전 산업분야에 적용할 수 있는 무선 네트워크 기술은 뛰어난 장점을 가지고 있음에도, 기대 이상의 결과를 도출하지 못했다. 데이터 손실에 따른 신뢰성과 비밀 정보 유출에 대한 보안성 등에서 성장 발목을 잡은 것이다. 그러나 아날로그 환경에 적합한 공정제어 분야인 플랜트를 중심으로 무선 네트워크가 성장하기 시작했다. 적용과 시행을 반복해 취약점을 해결하기 시작했고, 오늘날 산업자동화에 다수 적용돼 범위를 확대하고 있다. 이제 전 산업이 무선 네트워크 기술로 물들기 시작했다.

16개 주파수 채널 기능으로 신뢰, 간섭, 보안 보장
한국에머슨프로세스매니지먼트 무선 및 PlantWeb 황선주 부장

무선 네트워크의 적용 동향은?
국내 공정제어 분야의 무선 기술 적용은 지난 2007년부터 본격적으로 시작됐다. 현재 연구기관 및 유선 적용 한계에 대한 무선 적용 분야를 예로 들면 플랜트 운영에 필요한 회전 설비와 플랜트 운영 자산 관리 분야, 추가로 대규모 플랜트의 무선 인프라 구축까지 다양한 분야에서 사업 영역이 확장되고 있다.

PA 분야의 무선 응용 방식은?
공정제어 분야는 대규모 플랜트를 기반으로 실내외에 다양한 설비들이 운영되고 있으며, 전체 공정이 통합돼 분산제어 장치와 같은 대규모 제어시스템에 의해 운영된다.

PA 분야의 경우 다양한 형태의 위험요소가 존재한 상태에서 설치·운영돼야 하며, 이 경우 플랜트에 광범위하게 존재하는 설비 구조물에 대한 신뢰성 확보 및 보안에 대한 강인한 대책을 필요로 한다.

공정제어 분야의 무선 기술은 기본적으로 방폭 또는 본질 안전 관련 기능 적합성을 보유해야 한다. 또한 공정제어 분야는 공장제어 분야에 비해, 광범위한 영역 적용을 위한 무선통신 거리 확보 및 다양한 구조물에 대한 그물망 형태의 무선 통신 기술 등을 필요로 한다.

공정제어 분야 중 주요 무선 응용 분야는 공장제어 분야와 같은 기본적인 온도 및 압력, 유량, 수위 등의 측정에서부터 분석기, 회선설비 감시, 밸브 제어·감시에까지 다양한 형태로 적용이 가능하다.

무선 기술 공급 성과는?
에머슨의 WirelessHART 무선 기술은 전 세계적으로 정유 및 정제, 화학, 철강, 발전, 제약, 해양 분야 등 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. 그 중 해양 설비의 경우 플랜트 상에 설치될 수 있는 설비 및 하중 등에 제한이 있어, 기존의 무수한 전선수와 전선관 등은 해양 플랜트에서 고충의 대상이었다. 이러한 문제를 해결하기 위한 키워드가 바로 무선이었다.

에머슨의 무선 제품은 지난 9월을 기준으로 전 세계에서 1억 시간의 누적 운영을 돌파했으며, 8,000개 이상의 플랜트에 적용되고 있다. 이 같은 결과는 지금까지의 운영 기간에서 야기됐던 문제들이 해소됐음을 의미함과 동시에 고객이 무선 적용에 충분히 만족하고 있음을 대변한다.

국내의 경우에도 현재 각 산업군별로 무선 기술이 다양하게 적용됐으며, 지금도 많은 고객이 무선 기술 도입을 검토하고 있다. 에머슨은 지금까지 100여건에 이르는 무선 사업을 수주해 운영 중이거나 설치, 공급 상태에 있다. 대표적으로 발전 플랜트의 회선 설비 건전성 감시 및 회전 설비 운영, 옥외 원거리 설비 및 벼락과 같은 장애 설비, 무선 인프라 구축 등에 적용되고 있다.

<새로운 무선 계기>

한국 시장에서 무선 기술 도입이 더딘 이유?
플랜트 분야에 있어 새로운 기술 도입은 외국 설비 설계사에서부터 시작되는 것이 일반적이다. 국내 플랜트에서의 신기술 도입은 이러한 국외 플랜트로부터 신뢰성 확보 및 요구가 있은 후부터 가능하다. 그 예로 FOUNDATION fieldbus의 경우 미국 및 중동 등의 석유화학 플랜트에는 10여년 전부터 적용됐으나, 국내에는 최근 들어서야 건설사 수주의 프로젝트나 특정 국내 플랜트에 적용되고 있다.

한편, 이러한 신기술들이 국내 플랜트에 도입되려면 우선 국내 플랜트 운영 종사자들의 기술 수준이 고려돼야 한다. 현장 분야에 대한 확고한 기술 지식을 바탕으로 새로운 기술 도입에 따른 여러 가지 고려사항을 확인하고, 그 과정에서 많은 기술적 검증을 거친 이후에야 적용이 가능하다.

무선 설비 도입이 기대되는 분야는?
무선 기술은 모든 분야에 적용이 가능하다. 이 중 무선화로 인한 효과가 큰 분야는 유류 저장설비 및 회전 운영설비, 축열조, 원거리 운영 설치 현장 계기 등이다.

무선 설비 도입을 기대하는 분야로는 모든 플랜트에서 운영되고 있는 전통적인 설비 감시 시스템이다. 대용량 펌프 설비 및 열 교환기, 보일러 등은 플랜트 운영에 막대한 영향을 주고 있으므로, 만약 무선 측정 기술을 도입하게 되면 설치가 용이하고 설비 운영 성능 확인 및 필요 조치를 통한 성능 향상에 크게 기여하리라 생각된다.

<무선 밸브 제어 솔루션>

에머슨만의 마케팅 전략은?
에머슨은 다양한 무선 솔루션을 보유하고 있다. 기존에 유선으로 운영돼 왔던 현장 계기 대부분을 무선 제품으로 제공하고 있으며, 무선화가 구축되지 않은 경우에는 무선 어댑터를 통해 HART 기능으로 무선화시킬 수 있다.

향후 고객의 다양한 응용분야 적용을 위해 일부 제품에 대해 모델을 확대하고 있다. 그 중 무선 압력 전송기의 경우 고신뢰도의 제품은 물론 일반 감시 형태의 제품과 무선신호 접속 장치인 게이트웨이 등을 소규모 네트워크에 적용 가능한 제품으로 차별화함으로써 최초 무선 적용에 따른 비용 절감을 가능케 했다.

국내의 경우 무선 플랜트 설치 및 신뢰성 확보를 위해 다수의 무선 전문 전문가가 기술을 지원하고 있다.

스마트 팩토리에서 무선 기술의 역할은?
유선으로 얻을 수 있는 정보의 양은 제한적이다. 디지털화된 정보는 다양한 종류의 데이터를 포함하고 있으며, 이러한 정보를 운영하기 위해서는 필드버스나 무선 솔루션이 절대적으로 필요하다. 또한 이동 작업자 및 무선 비디오 감시, 원거리 전송 등과 같은 다양한 형태의 무선 응용 분야는 와이파이 기술과 접목해 전체 공장이나 플랜트를 무선화함으로써 플랜트 자체의 성능을 향상시킨다. 이로써 안전 및 환경 요건 만족, 보안 등에 많은 이득을 줄 것으로 판단된다.

신뢰성 때문에 도입을 꺼려한다는 주장이 있는데?
일반적으로 무선 도입을 고려하는 고객들의 우려사항은 크게 3가지로 정리할 수 있다.

첫째는, 무선 데이터 신뢰성 문제로, 고객들은 행여 무선 통신 중 데이터가 사라지거나 중단될까봐 걱정한다. 현장 설비 구성에 따라 전송 경로에 영향을 받게 되는 무선 데이터의 특성상 만약 통신 경로 상에 거대한 철골 구조물이나 건물이 위치했다면 무선 통신은 불가능한 것이 아니냐는 우려다. 이와 함께 고객들은 무선 데이터 수집 장치와 무선 전송기의 통신 거리에 대해서도 큰 의문점을 가지고 있다. 당사는 이러한 의문점을 해소시킬 만한 기술을 보유하고 있다.

WirelessHART 통신 기술은 무선 정보를 다양한 그물망 형태로 전송함으로써 정보 전달 통보인 특정 통신경로로 데이터 전송이 불가한 경우 다른 경로를 자동으로 찾아 전송할 수 있도록 했다. 더욱이 당사의 현장 무선계기는 측정 기능뿐만 아니라, 중계기 역할을 동시에 수행함으로써 장거리에 위치한 무선 계기의 경우 중계기를 통해 거리를 확장할 수도 있다.

고객이 걱정하는 두번째 문제는 무선 신호에 대한 간섭 부분이다. 최근에는 다양한 종류의 무선기기가 플랜트 상에서 혼용되고 있어, 어디를 가더라도 무선 AP 및 인터넷 공유기가 운영되고 있다. 플랜트 현장도 마찬가지다. 이 경우에도 다양한 라디오기기 및 무전기 등이 사용되고 있는데, 이들은 분명 무선 현장 계기에 영향을 미칠 수 있는 요소를 가지고 있다. 그러나 당사의 WirelessHART 기술은 16개 무선 주파수 채널을 운영하고, 매 10msec마다 무선 통신을 실행하고 있기 때문에 타 무선 주파수가 중첩의 영향을 발생시키기도 전에 바로 다음 10msec에서 자동으로 주파수 채널을 변경해 이 같은 문제를 극복할 수 있다.

세번째 문제는 보안과 관련된 사항으로, 상당히 많은 사용자들이 우려하고 있는 부분이다. 무선 정보 데이터가 변경되거나 제3자에 의해 수집되지 않을까 하는 것인데, 이에 대해서도 크게 걱정하지 말라고 답하고 싶다. 기본적으로 무선 데이터는 ASE128 암호화 기법을 통해 전송된다. 예를 들어, 측정된 공정값 20도일 때 이것은 디지털 값으로 전송되는 것이 아니라, 의미를 알 수 없는 암호값으로 전송된다. 더욱이 무선 네트워크의 진입을 위해서는 네트워크 ID와 조인키(128비트)가 일치해야만 하므로, 사용자로부터 설정된 값을 알지 않고는 정보 유출 등이 불가능할 것으로 판단된다. 즉, 고객들이 우려하는 보안 문제 역시 크게 걱정할 것은 아니라는 얘기다.

한편, 이 같은 걱정거리를 배제한 채 무선 기술을 도입하게 되면 경제적 측면에서 큰 이익을 얻을 수 있다는 점을 강조하고 싶다. 사전에 인지하고 있는 부분이기도 하지만, 무선 적용을 통해 얻을 수 있는 이점은 다양하다. 현장 계기 관련 자재 및 부속물, I/O 카드, 현장 정션박스 구성, 제어룸 캐비닛 내 결선 등 다양한 분야에서 절감 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라, 이와 관련된 설계 관련 도면이나 작업 시간 등에도 많은 이득이 있다.

<무선 네트워크의 보안 및 암호화>

향후 무선 기술의 발전 방향은?
공정/공장제어 분야 운영을 위해 필요한 정보는 앞으로 디지털 정보로 제공될 것으로 보인다. 이미 FOUNDATION field bus, PROFIBUS, 디바이스 네트워크와 같은 유선 디지털 정보가 범용적으로 사용되고 있으며, 향후에는 무선 형태로 운영될 것임이 분명하기 때문이다. 주요 제어 분야는 필드버스와 같은 기술 적용이 주를 이루고 감시 설비 및 장거리 플랜트 설비들에 무선 기술이 도입될 것으로 보인다.

특히 공정제어 분야는 앞서 언급한 것과 같이 주요 설비 감시 진단 분야 및 유류 저장 설비와 같은 원거리 응용 분야, 유선 적용의 한계 분야 등 지금도 많은 요구가 발생하고 있다.

또한 최근에는 무선기기를 적용한 제어 분야의 연구 개발도 활발해져 밸브 구동 신호도 무선 운영이 가능해졌다.

근거리 무선통신이 PA 분야에 도입된다면?
이와 같은 무선 기술이 공정제어 분야에 적용돼 활성화되기 위해서는 몇 가지 선행 요건을 만족해야 한다. 먼저 위험지역에서의 운영 가능성(방폭, 본질 안전, 주변 환경), 주파수 채널 간섭 극복, 설비 설치 및 유지관리와 완벽한 그물망 네트워크 운영이 충족돼야 한다.

“Rcoax 케이블로 유선같은 무선 구현”
지멘스 인더스트리 사업부 산업용 통신 담당 장희돈 차장

무선 네트워크의 시장 상황은?
현재 전 세계적으로 ‘선 없는 공장’은 통신망에서 가장 큰 화두거리며, 이미 많은 사용자가 성공적으로 활용하고 있다. 무선 네트워크는 IT 성장에 힘입어 산업용 네트워크와 IT 융합점으로 인식되고 있다.

FA 분야에서 무선은 이동이 잦고 포설이 어려운 공간에 처음으로 적용됐고, 이제는 원거리 원격 제어 및 진단에 까지 확장돼 사용되고 있다.

FA/PA 분야에서의 무선 응용을 비교한다면?
전통적으로 FA 분야는 빠른 응답속도를 요구하는 디지털 기반 기술인데 반해, PA 분야는 아날로그 기반이기 때문에 두 분야의 차이는 명확하다. FA 분야에서는 보다 빠른 속도(최대 수십ms)로 많은 데이터양을 요구하며, 이동 가능한 디바이스 및 TCP/IP를 이용한 IT를 산업용 네트워크에 적용하기를 원하고 있다.

PA 분야에서는 보다 느린 속도(최대 1회 데이터 통신당 수 초)로, 메시 네트워크처럼 보다 단단한 네트워크 구조를 필요로 한다. 이를 위해 FA에서는 무선 랜, ZigBee, 블루투스 등이 적용되고 있으며, PA에서는 WirelessHART, ISA 100.11a 기술이 적용된다. 그러나 원격 제어나 진단, 물류 산업 등 응용 부분에서는 FA와 PA 모두 동일하다.

국내 시장에 무슨 솔루션을 공급했나?
지멘스는 FA 분야의 선도기업으로서 물류, 기계, 감시 시스템 합리화 등에 무선 솔루션을 적용하고 있다. 국내 주요 물류 벤더들은 당사의 솔루션을 이용해 시스템을 구축하고 있다.

이 솔루션은 Rcoax 케이블 솔루션으로, ‘유선만큼 완전한 무선 네트워크’의 구성이 가능해 현장에서 긍정적인 평가를 받고 있다.

한국 시장에 도입이 더딘 이유?
무선 네트워크의 도입을 고려하는 대부분의 고객은 막연한 두려움을 갖고 있다. 기대치 도달과 같은 신뢰성 창출 여부, 투자에 미치지 못하는 효과, 단순한 적용사례 부재 등이 그 이유다. 이러한 것들은 유선 대비 무선 솔루션의 비용과 무선 시스템이 아닌 저가의 오피스 제품을 플랜트 환경에 적용시 겪었던 시행착오들이다.

무선 네트워크가 적용되고 있는 산업 분야는?
무선 네트워크가 활발히 적용되는 분야로는 오버헤드 모노레일, 컨베이어 등 각 공정 간 연결되는 로지스틱, OEM 머신 빌딩 등으로, 이 기술을 통해 강과 댐, 파이프라인 등 수백 km에 걸친 대형 시스템을 원격으로 제어하고 진단할 수 있다. 이와 더불어, 현장 필드 계기에도 적용되고 있다.

지멘스의 무선 네트워크 마케팅 전략은?
지멘스는 FA와 PA를 아우르는 토털 솔루션을 비롯해 Rcoax 케이블 등 고유한 제품을 다수 보유하고 있다. 세이프티 솔루션도 무선 네트워크를 통해 적용할 수 있으며, 이미 TUV 인증도 취득해 SIL을 만족시키고 있다.

지멘스는 현장 내 다양한 애플리케이션에 적용된 성공 사례 및 노하우를 바탕으로 온-오프라인, 세미나 & 트레이닝, 기술 자료 배포 및 주요 고객을 대상으로 현장 세미나를 진행하고 있다.

스마트 팩토리에서 무선 네트워크의 역할은?
스마트 팩토리에서 중요한 부분은 ‘필요한 데이터를 원하는 장소에, 원하는 사람에게 제한 없는 접속으로 빠른 의사 결정을 돕는 것’이다. 즉, 무선 네트워크는 공장의 필드 레벨에서 의사 결정 시스템까지 연계해 주는 중요한 요소라고 생각한다.

무선 네트워크 도입시 고려해야 할 부분은?
무선 네트워크를 처음 적용하는 사용자의 경우에는 그 범위와 기대 효과에 대한 명확한 인식이 필요하다. 이를 위해서는 필요할 경우 전문적인 컨설팅을 받는 것은 물론, 제품의 기능 및 성능의 측면에서는 물리적인 기능 외에도 데이터 통신의 신뢰성을 눈여겨 봐야 할 것이다. 또한, 경쟁 제품과 호환 가능하며 국제 표준에 의거한 제품을 사용하는 것도 올바른 선택이라 생각한다.

향후 무선 기술의 변화는?
무선 기술 자체의 발전도 중요하지만, IEC 65 산하 WG17에서 논의 중인 ‘Co-existance’의 행보가 주목된다. 이에 따라 무선 네트워크 솔루션에 보다 광범위하게 적용될 수 있는 기술적 기반이 정립될 것으로 생각된다.

FA/PA 분야에서 근거리 무선통신의 성공 가능성은?
IEEE 802.11 기반의 무선 솔루션은 FA/PA 분야에서 적용되는 애플리케이션에 따라 다를 수 있지만 이미 기술은 현장에서 검증됐다. 사용자가 전문가의 컨설팅을 통해 적용한다면 99% 이상의 성공을 보장할 수 있다. 나머지 1%는 현장 상황에 따라 조정 가능하다.

지멘스 인더스트리 : 무선 네트워크 적용사례
지멘스는 물류 자동화 공정을 위해 Scalance W AP와 클라이언트, Rcoax 케이블, PROFINET 통신, Simatic S7-300 PLC, ET200 리모트 IO, Simatic MV 400, Simatic HMI을 사용해, 지멘스의 Tia 콘셉트에 부합하는 기계를 설계, 프로젝트를 수행했다.

PROFINET 인터페이스를 백본으로 적용하고 기존의 불필요한 디바이스를 제거해, 비용적인 절감 효과를 가져 왔고, Rcoax 케이블을 이용해 유선만큼 안전한 무선 네트워크를 구성했다.

미래 스마트 플랜 미리 구현, ‘콜라보레이션 스테이션’ 솔루션 공개
한국하니웰 공장제어사업부 마케팅 장필은 부장

전 세계 무선 네트워크 시장 도입 현황은?
글로벌 리서치 전문업체인 프로스트 & 설리번에 의하면, 무선 센서 및 트랜스미터의 글로벌 수요는 지난 2009년 전 세계적으로 526백만달러에 이르며, 올해는 1,853백만 달러의 시장을 형성해 연평균 41.0%의 성장률이 예상된다고 밝혔다. 또한, 글로벌 오토메이션 리서치에서 수행한 엔드유저 설문조사 결과에서도 무선 트랜스미터를 사용하는 회사는 지난 2008년 43%에서 올해 67%로, 불과 4년 만에 50% 이상 급성장했다고 발표했다. 이 기간 동안 무선 기술은 단순한 테스트 용도에서 벗어나 자산관리, 안전관리, 프로세스 컨트롤 등으로 점차 확대됐으며, 이는 설치비용뿐만 아니라 유지보수 비용 절감의 효과까지 가져 왔다.

FA/PA 분야의 무선 응용 차이점은?
FA와 PA 분야는 제품 라인이나 기술적 목적이 확연히 구분된다. FA분야는 PROFIBUS에, PA는 FOUNDATION fieldbus에 주로 적용된다. FA는 대용량 및 빠른 처리가 요구되는 디지털 데이터의 무선화에 적합한 반면, PA는 아날로그 신호에 더 많이 적용되고 있다.

또한, FA의 경우 대용량 및 빠른 처리가 요구되는 디지털 데이터의 무선화에 적합한 반면, PA는 아날로그 신호에 더 많이 적용되고 있다. FA와 PA는 이용 가능한 지역적 특성에서도 확연한 차이를 보인다. FA의 경우 생산라인이 근거리로 제한되기 때문에, 위험지역이나 원격지역의 경우에는 PA가 더 적합하다.

<현장 상황 원격으로 지원 가능>

국내에 무선 네트워크 도입 분위기는?
국내 산업용 무선 센서 네트워크는 ZigBee나 USN 기반에서 극소수로 시도된 바 있지만, 아직은 도입 초기 단계에 있다. 하지만 국제적인 산업용 무선 규정인 ISA100이 제정되고 상용화된 제품들이 속속 출시됨에 따라, 국내 적용사례도 점차 증가할 것으로 전망하고 있다.

이미 현장 내에서는 무선 네트워크에 대한 기대가 크다. 무선 네트워크는 지금과 같은 어려운 경제 환경 속에서 요구되는 경비 절감과 높은 경쟁력 확보에 대한 끊임없는 니즈를 충족시킬 매력적인 대안이다. 때문에 어느 정도의 신뢰성만 보장된다면, 무선 네트워크의 도입이 발 빠르게 진행될 것이라고 확신한다.

<중계기 및 게이트웨이 역할을 하는 FDAP(Field Device Access Point>

한국 시장에서 도입이 더딘 이유는?
국내 공장들은 외국과는 다른 열악한 환경에 직면해 있다. 중동이나 미국, 기타 국가들의 무선 네트워크 생산라인은 넓은 지역을 기반으로 한 반면, 국내 공장들은 협소한 공간에서 생산이 이뤄지고 있다. 무선 네트워크의 특성상 좁은 지역에 장애물이 밀집돼 있는 경우 송수신의 신뢰성이 떨어지기 마련인데, 이러한 점을 감안하면 국내 현장은 무선 네트워크의 도입이 쉽지 않은 환경이다.

또한, 국내 고객의 특성을 보면 개인 IT 장비 관련 신기술의 수용성은 상당한 반면, IT 도입과 적용은 상대적으로 보수적인 성향을 띄고 있다. 국내의 무선 법안이나 안전 규정 또한 무선 네트워크의 빠른 도입과 적용에 걸림돌이 되고 있다. 현정책에서는 모든 무선 장비에 대한 시험을 의무화하고 있고, 이와 더불어 출력 및 안테나 설정 등에도 상당한 제약이 따른다. 이러한 이유로 외산 제품 중심의 산업용 무선 솔루션의 국내 도입이 상당히 지연되고 있다.

무선 네트워크가 활발하게 적용되고 있는 산업 분야는?
일반적인 OA 기반의 무선 네트워크는 이미 대중적으로 널리 사용되고 있다. 따라서 산업용 무선의 적용 분야는 쉽게 파악이 가능하다. 원격지, 설비 밀집도가 낮은 곳, 감시점이 적은 곳 등은 유선으로 설치가 불가능하거나 접근이 용이하지 않는 것으로 분류된다. 때문에 상대적으로 유선 설치가 어려운 정유, 석유화학, 전력, 제철, 조선, 정유 시설, 회전로, 수력 및 화력 발전 등의 분야는 PA가 주로 적용되고 있으며, 앞으로 소규모 증설 케이블 포설이 어렵거나 경제성이 떨어지는 경우를 중심으로 적용이 확대될 것으로 보인다.

특히 최근 국내 플랜트 업계는 기존 공장을 확장하거나 개보수하는 등의 투자가 늘어나고 있다. 이런 상황에서 무선은 원가절감에 상당히 기여할 수 있을 것으로 보인다. 즉, 공정의 효율성과 최적화를 위해서는 공정의 감시를 확대해야 한다. 소규모 증설 케이블 포설을 위한 공장 투자 비용은 무선을 적용함으로써 상당한 개선 효과를 볼 것이다.

또한 이제 점차 각종 산업용 무선 표준이 확립되고 있고, 이에 따른 제품도 급격히 확충되면서 사용자의 선택폭도 넓어질 것이다. 이러한 시장의 전반적인 환경과 변화를 감안하면, 중장기적인 무선 솔루션은 일정 시기를 기점으로 급격하게 성장할 잠재력을 갖고 있다고 판단된다.

<압력, 온도, 부식 감지, 디지털/아날로그/유니버설 입력이 가능한 무선 트랜스미터 XYR6000>

하니웰만의 차별화된 마케팅 전략은?
하니웰은 무선 센서를 기반으로 무선 보안, 안전, 운전 및 자산관리시스템 등을 통합하는 솔루션을 홍보할 계획이다. 또한 국내 20여곳 현장 내 설치 경험에서 얻은 컨설팅 능력을 바탕으로 고객들의 니즈에 꼭 맞는 최적화된 무선 솔루션을 구축해, 신뢰를 극대화할 계획이다.

특히 ISA100을 표방하고 있는 업체들과 연계해 엔드유저가 주도하는 국제 산업용 무선 표준인 ISA100를 적극적으로 홍보할 예정이다. 또한, 업체별 상호 호환이 가능한 장비의 강점을 부각해 고객에게 선택의 다양성을 제공하고 이를 통해 신뢰성을 확보할 수 있을 것이다. 이러한 전략 중 하나로, ISA100 WCI의 후원을 받아 지난 9월에 한국요꼬가와, GE, Flowserve와 공동으로 여수와 울산에서 컨퍼런스를 개최한 바 있다.

스마트 팩토리가 이슈다. 무선 네트워크의 역할은?
이것은 정보의 디지털화에 따른 효과로 아날로그 전송 방식에 대비해 측정된 값을 디지털화해 전송함으로써 보다 높은 정확도를 확보하게 됐으며, 계기에 대한 각종 정보와 자기진단결과 등을 자산관리시스템에 데이터베이스화할 수 있어 자산 및 재고관리를 통한 플랜트 운전의 효율성의 극대화 등 두 마리 토끼를 잡을 수 있게 됐다.

또한, 제어 영역 확장을 통해 정보 수집 능력도 강화됐다. 즉, 접근이 용이하지 않은 지역이나 배선이 어려운 이동자산 및 회전 설비 등의 정보까지 확보가 가능해짐으로써 모바일 컴퓨터나 산업용 PDA, 무선 CCTV 등 보안 시스템을 접목해 운전자 및 유지보수자의 업무 효율성을 개선하고 플랜트의 보안 및 안전을 향상시킬 수 있다. 그 밖에도 다양한 유저들의 기대치가 실현 가능해지면서 산업용 무선 솔루션의 개발이 가속화되고 있다.

특히 이러한 자산들을 모두 통합해 플랜트 운전에 따른 업무 협업을 가능케 함으로써 원거리 지역에 있는 작업자와 같은 장소에 있는 것과 같은 환경을 제공할 수 있다.

하니웰은 최근 이러한 기술을 접목해 미래 스마트 플랜트의 모습을 미리 구현한 콜라보레이션 스테이션(Collabora tion Station) 솔루션을 선보였다. 이것은 무선 네트워크로 연결된 CCTV 및 현장 작업자의 캠으로 실제 현장에서 일어나는 일을 원격 지원하고, 필요한 리소스들을 즉각 배치할 수 있는 무선 기술의 집약체라고 할 수 있다.

ISA100이 가진 중요 요소는?
ISA100은 제조자 중심의 경쟁 표준과 달리 사용자가 주도하는 국제 산업용 무선 표준이다. 고객들이 요구하는 산업용 무선 솔루션의 조건은 크게 11가지를 꼽을 수 있다. 보안성, 신뢰성, 전원 효율성, 개방성(호환성), 다양한 전송속도, 다기능, 확장성, 국가별 합법성, 전송 데이터의 순수성, 기존의 다양한 프로토콜과의 연계성과 공존성, 제어까지 적용 가능한 미래지향성이다. 고객의 니즈가 곧 산업용 무선 솔루션이 지향해 나가야 할 필수 요소라고 판단된다.

<유선 HART 장비의 정보를 무선화해 전송>

향후 무선 기술의 발전 방향은?
향후 기존의 산업용 표준 유선 프로토콜의 무선화가 가속화될 것으로 예상된다. 또한, 무선통신의 신뢰성, 전원관리 성능, 호환성, 다기능, 전송속도 및 주기 향상 등 고객의 니즈에 부합하기 위한 기술적 보완이 빠르게 전개되며 브랜드별로 지속적인 제품군 확대가 가속화될 것이다. 이러한 기술 진보를 바탕으로 컨트롤 애플리케이션에도 본격적인 무선 적용이 실현될 것으로 예상된다. 아울러 단순히 현장의 유선 계기를 대체하는 수준에서, 플랜트 전반에 대한 무선 인프라를 구축하는 IT 개념으로 그 적용과 활용 범위가 확장될 것이다.

산업 현장에서 근거리 무선통신의 적용은?
이제까지 국내 무선 센서 네트워크 기술은 ZigBee를 기반으로 빌딩이나 홈 오토메이션, RFID, 블루투스 등 주로 상업용 목적으로 적용돼 왔다. 하지만 최근에는 더욱 높은 수준의 통신 신뢰성과 정보 보안이 요구되면서 산업 현장에 적용 가능한 무선 트랜스미터 상용화 및 산업용 무선 센서 네트워크가 현실화됐다.

산업분야에 적용 가능한 무선의 영역은 현장 계기들을 연계하는 무선 센서 네트워크와 대용량 정보의 고속 전송을 위한 무선 인포메이션 네트워크로 구분할 수 있다. 인포메이션 네트워킹의 경우, IEEE802.11 표준을 활용한 무선 이더넷 기반의 솔루션들은 이미 산업분야에도 적용된 자가 무선망이나 위성 또는 마이크로웨이브를 활용한 SCADA 분야다.

센서 네트워크의 경우 IEEE802.15.4 표준 기반의 ZigBee 통신 기술을 적용한 다양한 제품들이 개발돼 상업용 센서 네트워킹에 주로 적용돼 왔으며, 최근 들어 국내에서는 유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 기반의 솔루션들이 일부 출시되고 있다.

하니웰의 OneWireless 솔루션은 다기능, 다중 프로토콜을 단일 구조에서 지원할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 산업용 무선 계기 중심의 센서 네트워크와 와이파이 기반의 인포메이션 네트워크, 그리고 이들을 통합 운영하는 자산관리 및 제어시스템을 포함한 통합 솔루션까지를 무선의 영역으로 보고 있다.

보유하고 있는 무선 솔루션은?
하니웰의 무선 제품군은 크게 인포메이션 도메인과 필드 도메인으로 구분될 수 있다. 추가적 특징으로는 계기 메시와 중계기 메시를 모두 구성할 수 있기 때문에 현장 상황과 적용 목적에 따라 매우 다양한 제품과 안테나 종류를 선택할 수 있다는 점이다.

그 외에도, 다양한 현장 신호를 혼합해 일괄 송신하는 무선 멀티플렉서인 XYR3000 시리즈, 펌프/컴프레서/팬 등과 같이 고속 회전으로 인한 진동 및 설비 균열을 진단하는 장비, 무선 게이지 리더 등 매우 다양하며 지속적으로 제품군을 확대하고 있다.

하니웰 : 무선 네트워크 적용사례
하니웰은 지난 2003년부터 무선 사업을 시작해 현재 전 세계 약 500여 사이트에서 무선 실적을 확보하고 있다. 산업분야별 대표적 사례로는 석유화학 분야의 ConocoPhilips, 알루미나 분야의 Worsley, 식음료 분야의 Roche Diagnostic, 정밀화학 분야의 Hexion, 천연가스 공급업체인 Bodycote, CSL Behring 제약, 제철 분야의 Nucor Corporation 등 다양한 산업공정에 실적을 가지고 있다.

최근 말레이시아 Petronas의 메탄올 생산 공장과 가스 터미널에 공급한 DCS(Experion PKS)의 통합 솔루션으로, DVM(Digital Video manager)과 무선 CCTV, 중계기를 포함하는 무선보안 솔루션을 수주하는 등 무선 인포메이션 네트워크 영역에서의 실적도 지속적으로 확보해 나가고 있다.

국내 EPC를 통해 공급 예정인 Sha Gas Project의 경우에는 플랜트 전체에 약 200여개의 무선 중계기를 설치하고, 휴대용 무선 가스 검출기를 통해, 현장의 가스 상태, 작업자의 위치 파악, 무선 유지보수 및 보안 등의 목적으로 다양한 무선 장비가 공급될 예정이다.

국내 무선 적용사례에서는 저유탱크의 화재 및 수위 감시, 송유관의 압력 감시, 회전로 온도 감시, 방폭지역 내 무선 운전 솔루션 등 약 20여개 사이트에서 실적을 확보하고 있다.

하니웰은 자체 전문 인력으로 진행된 컨설팅을 통해, 수백m에서 최장 1km까지 산발적으로 분포돼있는 무선 장비들이 어떠한 장애 요인에도 최적의 통신을 유지하도록 설계를 주도함으로써, 고객의 높은 신뢰를 확보해오고 있다. 또한, 고객사의 IT부서로부터 OneWireless 무선 네트워크의 높은 보안 수준에 대한 검증을 받았고, 심지어 타사의 DCS/MMI와 완벽한 통합을 구현해 호환성 측면에서도 인정받았다.

<OneWireless 애플리케이션 적용>

월간 FA저널 다른기사 보기