한국내쇼날인스트루먼트, CompactRIO 기반의 데모제품 설명회 개최

스마트 팩토리를 위한 혁명, 머신제어와 지능형 상태 모니터링 솔루션

한국내쇼날인스트루먼트(이하 한국NI)가 지난 3월 18일부터 20일까지 삼성동 코엑스에서 개최된 ‘오토메이션월드’에 참가해 스마트 팩토리를 위한 머신제어와 지능형 상태 모니터링 솔루션을 공개했다. 특히, 이번 데모제품 전시회는 한국NI와 한국생산기술연구원이 공동으로 제작했다는 점에서 의의가 깊다.

황 주 상 기자

한국NI 마케팅 엔지니어 권순묵 대리는 “이번 오토메이션월드 전시회는 전반적으로 스마트 팩토리를 중시하는 양상을 띠고 있다”며, “NI 또한, 이러한 산업적 기류에 힘입어 스마트 시스템 구축에 이바지할 수 있는 제품을 소개하게 됐다”고 설명했다.

CompactRIO, 스마트 제어 구축

오늘날, 전 세계 패키징 및 제조 기업들은 공장자동화를 실현하기 위한 노력을 기울이고 있다. 한국NI 또한 당사의 산업용 임베디드 플랫폼인 CompactRIO를 기반으로 한 스마트 기능을 구축하며, 스마트 공장자동화를 향한 행보를 이어가고 있다. 권 대리는 “한국NI는 로봇 제작기업이 아니지만 로봇의 머리라 할 수 있는 컨트롤러를 구축함으로써 보다 스마트한 공장자동화를 실현할 수 있다”고 설명했다.

CompactRIO가 적용된 솔루션은 모션제어와 센서 데이터의 수집 등 다양한 기능의 통합이 가능하며, 다축의 이더캣 모션 제어와 비전검사 및 HMI, 그리고 각종 산업용 입출력 채널을 통합·관리함으로써 신뢰성 있는 시스템을 빠르게 개발할 수 있다는 평가를 받고 있다. 이러한 특징은 산업현장의 기본적인 제품 검사 및 패키징 라인을 포함한 다양한 공장환경에 적용할 수 있다는 점에서 관련 업계의 긍정적인 반응을 얻고 있다.

NI 임베디드 시스템의 장점은 어떠한 환경에서도 재빠른 제어와 모니터링이 가능해 현장에서 발생할 수 있는 문제를 신속히 해결하는 동시에, 사용자가 원하는 기능적 요구를 만족시킬 수 있다는 데 있다. 특히, 재구성 가능한 I/O인 FPGA(Field-Programmable Gate Array)를 섀시에 포함해 사용자가 랩뷰를 통해 임베디드 고속 제어 및 모니터링 기능을 직접 구현할 수 있도록 한 기능은 모니터링 솔루션에 어려움을 겪고 있는 기존 기업들에게 매력적으로 다가오고 있다.

권 대리는 “한국NI가 최근에 소개한 CompactRIO 제품과 비전시스템은 리눅스 기반의 리얼타임 프로세서를 장비했으며, 각각의 컨트롤러가 가지고 있는 디스플레이 포트를 이용해 랩뷰에서 프로그래밍한 포트패널을 그대로 터치스크린에 가져오는 것이 가능하다”고 설명했다.

그동안 장비생산라인은 별도의 HMI를 사용해 왔다. 이는 생산라인에서 HMI만을 위한 PC가 추가로 필요하다는 의미이다. 대부분의 작업환경에서는 이러한 추가장비를 구축할 수 있을 만한 시간·공간적 여유가 없다. 한국NI의 CompactRIO는 패널 타입의 디스플레이 설치를 통해 로컬 HMI를 구축할 수 있다. 이러한 CompactRIO의 유연성은 다양한 산업용 통신 프로토콜을 통해 구현 가능하다. CompactRIO는 기존 시스템과의 원활한 통합을 위해 산업용 통신 프로토콜인 Modbus·OPC·Classic·OPC UA EterNet/IP·DNP3·IEC 60870-5·PROFIBUS CAN·LIN·EtherCAT·RS232·RS485/422 등을 지원한다. CompactRIO에 사용되는 임베디드 프로세스는 상태 모니터링과 같은 기능을 독립형이나 원격으로 운영한다.

권 대리는 “우리는 흔히 스마트 머신이라는 명사를 사용한다. 이는 기존의 생산환경에서 복수의 장비가 수행해 왔던 역할을 이제는 하나의 솔루션으로 대신할 수 있는 시대가 도래했음을 의미한다”며, “한국 NI의 임베디드 시스템은 이러한 통합솔루션을 통해 스마트 산업 구축에 이바지할 것”이라고 전했다.

현재 CompactRIO는 스마트그리드 그린에너지 모니터링·하이브리드 연료전지 기관차 제어·태양에너지 추적 시스템·국방 및 항공 HIL 시뮬레이터에 적용되는 등 스마트 팩토리에서 없어서는 안 될 핵심요소로 자리매김하고 있다.

장비개발 및 고성능 자동화 실현하는 비전 솔루션

또한, 이날 한국NI는 POE 기반의 NI 비전 솔루션을 소개했다. 작업라인에서 비전검사를 수행하다 보면, 불량제품을 선별할 수 있는 신호인 커스텀 트리거링이 필요할 때가 있다. 문제는 이러한 트리거링을 고속으로 내보내야 할 상황이 있다는 것이다.

NI 비전 솔루션은 이러한 상황에 대응해 내장된 I/O 제어 등을 통해 생산라인에서 신속한 트리거 신호를 출력할 수 있다.

NI는 비전 애플리케이션 기능 실현을 위해 ‘Vision Builder for Automated Inspection’과 ‘Vision Development Module’이라는 두 가지 소프트웨어를 제공한다. 전자는 랩뷰 프로그래밍 없이도 완벽한 머신 비전 애플리케이션을 구축할 수 있으며, 디지털 I/O·시리얼·이더넷 프로토콜을 통해 산업용 디바이스로 트리거링 및 검사 결과를 직접 통신할 수 있다. 후자의 경우, 수백개의 이미지 프로세싱 함수를 사용해 사용자 정의 애플리케이션 개발이 가능하다. 이 소프트웨어는 3D 비전 애플리케이션을 위한 스테레오 비전 알고리듬을 지원하며, 서드파티 3D 카메라와 호환 가능하다.

리얼타임 모니터링 가능한 NI InsightCM

이와 더불어, 한국NI는 산업현장의 다양한 기계 및 설비들을 장시간 안정적으로 사용하기 위해 필요한 NI 솔루션인 ‘온라인 상태 모니터링 시스템(이하 NI InsightCM)’도 함께 소개했다. NI InsightCM은 온도·압력·전압·진동 등 다양한 센서에서 들어오는 신호들을 수집하고 분석함으로써 기계 및 설비의 실시간 상태를 확인하고, 유지보수 전문가가 데이터를 시각화하고 관리할 수 있도록 지원한다. 또한, 모니터링 시스템의 대량 배포 작업을 단순화해 개발자가 주요 회전기계와 보조 회전장비의 상태를 모두 파악할 수 있도록 했다.

권 대리는 “NI InsightCM은 온도·전압·전력·압력·소음·진동 등 다양한 종류의 데이터를 분석할 수 있는 완성된 형태의 모니터링 솔루션”이라고 설명했다.

NI InsightCM의 가장 특징적인 부분은 바로 랩뷰를 사용하지 않는다는 점이다. NI와 그 파트너사들 대부분의 솔루션 플랫폼이 랩뷰를 기반으로 한다는 것을 생각해 볼 때 이는 상당히 의아한 부분이다.

권 대리는 이러한 부분이 바로 NI InsightCM의 개발배경이라고 소개했다. 그동안 랩뷰는 국내외를 비롯해 관련 기업들의 높은 호응도를 얻으며 사용돼 왔다.

하지만 이들은 랩뷰를 통한 컨디션 모니터링 구축에 앞서 한 가지 한계점에 부딪히게 된다. 바로 SI 비용이다. 초기 시스템 구축 이후, 향후 기능 추가나 변경을 꾀하고자 할 때 SI의 추가비용이 발생한다는 것이다. 이에 NI는 통합 솔루션을 제공하고, 이를 작업자가 직접 해결할 수 있게 하는 NI InsightCM을 개발하게 된 것이다.

권순묵 대리는 “NI InsightCM는 다양한 기계 및 설비들을 장시간 안정적으로 사용할 수 있도록 도와줄 수 있는 인텔리전트 모니터링”이라고 전했다.

FA Journal 황 주 상 기자 (fa@infothe.com)

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