지난 7월 3일 서울 여의도에 위치한 서울 마리나 클럽&요트에서 송·변전 자동화 분야 최신 네트워크 세미나가 열렸다. 이번 행사를 주최한 토마스는 송·변전 자동화와 관련해 Process Bus의 네트워크 구성방식에 대한 최신 기술과 이 기술이 적용된 허쉬만의 솔루션을 소개했다. 이날 토마스에서 산업용 네트워크 솔루션을 담당하고 있는 한경수 이사를 만나 디지털 변전소 구축을 위해 필수적으로 요구되는 표준인 IEC 61850에 대한 소개와 함께, 최근 관련 업계에서 많은 관심을 받고 있는 IEC 61850 관련 이중화 기술인 PRP 및 HSR 기능, 그리고 이들 기능이 적용된 허쉬만의 솔루션에 대해 들어봤다.

김 미 선 기자

이번 ‘송변전 자동화 분야 최신 네트워크 세미나’는 2년 전 국내에서 최초로 IEC 61850 표준과 관련한 이더넷 네트워크 세미나가 개최된 이래 두 번째 행사다. 2012년 당시 행사가 IEC 61850 이더넷 표준을 소개하는 자리였다면, 올해는 그와 관련된 구체적인 솔루션과 시장 흐름을 소개하는 자리였다.

토마스 한경수 이사는 “IEC 61850 표준 산하 이더넷 네트워크 이중화 표준인 IEC 62439-1, 2, 3 clause 4&5 기능들에 대한 소개와 보안(Security)에 관련된 상세 내용을 소개하고자 이번 행사를 마련하게 됐다”면서, “이런 기술들이 집약돼 있는 허쉬만의 최첨단 기술을 관련 업계에 소개할 수 있게 돼 기쁘고, 또한 이런 기술들이 산업현장에서 많은 도움이 됐으면 한다”고 전했다.

토마스, IEC 61850에 대해 주목하다!

토마스에 대해 간단히 소개한다면?

토마스는 산업현장에서 사용되는 이더넷 기반의 통신 네트워크 장비 공급 및 설계 감리, 기술지원, A/S 등을 지원하고 있으며, 커넥터 및 센서, 단자대, 슬립링, 바이브레이터 등 공장자동화 관련 주변 장치 등을 산업현장에 공급하고 있다.

당사는 오랫동안 독일을 주축으로 하는 유럽 국가와 교류하면서 다양한 선진 기술을 확보했으며, 그 경험을 바탕으로 엔지니어링과 케이블 생산 분야에서도 국내 관련 기업에 기술을 지원하거나 국내 자동화 산업 발전에 기여하는 등 노력을 아끼지 않고 있다.

또한, 토마스는 산업 현장에 필요한 모든 제품 및 부품의 원스톱 쇼핑이 가능한 토털 솔루션 프로바이더로 거듭나고자 최선의 노력을 다하고 있다.

토마스는 IEC 61850 표준 관련 세미나를 개최하고 있는데, 이 표준으로 인한 기대효과 및 개정 이후 업계 반응이 어떠했는지 설명한다면?

기존에는 하나부터 열까지 케이블 방식으로 연결되는 하드와이어링(Hardwiring)이 기본이었으며, 시리얼 통신에 의한 단방향 통신이 주였다. 더욱이 제조사 위주의 통신 프로토콜들이 그대로 적용돼 왔으므로, 타 제조사 간 통신의 호환성이 결여돼 있었다. 이 같은 단점들을 해결하기 위해, 기존 DNP3과 IEC 60870 표준을 IEC 61850으로 통폐합해 표준으로 개정했다. IEC 61850 표준으로 개정되면서 기존 시스템에서 발생돼온 여러 단점들을 해결할 수 있게 됐다. 케이블링이 상당 부분 줄어들게 됨으로써 실행 비용 및 엔지니어링 작업도 현격히 감소하게 됐으며, 더 적은 시간을 투자해 더 많은 설계들을 구축하게 됨으로써 결국 비용 절감도 실현할 수 있게 됐다.

사실 IEC 61850과 관련된 프로젝트는 이미 1995년도부터 시작됐는데, 2007년 이전에는 통신 네트워크와 변전소 내 시스템으로만 제한돼 있었지만, 2007년 이후에는 그것에만 국한돼 있지 않고 전력 자동화 시스템으로 확장됐다.

기존 IEC 표준과 IEC 61850 표준은 둘 다 TCP/IP에 기반한다는 것은 공통적이지만, IEC 61850에는 더 많은 내용이 확장 및 추가돼 있다. 일례로, IEC 61850에는 전력 변환을 위한 통신 네트워크와 시스템에 대한 표준들이 포함돼 있으며, 특히 Edition 2에는 신재생에너지 관련한 내용도 추가돼 있다.

물론, IEC 61850 표준 출범 당시에는 사양 및 프로토콜 등 많은 내용이 변경돼 관련 업계의 반응도 다양했던 게 사실이다. 그러나 Edition 1에서 Edition 2로 넘어가는 과정에서는 큰 줄기가 이미 개정된 이후였기 때문에 큰 반향은 없었다고 본다. 즉, 큰 틀이 이미 구축된 상태에서 세부적인 내용들이 추가되는 것으로, 시대의 흐름이 반영되는 정도로 이해하면 좋을 듯하다.

IEC 61850 관련 이중화 기술, ‘PRP’·‘HSR’

이번 세미나에서 소개하고자 하는 최신 기술 및 솔루션은?

최근 네트워크 솔루션이 한층 더 중요해지면서 모바일 기기의 통합, CCTV의 통합 등 네트워크 부하 증가 요소로 인한 트래픽 제어의 중요성과 네트워크 보안의 중요성이 이슈화되고 있다.

이번 행사에서는 IEC 61850 표준 이더넷 네트워크 기술 중 이중화 기능인 PRP(Parallel Redundancy Protocol)와 HSR(High Availability Seamless Ring) 기능에 대해 소개함과 동시에, 디지털 변전소 구축에 있어 최근 더욱 중요성이 높아지고 있는 네트워크 시큐리티 기술로 ‘Defense in Depth’ 콘셉트의 보안 솔루션을 소개했다. 여기서 ‘Defense in Depth’는 외부 망 연결 지점에 대한 보안 솔루션 구축에서 끝나지 않고, 제어시스템 내부 깊숙한 곳까지도 보안 솔루션 적용을 추천하는 것을 말한다.

IEC 61850 표준과 관련해 주목받고 있는 이중화 기능 중 PRP와 HSR에 대해 자세히 설명한다면? 그리고 이들 기술이 기존 기술과 다른 점은?

수신된 데이터를 2개로 복제해 PRP 또는 HSR 포트로 송·수신하고, 해당 데이터의 목적지가 연결된 Redbox에서는 먼저 수신된 데이터는 목적지로 전달, 그 이후 수신된 데이터는 버리는 과정을 반복하는 것이 PRP와 HSR 기능의 주요 구동 방식이다. PRP는 Ring 구성이 아닌 서로 다른 네트워크로의 연결을 뜻하며, HSR은 Ring 구성의 경우를 말한다.

이들 이중화 기능과 기존 MRP 및 RSTP 기능의 차이점은 후자의 두 기능은 특정 통신구간을 차단하고 있다가 다른 구간에서 문제가 발생할 경우 차단된 구간을 개방해 데이터를 포워딩할 수 있게 구동되는 데 반해, PRP와 HSR 기능은 차단되는 구간 없이 전 구간이 포워딩이 가능한 상태이므로, ‘절체’라는 기능 구동 자체가 없어 반응 속도가 0ms라는 점이다.

IEC 61850 표준 개정과 관련해 기존 제품 및 시장에서 달라지는 점이 있다면?

국내 IEC 61850 표준 관련 변전소 시스템에서는 Station Bus에 해당하는 시스템 구축이 주류였다면, Process Bus 시스템 구축이 주가 될 것으로 예상됨에 따라, Process Bus에서 요구하고 있는 기능인 HSR이 주용 쟁점이 될 것으로 예상된다. 즉, 이중화 기능으로 RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)가 적용되던 부분이 이제는 PRP 또는 HSR 기능 적용이 주가 되는 상황으로 바뀔 것으로 예상되며, 이에 따른 Redbox에 대한 수요도 상당 부분 증가할 것으로 예상된다.

PRP 및 HSR 등의 이중화 기능은 특히 어느 산업환경에 적합한가? 그리고 전 세계적으로 PRP 및 HSR 기능이 적용된 사례가 있는지?

PRP와 HSR 기능이 적용되기 적합한 산업환경은 당연히 변전소 시스템이다. IEC 61850 표준에 의거해 해당 기능을 이중화 기능으로 적용할 것을 추천하고 있기 때문이다. 또한, 이들 기능의 적용 사례는 중국, 한국, 동남아 등 주로 아시아 지역을 중심으로 진행되고 있고, 모두 디지털 변전소 구축의 일환으로 진행되고 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 기존 장비의 이중화 기능과 비교해, PRP 기능을 적용한 시스템의 경우 그 반응속도가 0ms가 된다는 점이 차별화된다. 이는 주 경로를 통한 데이터 송·수신이 불가능해지면 보조 경로를 선택해 송·수신 복구에 소요되는 시간이 0ms가 됨으로써 보다 Seamless한 데이터 전송이 가능하기 때문이다.

토마스, 허쉬만 제품으로 IEC 61850 이슈에 대응

PRP 및 HSR 기능이 탑재된 허쉬만의 제품들은 어떤 것들이 있고, 또 그 제품들의 특징을 설명한다면?

허쉬만에서 제공하는 PRP & HSR 기능 지원 모델은 RSP, RSPS, RSPL 등 Redbox 타입 제품과 함께, EES와 같은 임베디드 타입 제품이 있다. 이들 제품의 장점은 이미 전 세계적으로 입증되고 인정받은 허쉬만의 산업용 하드웨어 기술에 IEC 61850 표준 기능이 탑재됨으로써 최고의 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 제품이라는 점이다. EES의 경우 임베디드 타입으로, PRP/HSR 기능이 탑재된 자가 장비 개발을 원할 경우 적용할 수 있는 제품이다.

한편, PRP 기능의 경우 경쟁사에서도 지원되는 모델이 출시돼 있지만, HSR의 경우에는 아직 허쉬만밖에 없다. 허쉬만 제품을 선택할 경우의 강점은 Total Solution 구축이 가능하다는 점으로, 이로써 PRP뿐 아니라 HSR 기능 적용시에도 동일 제조사 제품 적용이 가능하고, 보안 솔루션 적용 및 일반 스위치 제품 적용도 쉽게 적용 가능하며, 네트워크 감시 소프트웨어 또한 ‘One-Stop Shopping’이 가능하다.

기존 송배전 시설에 PRP 및 HSR 기능을 구현하려고 한다면?

기존 시설을 업그레이드해야 구현이 가능한데, 신규 설비의 경우에는 지능형 장비 등을 적용해 디지털 변전소를 구축하면 되지만, 기존 설비의 경우 하드와이어링을 최소화할 수 있는 설비 업그레이드 이후 구현이 가능하다. 기본적으로 이 작업이 수행되고 난 후 허쉬만의 Redbox를 적용하면, PRP 및 HSR 기능 구현이 가능하다.

마지막으로 고객들이 ‘허쉬만’을 선택해야 하는 이유를 다시 한 번 강조한다면?

당사는 1991년에 설립한 후 2000년도부터 허쉬만의 공식판매점으로 파트너십 관계를 구축해 벌써 15년 동안 사업을 함께 진행해 왔다.

이번 세미나를 통해 강조했듯 과거에는 단지 단방향 통신만 가능한 환경이었다면, 이제는 신재생에너지 발전시설도 곳곳에 설치되고 있으므로 단방향으로는 데이터를 모두 처리할 수 없어 양방향 통신시스템이 구축되고 있는 상황이다. 또한 IEC 및 IP 기반의 시스템으로 통신 네트워크가 구축됨으로써 더 많은 설비들이 증가하고 있고, 또 통합된 지능적인 네트워크 구축이 관련 업계에 있어 기술적으로 중요 이슈가 되고 있다.

결국 신뢰성 있는 통신 장비를 적용해야 발전설비의 선뢰성이 한층 높아질 수 있는데, 이와 관련해 허쉬만은 그 어느 업체보다 앞선 기술을 보유하고 있으며, 다양한 사용자의 요구를 모두 충족시킬 수 있는 솔루션을 갖추고 있다. 허쉬만은 1,000가지 이상의 제품을 보유하고 있고, 심지어 시중에 판매되지 않는 기술조차도 이미 기술은 확보하고 있다. 따라서 사용자가 어떤 제품을 원하든 그 요구에 부합하는 최적의 솔루션을 제공할 수 있기 때문에 비용 절감에도 기여한다.

이어 더불어, 허쉬만이 다양한 경험및 노하우를 지닌 파트너라는 점도 강조하고 싶다. 전 세계에 위치한 로컬 파트너사들이 허쉬만 본사에서 개발한 기술을 이전, 인계, 교육받고 있기 때문에 이들 파트너사들도 허쉬만의 풍부한 경험과 기술력을 공유하고 있는 셈이다. 따라서 토마스와 같은 로컬 파트너사들도 허쉬만의 깊이 있는 지식과 기술, 노하우를 온전히 고객에 제공할 수 있으며, 시스템 디자인 단계에서의 컨설팅도 제공할 수 있다.

FA Journal 김 미 선 기자 (fa@infothe.com)

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