제조 2.0 시대 선도하는 산업통신망 기술

실시간 전력관리 에너지 절감 기술 및 산업용 무선 기술

산업통신망과 관련해 제조라인에서도 점차 제조라인의 필드기기들과 제어시스템, 그리고 관리용 네트워크 시스템과의 유무선 통신이 요구되고 있다. 이에 필드버스로 대변되는 산업자동화와 제어시스템을 위한 네트워크와 이더넷에 기반을 둔 고속 통신을 실현한 산업용 이더넷에 대한 기술발전이 획기적으로 이뤄지고 있다. 또한 최근에는 무선 통신에 대한 기술발전과 함께 제조라인에서도 직접 설비를 추가하기 어려운 작업대나 공간의 제약이 필요한 곳, 또는 송수관 라인과 같은 SCADA 시스템에서의 장거리에 통신배선 구축 및 관리가 어려운 곳에서 산업용 무선통신 기술이 적극 이뤄지고 있다. 산업용 통신의 경우 화학 플랜트와 같은 공정자동화 분야에서는 필드기기의 80% 이상을 이미 무선시스템이 점유하고 있는 상태다.

산업통신망 KS 표준 지정 의미

산업통신망과 관련해 국내에서는 지난해 말 필드버스 및 산업용 이더넷 관련 6개의 프로토콜이 KS 표준으로 지정됐다. 이번에 새롭게 지정된 KS 표준은 국제적인 기술흐름도 적극 고려됐다. 국제적인 기술 표준화기구로 인정받고 있는 IEC 표준에 부합하면서 국내에서 많은 사용자층과 기술지원이 적극 이뤄지고 있는 기술만을 대상으로 했다. 1년여간의 기술위원회 평가를 통해 지난해 말 KS 표준으로 지정돼 향후 국내에서의 제조업 및 플랜트 제어시스템에서의 정보기술 채용에 대한 가이드라인 역할을 할 것으로 전망되며, 관련 기술지원도 적극 추진될 것이다.

이번 산업통신망 KS 표준으로 지정된 필드버스 및 산업용 이더넷 기술은 국내에서 개발돼 국제 표준으로 출판된 LS산전의 RAPIEnet을 비롯해, 프로피버스/프로피넷협회(PI)의 PROFIBUS-DP/PA와 PROFINET, ODVA의 EtherNer/IP, CC-Link협회의 CC-Link, EtherCAT협회의 EtherCAT 등 총 6개다. 한편 이번 KS 표준에서는 프로피버스협회의 PFOFIBUS-PA 기술이 유일하게 플랜트를 대상으로 하는 프로세스 자동화 분야의 필드버스 표준으로 지정돼 주목된다.

산업통신망 기반 에너지 관리 실현

산업통신망과 관련해 국제적으로는 제조시스템에서의 에너지 관리를 네트워크상에서 어떻게 효율화해 에너지 사용을 최소화 할 것인가에 대한 연구가 지속되고 있다. 이는 제조라인에 소요되는 각 필드기기와 컨트롤러에 연결돼 있는 전원라인을 산업통신망 네트워크상에서 실시간으로 분석, 동시에 제조라인의 컨트롤러와 전원을 관리하도록 구상됐다. 가장 먼저 PI가 자동차 제조라인을 위해 개발에 성공했다. PI는 PROFIenergy 기술을 통해 제어기기의 운용상태에 따라 전력사용을 최적화하는 방안을 제시했다. 프로피에너지를 지원하는 컨트롤러가 이미 지멘스, 피닉스컨택트 등에서 출시돼 현장 적용이 활발하게 이뤄지고 있다. 이어서 ODVA도 최근 CIP Energy 기술에 대한 스펙을 발표하고, 이를 지원하는 기술제품이 로크웰오토메이션, 슈나이더일렉트릭 등에서 준비되는 중이다. 또한 CC-Link협회에서도 산업용 이더넷 CC-Link IE를 지원하는 에너지 기술을 조만간 발표할 것으로 전망된다.

산업용 무선기술 개발 및 적용 확산

산업통신망의 또 다른 혁신기술로는 기존의 정보통신용 무선기술에 산업설비의 조건을 만족하는 안정성과 연속성을 만족하도록 재해석해 개발된 산업용 무선기술을 들 수 있다. 또한 산업용 무선기술에 대한 국제 표준화 추진도 적극 추진되고 있으며, 현재 ISA 100 기술과 WirelessHART 기술이 국제표준으로 잘 알려져 있다. 프로세스 자동화 분야에서 적극 사용되고 있고 있는 이들 산업용 무선 기술들은 현재 화학플랜트 및 유화탱크, 석유시추공, 파이프라인 등을 중심으로 활발한 적용이 이뤄지고 있으며, 식음료, 도로항만, 타이어 라인 등으로 확산이 진행되고 있다. 공장자동화 분야에서도 산업용 무선랜 기술에 기반을 둔 무선 기술이 적극 고려되고 있다. 특히 회전하는 축에 걸린 모터와 같은 배선의 꼬임이 이뤄지는 환경이나, 제조라인의 변경이 수시로 이뤄지는 시스템에서 배선의 어려움을 없애고자 산업용 무선 기술을 적극 도입할 전망이다.

산업IT분야 리서치 전문업체인 아이씨엔(www.icnweb.co.kr) 오승모 대표는 “기존의 필드버스에서 산업이더넷을 통해 진정한 산업용 네트워크의 모습으로 기술확보를 이뤘으며, 이제는 일반 이더넷 기술로는 실현이 불가능한 초고속 실시간 모션 컨트롤 기술과 네트워크 기반의 안전시스템 기술이 산업통신망의 중심기술이 됐다”며 “이제는 산업통신망 네트워크 속에서 전력관리를 실시간으로 통제하는 에너지 절감 기술과 산업용 무선 기술이 ‘제조 2.0’ 시대를 선도하며 부각되고 있다”고 분석했다.

한편, 이번 산업통신망 관련 KS 표준 기술들은 오토메이션월드 전시회 기간인 4월 5일에 무료로 개최되는 ‘산업통신망 에너지 세미나(www.icnweb.co.kr)’에서 만나볼 수 있다.