Special Report /2015년 Motion Control 산업전망

변화하는 제조 패러다임,
모션 컨트롤 업계에도 예외는 없다!

지난해, 주요 수요처의 투자위축으로 성장에 브레이크가 걸린 모션 컨트롤(Motion Control) 업체들이 새로운 2015년을 맞이했다.
현재 제조 기업들은 IoT(Internet of Things: 사물 인터넷)나 Industry 4.0 등 급격하게 변화하는 제조 패러다임을 맞이하고 있으며, 이에 따라 모션  컨트롤(Motion Control) 업계 역시 기존 제품 포트폴리오에 IT 기술을 접목시켜 나가느라 분주하기만 하다.
현재 모션 컨트롤 업계는 기존의 아날로그/펄스열 지령방식에서 다축 동기제어가 가능한 통신방식으로의 전환이 가속화되고 있으며, 튜닝 최소화 등을 통한 편이성 향상, IT 융합에 필요한 클라우드 시스템과의 통합, 에너지를 효율적으로 관리하고 모니터링할 수 있는 기능 및 Safety 기능의 강화를 주요 트렌드로, 기술적인 진화를 거듭해 나가고 있다.
특히, 일부 모션 전문 업체들이 자사의 모션기술에 FPGA 기술을 탑재시키면서, 그동안 장비의 액추에이터로만 구동하던 서보 드라이브가 고속 정밀 위치제어를 위해 멀티 코어 기술을 활용한 로컬모션 제어기로 발전되어 나갈 움직임을 보이고 있는 점도 주목해야 할 기술 트렌드 가운데 하나.
올 한해, 반도체 및 자동차, 물류 시스템 등의 산업분야를 중심으로 한 공급업체간 치열한 경쟁이 예상되는 가운데, 국내 컨트롤 업계의 자존심을 대표하는 국산 모션 컨트롤 업체가 어느 정도의 성장을 이룰 수 있을 지, 가격적인 우위로 시장을 빠르게 점유해 나가고 있는 일부 일산 업체의 행보가 어디까지 이어질 지, 그리고 메이저급 글로벌 자동화 업체들의 시장 확대가 국내 모션 컨트롤 업계의 시장 판도를 어떻게 바꿀 지에 관련 업계의 관심이 모아지고 있다.
주요 모션 컨트롤 업체들의 최근 행보를 취재했다.

<기획ㆍ취재/최교식 기자  cks@engnews.co.kr>

지난해 서보 프레스 특수 수요로 전년대비 성장...올해도 지속적인 성장 예상

"아시아 시장 강화 위해, 아시아 지역 특성에 맞춘 범용 서보 및 인버터 제품 잇달아 출시"

지멘스 가현석 부장

-지난 2014년 지멘스코리아의 모션 컨트롤 비즈니스 성과는 어떠했나.
▲지난해 지멘스 본사에서는 OEM 시장 강화를 위해 모션 컨트롤 비즈니스를 FA사업부에 통합해서, 전 세계 PLC 시장에서의 지멘스의 인지도를 활용해 OEM 시장 확대를 꾀하고 있다.
우리 지멘스는 전통적으로 인쇄기나 프레스기, 사출기, 섬유기, 유리 등 제너럴 머신 분야의 모션 컨트롤에 강점을 지니고 있는 것이 특징으로, 지난해에는 자동차 업계의 유압식 및 기계식 프레스를 서보 프레스로 바꾸는 특수 수요에 힘입어, 전년대비 소폭의 성장을 달성했다. 전 세계적으로 유압식 프레스나 기계식 프레스에 지멘스의 제품이 다수 적용이 되어 있기 때문에, 이를 서보 프레스로 바꾸는 수요에서도 지멘스가 유리한 입지를 확보하고 있다.
기계식이나 유압식 프레스는 미국이나 브라질, 멕시코 등의 지역의 시장이 큰데, 이들 수요가 전 세계적으로 지멘스의 솔루션으로 대체가 되고 있다.

-그러한 서보 프레스 머신에는 지멘스의 어떤 제품들이 적용이 되나.
▲모터와 드라이브, 컨트롤러가 함께 적용되어 성공사례가 이어지고 있다. 지멘스는 상위 머신 컨트롤러부터 하위 드라이브와 모터에 이르기까지 타 경쟁업체와는 비교가 되지 않는 제품 포트폴리오를 갖추고 있다.
소형 서보 드라이브부터 대형 모터에 이르기까지 지멘스의 모션 컨트롤 제품 포트폴리오는 타 경쟁사가 따라올 수 없는 수준으로, 특히 이러한 모션 어플리케이션에서는 모터의 성능이 대단히 중요한데, 지멘스의 서보 토크 모터는 전 세계적으로 강력한 기술적인 우위를 확보하고 있으며, 최근의 트렌드인 에너지 세이빙과 에너지 밸런싱을 실현하는 제품 포트폴리오를 구축해 나가고 있다.
미들엔드나 로우엔드 시장에서는 타 경쟁사와 제품 성능이 비슷할 수 있지만, 하이엔드 시장에서는 지멘스 제품의 기술적 우위가 확연하게 차이가 난다.

-서보 프레스 머신에 적용된 드라이브라면 어떤 제품인가.
▲SINAMICS S120이 주로 적용이 된다. S120은 0.3kW부터 5700KW까지의 용량이 라인업이 되어 있고, 고압모델도 있다. 이 가운데 주로 160kW부터 500kW 용량의 제품이 사용이 된다.

-모션 컨트롤러의 경우, 지멘스는 드라이브 베이스가 메인인 것으로 알고 있다.
▲컨트롤러 안에 드라이브가 탑재되어 있는 SIMOTION D4x5 시리즈가 우리 모션 컨트롤러 비즈니스의 메인이다. 하이 퍼포먼스 시장에서는 통신과 동기, 모션 성능이 중요한데, 지멘스는 드라이브 베이스의 모션 컨트롤러로 이러한 요구를 충족시키고 있다.
컨트롤러 타입의 모션 컨트롤러는 시장에서는 이미 트렌드가 아니며, 주로 개조 수요에 많이 사용이 되고 있다. 또 PC 베이스 모션 컨트롤러는 많은 데이터를 사용하거나 PC 어플리케이션, IT 커뮤니케이션에 주로 사용이 된다.
전용기 시장은 대부분 드라이브 타입이 사용이 되며, 지멘스는 SIMOTION D4x5 제품 가운데 D455 모델은 최대 128축의 모션제어가 가능하고, 최소 모션 Bus Clock Cycle Time이 0.25mms로, PC급과 동등한 성능을 실현한다. 

-드라이브 제품군에서 신제품 계획이 있나.
▲지멘스에서는 올 하반기에, 한국 시장에서 단축 서보 드라이브인 SINAMICS V90을 출시할 예정이다.
현재 국내 모션 컨트롤 시장에 출시되어있는 일산 서보 드라이브와 대응할 수 있도록 아시아 지역의 특성에 맞춰 드라이브 디자인과 I/O까지 출시가 될 예정으로, 특히 일산보다 경쟁력 있는 가격에 공급할 계획이다.
지멘스에서는 지난 2013년, 한국 시장에도 소형 범용 인버터인 SINAMICS V20을 출시하면서, 현재 시장에서 대단히 좋은 반응을 얻고 있는데, 이 V90이 출시가 되면, 이 두 가지 제품을 무기로 국내 범용 로우엔드 모션 컨트롤 시장을 보다 공격적으로 확보해 나갈 계획이다.
지멘스에서는 현재 아시아 시장에 초점을 맞춘 제품들을 속속 선보이고 있는데, V20과 V90은 이러한 전략의 일환으로 출시되는 제품들로, 앞으로 저가시장에 대한 지멘스의 행보가 괄목할 만한 성과를 보일 수 있을 것으로 자신한다. 이 V90은 이태리나 스페인 등의 지역에서 이미 판매가 되고 있으며, 대단히 좋은 반응을 얻고 있다.
올해 가공기 업체 등을 중심으로 파일럿 테스트를 선별적으로 진행한 후, 이후 본격적으로 시장을 확대해 나갈 계획이다. 특히 이 V90은 일산에 대해 호의적이지 않은 지역으로 장비를 수출하는 업체들로부터 좋은 반응을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

S120 드라이브

-지금 얘기한 V90의 용량은 어떻게 되나.
▲최대 7kW까지의 용량으로 소개가 될 예정으로, 단축 위치제어가 기본으로 내장이 되어있으며, 기능으로는 간단한 서보튜닝, 기계 최적화 기능이 쉽게 설정 가능하고, SD 카드에 파라미터 복사 기능을 통해서 여러 대의 시리즈 머신을 효율적으로 시운전이 가능하다.

-V90 이외에, 올해 마케팅에 주력할 내용이 있나.
▲앞으로 지멘스에서는 S120과 G120의 파워모듈을 같이 쓸 수 있도록 지원할 방침이다. PM240-2라는 새로운 2세대 파워모듈이 현재 A,B,C 프레임까지 나와 있고, 9월 안에 132kW(F프레임)까지 모두 라인업이 될 예정이다. 따라서 서보나 벡터 유저는 구분 없이 파워모듈을 같이 쓰고 CPU만 고르면 된다. 이렇게 되면 파워모듈의 스페어파트를 하나로 가져갈 수 있어서 가격이 절감될 수 있고, 제품 크기가 기존 파워모듈에 비해 거의 반으로 줄어들기 때문에, 패널 비용을 절감할 수 있으며, 패널면수를 줄일 수 있어서, SI업체나 엔드유저에게 큰 이점을 제공하게 된다. 또 그동안 인버터는 이격 설치를 했어야 했는데, 이 파워모듈을 사용하면 이격 없이 나란히 설치가 가능해서 설치면적이 줄어든다. 보통 드라이브에는 세이프티 기능 가운데 STO만 탑재가 되는데, STO를 기본으로 SS1, SBC, SLS, SDI, SSM, PROFIsafe 등 다양한 세이프티 기능이 지원이 되며, 이 PM240-2는 STO 기능에 대해 SIL3 인증을 받았다.
일산은 3상 220V 사양이 많은데, 이 시장을 확보하기 위해 3월에 55kW 용량까지 3상 220V 제품을 런칭할 계획이다.

-지멘스 모션 컨트롤의 경우, IT기술의 접목은 어떻게 진행이 되고 있나.
▲Sinamics S120 드라이브는 프로피넷 통신을 사용하면 원격 서비스가 가능한 웹서버 기능을 지원하게 됐다. 이 웹서버 기능으로, 툴을 별도로 PC에 깔지 않고도 IP주소를 입력하면 웹서버 화면이 떠서 유저가 드라이브의 상태를 모니터링하고, 펌웨어를 원격으로 수정까지 할 수 있다. 드라이브의 상태값을 볼 수 있는 것은 물론, 다운로드, 컨피규레이션이 모두 가능해, 현장에 가지 않고도 언제 어디서나 접근이 가능하고, 메인터넌스가 가능하기 때문에, 유저는 시간과 장소에 구애받지 않고, 시운전과 기술지원, 서비스를 받을 수 있다. 드라이브뿐만 아니라, SIMOTION에도 웹서버 기능과 OPC XML-DA, TVS, 유저 설정 웹페이지 등의 IT 기능이 탑재되어 있다.

-향후 모션 컨트롤의 기술 트렌드를 어떻게 예상하나.
▲S7-1500은 모션 기능이 강화가 돼서 출시됐다. TO(Technology Objects)를 통해 S7-1500에서 단순하게 드라이브 어플리케이션이 구현이 되는데, S7-1500은 최대 128축까지 제어가 가능하며, 기어링 등의 모션기능도 모두 지원이 된다. 이것은 GMC(General Motion Control) 시장에서는 PLC로 대부분의 모션 기능을 구현할 수 있게 된다는 의미로, 이렇게 되면 PLC 엔지니어가 모션에 대한 거부감이 없어지게 된다.  
SINAMICS S120 드라이브는 CFC(Continuous Function Chart) 그래픽 수정 툴 기반 하에  DCC(Drive Control Chart) 기능으로 역시 간단한 동기제어 기능과 기어링, 캠 기능을 갖추고 있어서 S120 내에서 컨트롤러 없이도 모션 기능의 80~90%를 처리할 수 있다. DCC는 기본적으로 컨트롤과 로직구성이 가능하며 또한, DCB(Drive Control Block) 라이브러리를 사용하여 와인더, 크로스 커터, 트레버싱 등 다양한 기계 시스템에 적용이 가능하다.
특히, 향후의 모든 기술은 에너지와 밀접한 관계가 있을 수밖에 없다. 지멘스의 SINAMICS G시리즈와 S시리즈는 제동시 회생에너지를 전원부로 보낼 수 있는 드라이브를 제공하며, SINAMICS V20은 저가형이면서도 공통 DC 커플링을 연결하여 정격 출력이 동일한 SINAMICS V20 드라이브를 사용하는 어플리케이션들은 DC 버스를 공유하여 회생되는 에너지를 재사용할 수 있다.
또 지멘스의 드라이브는 12가지 에너지 효율 기능을 제공한다. 에너지 회생기능과 에너지 밸런싱 기능, 에너지 버퍼링 기능, 무효전력 보상 기능, 모터 Cascading, 바이패스 모드, 통신 프로토콜로 제공되는 PROFIenergy 기능, SINAMICS V20을 사용했을 때의 DC 링크 커플링 기능, ECO mode, 최대 절전모드(Hibernation Mode) 기능, 에너지 소비 카운터/운전 중 에너지 소비절감 기능이 바로 그것이다.
현재 이러한 기술들이 시장에서 트렌드로 자리 잡아 나가고 있다. 기존 모션 컨트롤 시장은 이미 포화가 되어 있는 상황으로, 같은 제품 안에서 누가 효율적이고 차별화된 기술을 제공할 수 있는가 하는 점이 향후 경쟁판도의 키포인트가 될 것이다.

-올 2015년 모션 컨트롤 시장전망은 어떻게 하나.
▲서보 프레스 시장의 경우, 지난해의 두 배 이상의 수요가 예상이 된다. 또 패키징이나 에너지, 자동차 분야의 수요가 긍정적으로 예상이 되고, 특히 물류 즉 적재시장에서의 모션 컨트롤 수요 또한 적지 않은 규모로, 올해 우리 지멘스가 기대하고 있는 분야가 가운데 하나다.
앞으로 우리 지멘스에서는 기계부품 감소, 생산성 증가, 세이프티를 강화하기 위한 물류분야의 모션 컨트롤 수요를 DCAC 타입의 멀티서보 S120으로 확대해 나갈 방침이다. 스태커 크레인은 오실레이션 때문에 천정에 가이드를 설치해야 하는데,  위쪽에 모터를 달아서 동기화해서 흔들리지 않게 하거나, 드라이브 내에 VIBX 오실레이션 댐핑 소프트웨어 적용이 가능해 물류가 빨라지고, 스태커 라인의 수를 줄일 수 있다.
현재, 이러한 새로운 트렌드에서 레퍼런스를 확보하는데 주력하고 있다. 또, 서보 프레스와 같은 혁신적인 시장을 접목해서 미들엔드 시장을 확보해 나가는 전략에도 무게중심이 두어질 것이다.

새로운 파워모듈 PM240-2. 이 제품의 출시로 S120과 G120의 파워모듈을 같이 쓸 수 있게 됐다.

-지멘스의 모션 컨트롤 시장 확대 전략은 무엇인가.
▲앞서 얘기했듯이, 지멘스는 현재 아시아 시장을 강화하기 위해, 범용 인버터와 서보 드라이브 분야에서 아시아 지역의 고객 니즈를 맞춘 제품들이 잇달아 출시가 되고 있다. 
향후 지멘스는 모션 컨트롤 분야에서 하이엔드와 미들엔드 시장은 기존의 S120으로 공략해나가고, 로우엔드 시장은 V90을 중심으로 시장을 확대해 나갈 전략이다. V90으로 저가 로우엔드 시장부터 확보해 나가고, 이후 미들엔드 시장으로까지 진입해 나갈 예정으로, 이렇게 되면 모션 컨트롤 분야의 하이엔드부터 미들엔드, 로우엔드까지 전 수요를 확보할 수 있게 된다.
로우엔드 시장에서는 우리 지멘스가 후발주자이기 때문에, 우선적으로 지멘스 PLC를 사용하고 있는 고객들을 중심으로 판매를 확대해 나간 이후, 이후 단계적으로 시장을 넓혀 나갈 생각이다.
또, 모션과 범용 서보 시장을 넘나들 수 있는 PM240-2는 가격이나 기능적인 면에서 경쟁사 대비 많은 이점을 지니고 있다.
지멘스는 V90과 PM240-2를 통해 범용 로우엔드 시장에 진입할 수 있는 강력한 무기를 확보하게 됐다.
반도체나 FPD 외에 GMC 시장규모도 상당하다. 이 시장에서의 지멘스의 강점을 이어나갈 방침이다.
제품 포트폴리오는 이미 완벽하게 갖추어져 있다. OEM 시장 공략을 위한 인원도 전진 배치가 됐다. 앞으로 내부교육과 고객교육을 강화하고, 공급자와 유저, 파트너가 모두 윈윈하는 전략을 통해 시장을 확대해 나갈 방침이다.
앞으로 지멘스는 모션 컨트롤 분야에서, 과거에 비해 괄목할 만한 성장을 달성할 수 있을 것으로 자신한다. 지멘스의 PLC를 사용하는 것이 시장에서 당연하게 받아들여지고 있듯이, 앞으로는 GMC 시장에서도 자연스럽게 지멘스 드라이브를 쓰게 될 것이다.

-올 2015년 모션 컨트롤 매출목표는.
▲지난해에 비해 최소 10%의 성장을 목표로 하고 있다.