 애플리케이션을 가능케 하는 서비스 준비 플랫폼(Service Ready Plat-form), 애플리케이션 준비 플랫폼(Ap-plication Ready Platform) 등과 같은 인텔리전트 서비스 단계이다.
어드밴텍은 전통적인 자동화 인프라에 근거하여 IoT 제품 개발을 통한 클라우드 기반 자동화로의 업무 방향을 3단계로 설정했다. 이것은 다만 어드밴텍만을 위한 단계가 아니라, 자동화-유비쿼터스의 시대를 맞이하는 동시대의 자동화 관련 종사자들에게 모두 해당하는 것으로 봐도 될 것 같다.
2010년부터 시작된 첫 번째 단계는 IoT로 연결 가능한 부품을 포함하고 있는 제품군의 풀라인업을 만드는 것이다. 두 번째 단계는 IoT 부품이 내장된 제품들을 활용한 다양한 분야에 부가가치를 생성할 수 있는 솔루션과 서비스를 제공하는 것이다. 1, 2단계를 끊임없이 추구해온 회사라면, 2020년에는 ‘유비쿼터스 월드’를 주도하는 지능형 자동화의 선두주자가 되어있을 것이라 믿는다.
전통적인 산업 자동화는 인텔리전트 자동화로 전환되고 있다. 앞서 설명한 것처럼 IoT의 3가지 구조에 따라 어드밴텍은 전통적인 자동화 인프라를 지원하던 모든 제품에 인터넷 기반의 통신 부품을 임베디드화하거나, 웹 기반 제품을 새로 개발하는 방식으로 디바이스 단계, 컨트롤-제어 단계, 정보-인포메이션 단계의 제품 라인업을 갖추고 있다. 물론 그 제일 상위에는 웹 액세스라는 웹 기반 SCADA 소프트웨어가 있다.
어드밴텍의 IoT 솔루션은 현장 데이터 취득을 위한 시리얼 기반 I/O 모듈, 유/무선 이더넷 기반 I/O 모듈, Pico 컨트롤러 모듈, 지그비 통신 모듈 등과 같은 다양한 종류의 IoT 디바이스 등으로 구성돼 있다. 게이트웨이 디바이스 제품군으로는 자동화 전용 임베디드 컴퓨터인 UNO와 EKI 시리즈의 제품이 있으며, 상위 정보 관리 단계에는 웹 액세스라는 웹 기반 SCADA용 소프트웨어가 HMI 기능을 담당하게 된다.
어드밴텍의 선택과 집중
어드밴텍이 바라보는 인텔리전트 오토메이션의 목표 시장은 IoT와 연계 혹은 서로 영향을 주고받아 더 많은 발전을 가져올 수 있는 자동화 시장이다. 이 목표 시장은 파워&에너지, 상/하수처리를 포함한 수질관리, 공장자동화, 지능형 빌딩, 지능형 제조관리 등으로 구체화할 수 있다.
오일과 가스 관련 산업분야는 전통적으로 공정 특성상 분산제어 또는 SCADA 시스템이 많이 적용되어 있으므로 인텔리전트 자동화의 변화에 따라 가장 많이 IoT가 적용되어야 할 매우 중요한 시장이라고 생각한다.
또 다른 적용 가능 시장은 파워&에너지 분야이다. 대체 에너지들이 많이 각광을 받고 있는 요즘, 풍력·태양열 등으로 취득된 에너지가 한곳으로 모이는 과정에서 발생하게 되는 다양한 측정과 모니터링, 통신 관련 디바이스가 자동화 시장의 새로운 화두가 될 것으로 전망된다. 또한 변전소 자동화와 스마트그리드도 자동화 시장의 중요한 축을 생성할 것으로 기대된다.
어드밴텍이 중요한 IoT 적용 자동화 관련 시장으로 보고 있는 것은 인텔리전트 빌딩이다. 비디오 보안 솔루션과, 빌딩관리, 공조 등 제품뿐 아니라 웹 기반 SCADA 소프트웨어 웹 액세스 가능한 빌딩 에너지 관리 전용 버전인 BEMS를 출시했다.
MES에서는, 자재 입고에서부터 제조, 검사, 패킹, 출고에 이르는 전 과정이 이더넷 기반으로 유연하게 통합 관리될 수 있도록 관련 하드웨어만이 아니라 DAQ-내비, A-DAQ 프로, 소프트 모션 제품을 지원하고 있다.
어드밴텍은 IoT를 위한 범용 제품과 인증 제품, 특수 목적 제품들에 아우르는 다양한 iAutomation 디바이스를 공급하고 있다. 웹 기반 소프트웨어인 웹 액세스를 기반으로 그린 에너지, 빌딩 오토메이션과 빌딩 에너지 관리 시스템, 공장 자동화 환경, 수력, 수질관리 등 통합 솔루션 구현이 가능하다.
어드밴텍은 자체적으로 부족한 소프트웨어 부문의 보강을 위해 3년 전에 웹 기반 SCADA 소프트웨어 회사를 인수했고, 현재 베이징, 타이베이, 캘리포니아 등 3개 지역에서 업무를 지원하고 있다.
웹기반 지능형 오퍼레이트 패널 WebOP는 다양한 애플리케이션 요구에 부합하는 300여 종의 PLC를 지원하며 통합 HMI 런타임 개발 툴과 프로젝트 기반 관리 소프트웨어를 제공한다. 또한 시리얼, USB, 이더넷을 통한 런타임 데이터 다운로드가 가능하다.
산업용 컴퓨터는 자동화 애플리케이션을 위한 신클라이언트 전용 일체형 PC에서 고성능 산업용 패널 컴퓨터, 산업용 모니터 제품도 IoT를 지원하며, 산업용 통신(ICOM) 제품은 전통적으로 산업용 컴퓨터에 내장하여 사용하는 플러그인 타입의 시리얼 확장 카드에서 모듈 형식의 이더넷 스위치, 시리얼 디바이스 서버, 산업용 무선 솔루션 등 다양한 종류의 통신 제품을 공급하고 있다.
컨트롤러 부문에선 이미 많은 현장에서 적용되고 있는 자동화 전용 컴퓨터 UNO 시리즈가 있으며, 차세대 PLC로 표현되는 프로그래머블 오토메이션 컨트롤러 PAC인 APAX 시리즈가 있다. DAQ은 전통적인 방식, 혹은 USB 타입의 데이터 취득 제어 보드로 구성되며, 다양한 제어 요구를 만족시키는 애플리케이션 기반 모션 제어 모듈도 공급하고 있다.
리모트 IO 모듈은 통신 기능만을 제공하는 것이 아니라, 아날로그·디지털 등 원격 데이터 취득이 가능하며, 인텔리전트 빌딩 자동화 시스템 구축을 위한 통합 솔루션 제품군도 공급하고 있다.
