무선 시대를 향한 자동화 기술의 전진
에머슨 프로세스 매니지먼트

에머슨의 스마트 무선 솔루션이, StatoilHydro가 운영하는 노르웨이 북극해에 위치한 Grane 플랫폼에 성공적으로 적용됐다.

지난 몇 년 동안, 표준 기반 솔루션의 출현으로 인해 무선 통신 분야는 엄청난 변화를 맞이하게 됐다. 또한, Novel 방식 분산 신호 처리 알고리즘, 에너지 효율적인 MAC(매체 접근 제어), 내결함성 라우팅 프로토콜, 자체 편성형/자체 회복형 센서 네트워크 메커니즘 등은, 산업 전면으로 무선 기술의 성장에 상당하게 기여했다.

모니터링 및 제어를 위한 센서 네트워크는 새로운 개념은 아니다. 실제로, 단순함과 낮은 비용덕택에 센서 네트워크의 유선 구현은 광범위하게 사용되어 왔다. 반면, 독점적 무선 네트워크는 그간 몇몇 특정 분야에서만 제한적으로 사용되어왔다. 그러나 지난 몇 년 간에 걸쳐 등장한 표준 기반 솔루션으로 인해, 무선 기술에 대한 시장의 인식은 전폭적으로 변화하게 되었다.

표준 기반 솔루션이 제공하는 많은 혜택 중, 상호 운용성을 주요 장점으로 거론할 수 있다. 저속 데이터 통신, 긴 배터리 수명, 보안 네트워킹을 필요로 하는 RF 분야를 대상으로 한 IEEE802.15.4 및 ZigBee와 같은 표준의 출현 역시, 센서 네트워크에 적용되는 무선 기술에 대한 시장의 인식을 변화시켰다. 이러한 성장에 핵심이 된 촉매는, 시장에서 가격이 한층 저렴해진 통합 칩 솔루션의 가용성이다.

· 무선 자동화의 시작: 산업용 WLAN 요구 사항
산업용 WLAN(무선 랜) 요구 사항은 기업 환경과 가정환경에서 다르게 나타나는데, 다음의 내용이 포함된다.
· 엄격한 지연 요구 사항: 예를 들어, 기업의 VoIP 애플리케이션은 적응형 송출(play-out) 제어와 오차 은폐 알고리즘을 통해, 전송 중인 데이터 손상을 최대 150 ms 및 1%까지 지연 대기하도록 허용한다. 이와는 대조적으로 산업용 Ethernet에 대한 지연 요구 사항은, 현장 장치의 경우 10 ms, 모션 제어 분야의 경우 1 ms 이하로 규정된다. 주기적인 제어 통신에 있어서는 지연 지터(delay jitter)의 최소화 또한 중요하다.
· 결정성 성능 보증: 산업 네트워크에서 필수적인 임무를 수행하는데 있어, 실행 시간 성능 저하는 반드시 기피해야 할 조건이다. 이 요구 사항은 또한, 장치 로밍에도 적용되며, 실시간 핸드오버(handover)에 대한 요구 사항으로 이어진다.
· 다수의 다양한 장치에 대한 지원: 산업 분야에서, 하나의 WLAN 접근 지점은 다수의 현장 장치 및 센서를 지원할 가능성이 높다. 산업 WLAN 환경에서 다양한 클라이언트를 지원하는 것은 MAC 프로토콜에 과부하를 일으킬 수 있다.
· 네트워크 보안성: 공장에서 사용되는 산업용 WLAN은 반드시 산업 안전성 및 보안성 규정을 충족해야만 한다. 이러한 요구 사항에는 부지 구내 보호와 악성 클라이언트 및 접근 지점의 감지가 포함된다.
· 네트워크 시운전: 산업 네트워크에서 런타임 네트워크 오류는 용납할 수 없는 사안이기 때문에, 네트워크 시운전은 특히나 강조된다. 산업용 WLAN에 대한 시운전 요구 사항에는 다수의 장치가 사용되는 부분의 자동 시운전과, 무선 전파 계획 실행, 지원 현장 조사 등이 포함된다.

무선 제어 네트워크가 자동화 산업의 전체 공정에 대변혁을 일으킬 것이라고 관계자들은 믿고 있다. 큰 규모의 단일한 설치는 이루어지고 있지만, 이의 구현은 느리게 진행되고 있다. ARC가 흥미로운 무선 기술에 중점을 두고 수행한 신규 연구 보고서에서는, 관련 표준과 법안이 무선 기술의 추진력인 동시에 이의 걸림돌이 되는지 그 이유에 대해 설명한 바 있다.