한국NI

스마트팩토리를 위한 머신제어와 지능형 모니터링 솔루션 소개

한국NI 부스 전경

한국내쇼날인스트루먼트(이하 한국NI)는 이번 전시회에서 스마트 팩토리를 구현 가능하게 하는 자사의 기술력을 알리는데 주력한 전시를 진행한 것이 특징. 이를 위해 스마트 팩토리를 위한 머신제어와 지능형 상태 모니터링 솔루션을 중점적으로 소개했다.

우선, 한국NI는 자사와 한국생산기술연구원이 공동으로 제작한 델타로봇 제어 솔루션을 구동해서 참관객들의 발길을 끌어 모았다.

한국NI는 지난해 『Automation World』에서 한국생산기술연구원 로봇연구실용화그룹의 첨단 제조로봇 연구팀이 제작한  CompactRIO 기반의 EtherCAT 모션 동기화 데모를 선보인 바 있는데, 올해는 한국생산기술연구원과 CompactRIO 기반의 델타로봇 제어 솔루션을 개발해 선보이면서, 국내 임베디드 자동화 시장에서의 자사 CompactRIO의 지속적인 기술 확대를 보여주고 있다.

머신제어와 비전검사를 통합한 델타로봇 제어 솔루션 ‘인기몰이’

이 델타 로봇은 한국NI가 ‘스마트 팩토리를 위한 스마트 머신’으로 부르는 장비로, ‘머신 제어와 비전 검사를 통합한 솔루션’이라는 것이 특징이다. 이 데모는 NI의 산업용 임베디드 플랫폼인 CompactRIO를 기반으로 구축됐으며, 다축의 EtherCAT 모션 제어와 비전검사, HMI 그리고 각종 산업용 입출력 채널을 통합해 관리함으로써, 신뢰성 있는 시스템을 빠르게 개발할 수 있다는 것을 보여주고 있다. CompactRIO라는 하나의 플랫폼에서 디지털 제어는 물론, 모션과 비전처리까지 가능하며, LabVIEW 소프트웨어 하나로 제어와 모션, 비전 등 전체 시스템을 구성할 수 있다는 것이 이 델타로봇 데모를 통해 한국NI가 전달하고자 하는 핵심 메시지.

한국NI의 권순묵 대리는 “기존의 생산현장에서 여러 장비가 수행하던 일을 하나의 장비가 수행하는 것, 이것이 바로 스마트 팩토리다”라고 피력했다.

이와 같은 솔루션은 산업현장의 기본적인 제품 검사 및 패키징 라인을 포함하는 다양한 공장 환경에 적용될 수 있다.

한국생산기술연구원과 공동 개발한 LabVIEW 기반 델타로봇 제어 솔루션. CompactRIO 플랫폼을 통해 모션과 비전, HMI를 모두 통합한다.

온라인 상태 모니터링 시스템 NI InsightCM 소개

한국NI 부스에서의 두 번째 관전 포인트는 온라인 상태 모니터링 시스템(NI InsightCM).

이 NI InsightCM은 산업현장의 다양한 기계 및 설비들을 장시간 안정적으로 사용하기 위해 필요한 솔루션으로, 온도와 압력, 전압, 진동 등 다양한 센서로부터 들어오는 신호들을 수집하고 분석함으로써, 기계/설비의 실시간 상태를 확인하고 고장을 사전에 예방할 수 있으며, 다양한 기계 및 설비들을 장시간 안정적으로 사용할 수 있도록 도와준다. 이  NI InsightCM의 출시는, IoT나 Industry 4.0의 어플리케이션 가운데 하나로 글로벌 자동화 기업들이 원격지 자산관리를 위한 상태 모니터링 시스템에 대한 비즈니스를 확대하고 있는 것과 맥을 같이 하는 내용이다.

이와 함께 NI System on Modul(SOM)이 소개됐다. 이 제품은 임베디드 모니터링과 컨트롤 어플리케이션이 더욱 복잡해지는 추세와 빠듯한 개발 기한과 비용 상승 때문에 큰 스트레스를 받는 시스템 개발자들에게, LabVIEW RIO 아키텍처를 사용함으로써, 직접 개발할 때보다 10배 이상 시간을 단축할 수 있다는 이점을 제공한다.

한편, 이번 전시회에서는 산업통산자원부가 주최하는 ‘스마트공장 국제컨퍼런스’가 함께 진행됐는데, 한국NI 전략마케팅 임베디드 담당 권순묵 대리는 ‘산업용 IoT와 스마트 팩토리를 위한 제어 계측 시스템 개발 방법’을 주제로 발표를 진행했다.

현장 인터뷰
“CompactRIO는 스마트 팩토리 구현을 위한, 다양한 일을 할 수 있는, 스마트 플랫폼”

한국NI 권순묵 대리

-이번 전시의 하이라이트는 어떤 것인가? 
▲우리 한국NI는 이번 전시회에서 스마트 팩토리를 위한 스마트머신으로서 델타로봇을 준비했다.
NI에서는 지난해 Intel Atom 프로세서와 Xilinx Kintex-7 FPGA를 통합한 새로운 CompactRIO 컨트롤러를 출시했다. NI는 과거, 이미지 프로세싱을 윈도우 리얼타임 프로세서에서 했었는데, 이 새로운 CompactRIO 를 통해 FPGA에서 비전 알고리즘까지 가능하게끔 지원함으로써, 모션하는 사람들이 직접 비전 알고리즘을 개발하지 않아도 되도록 기능을 향상시켰다. 또한 디스플레이 포트로 HMI까지 연결할 수 있도록 지원함으로써, HMI 툴을 따로 쓸 필요가 없게 됐다. 새로운 CompactRIO 에 탑재된 Kintex-7 FPGA는 더 많은 채널들을 처리하고 복합적인 필터링과 컨트롤 알고리즘을 가능하게 한다.
이번 전시에서 보여주고 있는 델타로봇의 머리에 해당하는 컨트롤러에는 이 새로운 CompactRIO-9033이 적용됐으며, 이 새로운 CompactRIO는 모션제어부터 각종 센서 수집, 비전 처리를 통합한다. 최근 네트워크 기반의 모션제어가 트렌드인데, EtherCAT을 사용해서 CompactRIO에서 모션도 제어할 수 있다.
또 함께 적용된 NI의 CVS(Compact Vision System)는 GigE/USB3를 통해 손쉬운 연결과 높은 처리량을 제공하는 동시에, 고성능 프로세싱과 HMI 통합을 위한 첨단 기능을 갖추고 있다. LabVIEW FPGA를 사용해 FPGA 구동 I/O를 원하는 대로 맞춤 설정하고, 비전 검사 결과를 엔코더와 근접 센서 등의 다른 산업용 시스템과 긴밀하게 동기화할 수 있다.
그래픽 시스템 설계는 임베디드 모니터링 및 제어 시스템을 설계, 프로토타이핑, 배포하기 위한 첨단 설계 방식으로, 개방형 LabVIEW 프로그래밍 환경을 상용 하드웨어와 결합하여 개발 과정을 크게 단순화하는 것이 특징이다. 따라서 엔지니어들은 강력한 비전 툴, I/O, 산업용 통신, 데이터 로깅 및 휴먼 머신 인터페이스(HMI)를 하나의 환경에 통합할 수 있다. 비전 하드웨어도 64비트 NI Linux Real-Time OS를 탑재해, 강력한 처리 성능을 제공하며, 온보드 산업용 I/O를 통해 카메라 및 조명 트리거링을 위한 자동화 장비 동기화가 가능하다.
NI에서는 임베디드 제어, 모션, 비전 모두 LabVIEW를 기본 플랫폼으로 사용하고 있으며, LabVIEW를 사용해서 하드웨어 설계까지 할 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어를 통합하는 플랫폼으로서의 LabVIEW의 역할이 점차 강화되고 있는 것이다.

-지난해 NIWeek를 통해 처음으로 소개된 NI InsightCM Enterprise는 어떤 제품인가?
▲NI InsightCM Enterprise는 빅데이터 요구에 의해 개발된 솔루션으로, 엔지니어들이 Condition Monitoring Data를 수집해서 서버 클라이언트를 통해 이 데이터를 서버가 취합해, 웹에서 센서 신호를 분석해서 볼 수 있게 지원하며, 문제가 있을 때 알람을 발생시킴으로써 담당자가 진단을 해서 사전에 조치를 취할 수 있게 해준다. 이 솔루션의 출시를 통해, 우리 NI는 기계설비의 Condition Monitoring 어플리케이션을 본격적으로 확대할 수 있게 됐다.

-오늘 소개된 NI System on Modul(SOM)은 기존 CompactRIO 제품들에 비해 어떤 이점을 제공하나?
▲NI System on Modul(SOM)은 자일링스의 Zynq All Programmable system on a chip (SoC)을 소형 PCB에 탑재된 메모리 등의 지원 구성요소와 결합한 제품으로, 포괄적인 미들웨어 솔루션과 즉시 사용할 수 있는 Linux 기반 Real-Time OS(RTOS)가 미리 통합되어 있다. 따라서 NI SOM을 사용하면 설계팀이 시간과 리스크를 감수해가며 맞춤형 소프트웨어를 개발하지 않고도, SOM을 원하는 대로 설정할 수 있다.