Special Report
ReportIIoT 및 Industry 4.0 시대와 변화하는 PLC

최근, IIoT(Industrial Internet of Things) 및 Industry 4.0과 같은 새로운 제조 트렌드가 거스를 수 없는 화두로 부상하면서, 공장 제조단으로 IT 기술이 빠르게 진입되고 있다. 즉, 제조단(공장)의 OT(Operational Technology 운영기술) 기술이 IT(Information Technology 정보기술) 기반의 상위 기업 정보 시스템과 서로 융합되고 통합되어야 하는 과제가, 현재 제조 기업들의 생존을 가름하는 관건으로 떠오르고 있는 것.
특히 생산 레벨에서 소위 Smart Thing이라고 불리는 스마트 자산과 설비가 점차 늘어나면서 더 많은 운영 관련 데이터가 발생하고 있고, 이 대용량의 데이터를 처리하고 상위 시스템으로 전송할 수 있는 혁신적인 컨트롤러가 필요지면서, PLC는 이제 제어를 넘어 공장 단의 스마트 서버와 같은 역할을 수행하는 모습으로 변화하고 있다.
따라서 전 세계 PLC 업계를 주도하고 있는 PLC 업체들은 말단의 센서부터 상위의 기업정보시스템까지를 연동해서 고객에게 가치를 제공하는 IIoT나 Industry 4.0의 콘셉트에 맞춰,  데이터를 상위 정보시스템으로 빠르게 전송할 수 있도록 PLC의 네트워크 성능을 향상시키는데 역량을 집중하는 한편, 시스템 및 공정 데이터를 장소에 관계없이 모니터링할 수 있도록 웹서버 기능을 갖추는 것은 물론, VPN이나 방화벽기능을 갖춘 제품들을 PLC 모듈로 출시를 하고 있다.
이와 함께, 고객이 원하는 IIoT나 Indusrty 4.0 솔루션을 제공하기 위해, 글로벌 자동화 기업 간 파트너십 체결이 가속화될 것으로 전망된다.
전 세계 PLC 시장을 주도하고 있는 메이저 PLC 업체들의 최근 동향을 취재했다.

<기획ㆍ취재 / 최교식 기자 cks@engnews.co.kr>

로크웰 오토메이션 권오혁 차장

“PLC는 고속 데이터를 처리하는 스마트 서버로 진화하고 있어”

로크웰에서는 하위 I/O 디바이스 데이터에서부터 받아서 상위로 올리는데 주력

-Industry 4.0 및 IIoT 트렌드와 맞물려 PLC의 기능이 어떻게 변화하고 있다고 보나.

▲최근 몇 년 동안 IoT(사물인터넷) 기술이 제조산업에 적용확대되면서, 자동화의 역량은 이제 더 이상 제조현장에만 머물러있는 것이 아닌, IT 기반의 상위 기업정보 시스템과 서로융합되고 통합되어야 하는 과제를 안게 됐다. 특히 생산레벨에서 소위 Smart Thing이라고불리는 스마트 자산과 설비가 점차 늘어나면서 더 많은 운영관련 데이터가 발생하고 있고, 이 대용량의 데이터를 처리하고 상위 시스템으로 전송할 수 있는 혁신적인 컨트롤러가 필요해졌다. 이제 컨트롤러는 제어를 넘어 공장단의 스마트서버와 같은 역할을 수행해야 하며, 이는 사물인터넷 기반의 제조혁신을 위한 스마트 팩토리를 구현하는 핵심이라고 할 수 있다.

현재, IIoT나 Industry 4.0과 같은 트렌드에 대응하기 위한 PLC는 기본적인 자동화 성능은 물론이고, 데이터를 상위 정보시스템으로 빠르게 전송할 수 있어야 하는 것이 핵심 역할이다. 이를 위해서는 PLC 자체 기능 향상만으로는 한계가 있고, 통신 모듈프로세서의 기능 향상이 수반이 되어야 한다.

로크웰에서 출시하고 있는 최신 PLC는 기본 자동화성능 향상은 물론이고, 기가이더넷 포트를 장착하고 있다. 즉, 이러한 IIoT 환경 요구사항에 부합하기 위한 통신프로세서를 PLC에 임베디드 형태로 개발했다는 의미다.

PLC가 단순하게 I/O 데이터만 처리하는 시대는 이미 지났고, 현재는 IT 연결에 문제가 없어야 하는 것이 핵심이다.

특히 버틀랙 없는 실시간 데이터처리가 중요해지고 있는데, 이것은 우리 로크웰에서 타 경쟁사에 앞서 줄곧 주창해왔던, 빠른 의사결정을 지원함으로써 경영효율을 극대화시키기 위해서다. 따라서 실제 필드 디바이스 정보를 실시간으로 처리할 수 있도록 실시간 데이터처리를 할 수 있는 레벨을 I/O까지 낮출 필요가 있다. 실시간 데이터처리를 위해서는 빠른 속도 즉, High Performance가 요구되며, 이러한 기술향상을 통해 PLC가 PC 수준으로 진화하고 있다. 아울러 PLC가 그만큼 더 많은 IP 노드를 관장할 수 있어야 하는데, 우리 로크웰에서는 이더넷 노드의 총 개수를 알고 있으면 적합한 모델을 선택할 수 있도록, 엔지니어의 제품 선정 과정을 간편하게 할 수 있도록 하였으며, 새로 출시된 ControlLogix 5580은 최대 300개의 IP 이더넷 노드를 지원할 수 있도록 했다.

PLC에서의 네트워크 기능이 강화되면서, PLC뿐만 아니라 통신을 빨리 할 수 있는 통신 CUP의 진화가 필연적으로 대두되고 있고, 로크웰에서는 지난 2~3년 동안 통신모듈 시리즈 변화를 통해 고속의 데이터처리를 지원하고 있다.

새롭게 출시된 L8시리즈는 향상된 임베디드 통신모듈을 탑재하여 최대 256축의 모션 어플리케이션을 지원할 뿐만 아니라, 기가통신 모듈을 탑재하고 있어서 실질적으로 IT를 위한 High Performance를 지원한다.

네트워크 기능 강화는 많은 데이터 처리 즉, 네트워크 관리가 필요해진다는 것을 의미하며, 이와 맞물려 보안문제가 화두로 부상하고있다. 스마트 PAC, 또는스마트 PLC, IIoT PLC를얘기하면서 보안기능이 빠져 있다면 이것은 어불성설이다.

로크웰은 새롭게 출시한 L8x시리즈에 보안기능을 대폭 추가했다. 게스트(Guest) 인증이라고 해서 탬퍼러리유저 (Temporary Users)를 쓰고자 할 때 제한된 권한만 부여하여 특정 프로그램만 접근할 수 있도록 하거나, 태그나 AOI에 대해 일시적인 권한을 주거나 시간을 제한할 수도 있고, FactoryTalk Directory에 접속할 때 일시적으로 디렉토리에 액세스할 수 있는 권한을 준다든지 하는 보안기능이 대폭 추가됐다.

또 Studio5000의 28버전에서는 UX가 고객기반의 로그인 기반으로 바뀌어서 FactoryTalk의 로그인 상태가 접속, 접속 종료 예정, 접속 종료 등으로, 유저의 로그인 상태 정보를 알 수 있게 해 주며, 액세스 권한이 없는 사람이 접근을 했을 때경고를 제공한다. 즉 로크웰에서는 IT 기반의 보안기능을 계속 추가해 나가고 있다.

또 L8시리즈와 상관없이 로크웰에서는 과거부터 PLC 사용자가 각 태그별로 외부 접근권한을 읽기/쓰기, 읽기 Only, 또는 태그를 부분적으로 블록화시켜서, 실제로 네트워크가 해킹을당해서 권한이 없는 사람이 장치를 가져갔다해도 데이터를 볼 수 없도록 하는 보안기능을 제공하고 있는데, 이 기능은 우리 로크웰에서만 제공하는 차별화된 기능이다.

새롭게 출시된 ControlLogix 5580 PAC은 대용량 데이터의 상위 전송과 처리를 통해 스마트 팩토리를 구현할 수 있게 해준다.

결국, PLC는 고속으로 데이터를 처리하는 스마트 서버로 진화하고 있으며, IT의 스마트기술을 최대로 극대화할 수 있도록, OT 정보를 IT가요구하는 속도로 원활하게 전송하는데 초점이맞 춰지고 있다.

-로크웰의 PLC는 IT 기반의 상위 기업정보 시스템과 융합되는데있 어서 어떠한 이점이 있나.

▲L8시리즈의 출시 목적 자체가 IT 기반의 상위 기업정보 시스템과의 융합을 염두에 둔 것이다. 거듭 얘기하지만, IT 기반의 상위 기업정보 시스템과의 융합을 위해서는 I/O 단계에서부터 데이터의 고속화가 지원이 돼야한다. CompactLogix 5069 I/O와 기가이더넷 포트가 달린 통신모듈 L8 시리즈를 출시한 이유도 바로 고속의 데이터처리 전송을 위해서다.

네트워크를 상위 기업정보 시스템으로 끌어올리는 것 뿐만 아니라, I/O 디바이스단까지 커버하겠다는 것이 우리 로크웰의 목표다.

-로크웰의 PLC는 클라우드 및 장비의 상태분석과 관련해 어떤 기능이 탑재되어 있나.

▲클라우드 서비스는 단말 PLC도 가능하겠지만, 기본적으로 소프트웨어 중심의 솔루션이다. 로크웰에는 클라우드자체 솔루션도 있지만, 시각화 및 정보화 서비스에 주력하고 있다.

로크웰은 표준화설비가 시스코나 마이크로소프트, VMWare의 IT 표준 서비스 플랫폼 환경에서 시각화 및 정보화 서비스 솔루션이 이미 검증이 되어있고, 이 부분은 타 경쟁사와 별화되는 내용이다.

즉, 로크웰은VSE(Virtual Service Engineer)나 원격 모니터링과 같은 클라우드 자체 솔루션이 있지만, IT 표준장비와의 최적화 연결에 보다 역량을 집중하고 있다. 이를위해 시스코와 마이크로소프트, VMWare와의 통합을 통해 파트너십을 강화해 나가고 있으며, 클라우드는 표준화된 모델링이 중요한데, 로크웰은 이를 위한 데이터가공 및 전달에 무리가 없다.

로크웰에서는 CompactLogix 5069 I/O를 출시하면서, IT 기반의 상위 기업 정보 시스템과의 융합을 위해 I/O 단계에서부터 데이터의 고속화를 지원하고 있다.

또 장비 태분석의경 우, 경쟁사의 제품이 생산정보인 PLC와 연동이 안 되는데 비해, 로크웰은단순진동 분석 모듈의 정보를 받는 수준을 넘어서 서자동화 생산데이터를 같이 받아서 비교 조회함으로써, 종합적으로 장비상태를 분석할 수 있다는 점이 특징이다. 우리 로크웰에서는 이미 수년 전 부터, 자동화 생산 데이터(CompactLogix컨트롤러 기반)와 장비 상태 진단 모니터링 시스템(XM 모듈 기반)을 연동시켜 국내의 모 고객사에 제공하고 있다.

또 로크웰은 과거부터 인터넷이 탑재된 통신모듈을 통해 네트워크 상태진단이 가능하도록 지원을 해왔으며, 이러한 결과들을 Faceplate를 통해 프리 엔지니어링 형태로 고객에게 무료로 공급하고 있다.

또 L8 시리즈의 경우 데이터의 상태값을 2bit로 표시하는데, 5069 Compact I/O에서는 각 디바이스 IO상태를 Good, Uncertain, Faulted의 3단계로 표시한다.

-새롭게 출시된 ControlLogix 5580의 특징은 무엇인가.

▲여러 번 얘기했듯이, ControlLogix 5580은 1기가바이트 속도의 내장형 이더넷 포트를 포함한 고성능 통신과 I/O를 지원한다. 또 메모리를 45% 증가시켰으며, 퍼포먼스가5~20배로 향상이 되어 기존의 L7x 두 개를 사용하던 것을 하나로 처리할 수 있고, 256개의 모션 축을 지원하기 때문에 별도의 EN3T를 추가사용할 필요가 없다. 또, 임베디드 기가포트가 장착되어 있기 때문에 통신모듈이 불필요하며, 앞서 설명했듯이 보안기능이 대폭 추가가 됐으며, 데이터 상태정보도 파악할 수 있다.

-지난 2015년 로크웰 오토메이션 코리아의 PLC 비즈니스 성과는 어떠했나.

▲주목할 것은 국내 글로벌 모 반도체 업체와 새롭게 비즈니스가 재개가 되면서, 엔드유저를 개발하는 성과가 있었다는 점이다. 올해 본격적인 수주가 기대가 되며, 반도체 분야에서 전년대비 57%의 성장이 있었다. 특히 전반적으로 오일&가스 시장이 어려웠음에도 불구하고, 국내 투자 및 마이그레이션 수요에 집중해 오일&가스 분야에서도 전년수준의 수주를 달성했다.

파워&에너지 부분에서도 약 16%의 성장이 있었는데, 지난해 IPP(민자발전)가 새롭게대 두되면서, 한전 중심의성 장에서 민자 중심의 성장으로 이동하는 첫해에도 지속적인 성장을 달성했다. 올해는 발전시장이 한전에서 민자중심으로 수요가재편될 것으로 예상되기 때문에, 이 부분에 기대를 하고 있다.

로크웰 오토메이션은 IO-Link 기술을 기반으로, 스마트 센서 및 I/O를 통해 제어와 정보를 통합하는, 커넥티드 엔터프라이즈 기술을 구체화하고 있다.

자동차 분야에서도 모 자동차업체 및 글로벌 OEM 업체 중심으로 전년만큼 성장을 달성했다.

전체적으로는 전년에 비해 약 8%의 성장이 있었다.

-올 2016년 PLC 시장은 어떻게 전망하나.

▲저유가 기조가 지속되고 있는데다, 이란 및 사우디 정세 등 불확실성이 커지는 등, 오일 및 가스 시장을 중심으로 전반적으로 성장을 기대하기 힘든 상황이다.

우리 로크웰의 입장에서 얘기하면, 가장 크게 기대하는 분야는 제약시장이다. 제약업계에서 공장자동화뿐만 아니라, MES 프로젝트도 활성화될 것으로 기대가 되며, 국내 대형 및 중견 바이오업계의 신규공장 추가에도 관심을 기울이고 있다.

또, 반도체 및 디스플레이 업계의 신규투자 및 마이그레이션 계획이 있어서 이 부분에도 기대를 하고 있고, 발전업계에서는 민자를 중심으로 어려운 시장상황에서도 지속적인 투자가 전개되고 있어서 이 부분에도 역량을 집중하고 있다.

-새롭게 출시될 PLC 제품이나, 새롭게 추가될 기능으로는 어떤 것이 있나.

▲로크웰에서는 올 2016년 중소형 PLC 출시, 프로세스 세이프티 강화, 지속적인 보안기능 추가, 극한환경에 사용되는 I/O 강화, 이 네 가지를 축으로 한 기술이 전개될 예정이다.

우선, 중소형 PLC는 CompactLogix 중심으로 미드레인지급 제품과 세이프티 Compact GuardLogix 5370S, Compact On Machine 타입 Armor CompactLogix 5370, 하이퍼포먼스미드레인지급 CompactLogix 5380 등이 소개될 계획이다.

프로세스 세이프티 강화 측면에서는 프로세서버전 24.5x가 출시되면서 객체 환경 지향 프로그래밍을 이중화에도 활용하는 한편, 세이프티를 강화한 Process PlantPAx 4.0 버전이 나올 예정이다.

보안측면에서는 시큐리티 침입을감시할 수 있는 Stratix 5950 Security Appliance(DPI)가 출시되는 한편, Stratix 5900 스위치가 3G나 4G 등 무선타입으로 출시가 될 예정이다. 또 DIN Rail 타입의 Wireless 제품이 출시되는 한편, 네트워크 관리 소프트웨어의 향상된 버전이 출시될 계획이다.

또, 극한환경에서 사용할 수 있는 1718 및 1719 I/O가 소개될 예정이다.

지난해 개최된 ‘Automation Fair’에서는 로크웰의 제어시스템과 연결된 화낙 로봇이 시연됐다.

-올 2016년 PLC 업계의 이슈와 향후 PLC 업계의 기술추이에 대한 의견을 부탁한다.

▲스마트 팩토리가 여전히 제조업계의 화두로 부상이 되면서, IT 기능이 OT 안으로 빠르게 진입이될 것이다. 실시간 데이터가 화두가 되면서 빠른 의사결정이 더욱 중요해질 것이며, 이를 위해 우리 로크웰에서는 하단 I/O 디바이스 데이터까지 받아서 상위로 올리는데 주력하고 있다.

또 이제 더 이상 네트워크와 PLC는 별개가 아니다. 이는 네트워크 성능이 우선적으로 담보된 상황에서 보안기능이 추가되어 나가 는형태가 될 것이다. 우리 로크웰은 이러한 트렌드를 미리 예견하고 오래전부터 PLC와 네트워크를 하나로 보고, 산업용 스위치를 마치 특수 I/O처럼 구성할 수 있도록 기술을 전개해오고 있다. 이는 네트워크에 대한 모든 제어권한을 PLC가 가지도록 하여, 네트워크를 별도의 영역으로 두지 않고 PLC 엔지니어가 손쉽게 제어하는 것이 가능하게 됨을 의미한다. 이러한 통합을 기반으로 PLC 보안에 네트워크 보안이 융합되면서 기술이 확장 진보될 것이다.

마찬가지로, PLC는 더 이상 필드버스 처리가 목표가 아니다. 상위로의 원활한 데이터 및 정보 전달을 수행하는 데이터서버로서의 PLC가 앞으로 트렌드가 될 것이다.

또 한 가지는, 앞서 거듭 얘기했듯이 데이터처리 역량에 대한 요구가 디바이스단으로 내려올 것이라는 이다. 지금까지는 위연결에 중했다면 앞으로는 I/O로 이동할 것이다. 이와 함께 IO-Link가 대두되고 있는 점에도 주목할 필요가 있다. 데이터를 받고 활용하는 측면에서 IO-Link 통신이 중요해지고 있다.

또 앞으로는 PLC에 기가이더넷이 탑재되면서 통신기능을 대체하게 되어, PLC에서 IT 기능을 쓰는데 문제가 없는 수준으로 진화할 것으로 보인다.

또 지속적으로 PAC가 PC의 기능을 대체해 나갈 것이다. 앞서 얘기했듯이, 우리 로크웰에서는 하이퍼포먼스 기능을 탑재한 PLC가 PC를 대체하는 수준으로 진화하고 있다.

이와 함께 고속 모션기능이 추가되고 OT의 기능도 향상시키면서 IT 기능을 추가해 나갈 것으로 보이며, 보안도 디바이스 자체보안으로 확대될 것이다. 네트워크에서 데이터 검색으로 보안침입을 감시하는 기능이 추가되거나, 객체지향 설계 및 서드파트 제품의 통합 더욱 활발해질 것으로 예상된다.

우리 로크웰에서는 IA(Integrated Architecture 통합아키텍처) 솔루션을 활용한 서드파트와의 통합을 통해, 이기종 장비와의 연결성을 극대화해 나가고 있다. 로크웰의 기술 현재 Eplan이나 다쏘시스템 솔루션과의 통합이 용이하며, 국내 카메라 모니터링 서비스업체와도 협업을 전개해 나가고 있다.

특히, 국내에서는 현재 국내 굴지의 네트워크 회사 및 산학협력을 통하여 스마트 팩토리를구축하는 작업을 진행하고 있다. 네트워크 회사에서는 IT 네트워크 구축과 클라우드 서비스를 담당하고, 우리 로크웰에서는 OT 기술인 자동화 장비 진동 보전 솔루션을 제공하며, 대학교 에서는 클라우드를 통하여 받은 빅데이터를 분석해 기업에 제공하는 형태로 진행이 되고 있는 이 작업은 산학이 연계되어, IT와 OT가 융합된 비즈니스 모델이 될 것으로 예상된다.

실시간 데이터처리를 위해서는 빠른 속도 즉, High Performance가 요구되며, 이러한 기술향상을 통해 PLC가 PC 수준으로 진화하고 있다. 아울러 PLC가 그만큼 더 많은 IP 노드를 관장할 수 있어야 하는데, 우리 로크웰에서는 이더넷 노드의 총 개수를 알고 있으면 적합한 모델을 선택할 수 있도록, 엔지니어의 제품 선정 과정을 간편하게 할 수 있도록 하였으며, 새로 출시된 ControlLogix 5580은 최대 300개의 IP 이더넷 노드를 지원할 수 있도록 했다.