[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 스마트팩토리가 설계 및 개발, 제조 및 유통 등 전 과정에 생산 자동화 솔루션과 정보통신기술을 결합해 데이터 분석 기술을 적용해 생산성, 품질, 고객만족도를 향상시키는 지능형 생산공장으로 발전하고 있다. 공장 내 모든 설비가 연결되고 서로 데이터를 주고받으며 데이터를 기반으로 측정과 판단, 최적화가 이루어진다는 뜻이다.

이를 위해 현재 국내에서 많이 사용되고 있는 산업용 네트워크 프로토콜에는 PROFINET, EtherNet/IP, CC-Link IE, EtherCAT, POWERLINK, RAPIEnet 등이 있다. 이 가운데 기계·공장자동화 글로벌 선도기업 B&R산업자동화(이하 B&R)가 개발한 ‘POWERLINK’는 유일한 이더넷 표준기술 기반의 오픈소스 프로토콜이다. 소유권이 없다는 이야기다. 타 프로토콜과 다르게 표준 이더넷 기술에서 변형이 없어 표준 변경에 따른 리스크가 없고, 오픈소스에 따라 라이센스 비용이 없어 전체 비용면에서 유리하다.

아울러 B&R은 POWERLINK 통신, 차세대 산업용 네트워크 기술인 TSN을 통한 OPC UA(OPC UA over TSN) 프로토콜 등 종합 통신 포트폴리오를 출시한 최초의 제조업체 중 하나다. B&R의 사재훈 부장을 만나, ‘POWERLINK’를 비롯 최신 산업용 네트워크 기술 동향 등에 대해 들어봤다.

‘POWERLINK’의 최대 장점은?

‘POWERLINK’는 2001년 B&R이 개발한 이더넷 프로토콜로 EPSG(Ethernet POWERLINK Staꠓndardization Group)에서 관리하는 개방형 프로토콜이다. IEEE 802.3를 기반으로 네트워크 토폴로지 선택과 교차 연결 등이 자유롭다. 가장 큰 장점은 소유권이 없는 개방형 기술이면서, 유일한 표준 이더넷 기술 기반이라는 점이다. 다른 통신 프로토콜은 조금이라도 변형이 돼 있다. 이 경우에는 표준이 바뀔 때마다 수정과 호환성 문제가 발생하는 리스크가 있다. 아울러 POWERLINK는 소유권이 없는 개방형 기술이기 때문에 라이센스 비용이 없다. 칩셋 등 어떤 관련 제품에도 로열티가 반영되지 않는다. 전체 비용에서 차이가 날 수 밖에 없다.

최근 ‘OPC-UA’ 등과 결합하는 형태를 보이고 있다. 집중하고 있는 산업용 네트워크 기술을 소개한다면?

B&R은 개방형 실시간(Real-time) 통신, TSN을 통한 OPC UA(OPC UA over TSN) 프로토콜 등 종합 통신 포트폴리오를 출시한 최초의 제조업체 중 하나다. 고성능 X20 PLC, 버스 컨트롤러, 산업용 PC 및 TSN 기계 스위치 등 B&R의 모듈 설치가 가능한 기계는 완전히 표준화된 네트워크를 이용할 수 있다. 진정한 배치-사이즈-원(Batch-size-one)이 실현되는 셈이다. TSN 상의 OPC UA라는 표준화된 네트워크를 활용하면, OEM 업체들은 각기 다양한 기계 컨트롤러 및 버스 시스템을 제공할 필요가 없다.

OPC UA를 사용하면서 센서부터 클라우드까지 원활하고 투명한 통신이 가능하다. TSN 이더넷 확장을 기반으로 한 프로토콜은 IT와 OT를 단일화된 네트워크로 통합해 모든 산업용 IoT 애플리케이션의 핵심 요건을 충족시킬 수 있다. 이 기술은 수만 개의 노드로 구성된 네트워크를 지원하고 대역폭 확장에서 이더넷 표준규격에 이르는 이점을 제공한다. 지능형 상태 모니터링 및 예측 유지보수 등에 사용되는 대량의 데이터도 쉽게 처리할 수 있다.

관련 제품 및 솔루션을 소개한다면?

산업용 네트워크와 관련해서는 PLC 라인업인 X20 CPU를 소개하고 싶다. 컴팩트하고 자체적으로 탑재되는 OS가 다축 로봇을 컨트롤 할 수 있을 만큼 상당히 파워풀하다. 통신연결에 문제가 없다. 40년 이상 자동화시장에서 발생하는 수요들을 받아들이고 제품화시켰기 때문에 산업현장에서 쓰는 모든 종류의 시그널을 연결할 수 있는 인터페이스가 다 준비돼 있다. 제품의 구성이 바뀌는 게 아니라 확장형태로 붙여서 쓸 수 있다.

예를 들어서 OPC-UA같은 경우는 PLC가 가지고 있는 스탠다드 이더넷 포트를 사용하면 된다. 포드를 통해서 표준 이더넷 관련 프로토콜들은 다 연결해서 쓸 수 있다. 라이센스도 없다. PLC, IIoT 게이트웨이 범주를 모두 쓸 수 있어 산업현장에 최적화돼 있다고 할 수 있다. 또 CPU 자체에 웹서버가 탑재돼 있어 외부에서 핸들링 할 수 있다.

아울러 B&R의 IIoT Gateway 중 많이 판매되는 제품은 Compact-S CPUs인 X20 CP04xx제품이다. 강력한 ARM Cortex-A9 프로세스가 탑재돼 Gateway의 순수기능 이외에도 Motion, PLC Control, IO 통합, Data전처리, Web기반 HMI지원, Safety PLC 통합 등 다양한 Application을 복합적으로 사용할 수 있다. 추가적으로 모든 종류의 산업용 IO를 연결할 수 있는 X20 IO System을 확장해 사용할 경우 하드웨어 기반의 강력한 Gateway 구축도 가능하다. 크기도 핸드폰 2/3 정도기 때문에 활용가능성이 아주 높다.

국내외 산업용 네트워크 관련 주요 이슈와 B&R의 계획은?

B&R은 산업용 네트워크 프로토콜과 관련해 지속적으로 필드레벨 커뮤니케이션에서 리더역할을 해 나가며, 시장파악을 하고 솔루션을 개발할 것이다. AI 같은 선행기술을 내재화해서 사용하면서 기술을 습득해야 하는 단계에서는 현실적인 기술을 도입하면서도 비용에 대한 리스크가 적어야 한다. B&R의 솔루션들은 상호운용성과 시그널에 대한 연결성을 중시하기 때문에 빠르게 플랫폼을 구축하고 추후에 진화해 가면서 향후 확장을 할 경우에 대한 부담이 적다. 향후 추상적인 컨셉 보다는 현실에서 바로 쓸 수 있는 솔루션들을 한국에 보급해 나갈 것이다.

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