Technical Report
DCS 및 전사적 시스템 관리를 위한 다양한 접근방식
Dennis Tkacs
컴퓨터를 기반으로 하는 시스템이 장애를 일으키는 이유는 무엇일까? 장애 요인을 기술적으로 분석하기보다는, 처음에 시스템 조달에 타당성을 부여했던 비즈니스 사례에 시스템이 왜 들어맞지 않게 되었는지 그 이유를 알아보려고 한다. 여러 가지 이유를 들 수 있겠지만, 그 어떤 이유도 기술과는 전혀 관련이 없다. 오히려 거버넌스(governance)와 관련이 있다고 해야 맞을 것 같다. 그 의미를 정확히 이해하기 위해서는 먼저 컴퓨터와 제어 시스템의 진화부터 알아봐야 한다.
분산 제어 시스템(distributed control system, DCS)과 IT 시스템을 멀찍이서 보면 둘을 분간하기는 쉽지 않다. 두 시스템 모두 컴퓨팅 플랫폼, 운영체제, 디스플레이, 네트워크를 비롯한 상용 기술을 다방면에 걸쳐 활용하고 있다.
사실 DCS는 제어기와 I/O같이 공정 플랜트를 제어하는 특정 임무에 적합한 부품을 포함하고 있지만, 두 시스템은 대체로 공통된 기술을 사용한다.
그러나 보이지 않는 차이는 분명히 존재하며 그 차이는 각 시스템을 조달, 실행 및 유지하는 거버넌스 정책에 내재되어 있는데, 이 정책은 제어 및 IT 시스템에 공통점이 거의 없었던 시절에 뿌리를 두고 있다.
제어 시스템의 전신은 한때 제어실 내의 패널과 책상을 가득 채웠던 하드웨어 중심 루프 제어기(loop controller)이다. 이 하드웨어 중심성과 비유연성, 높은 설치비용 등을 감안할 때 두 시스템은 15~20년간 지속될 것으로 예상되었고 어쩌면 그럴 수도 있었겠지만, 상황은 예기치 않게 변했다.
1970년대 후반 DCS의 등장으로, 단일 루프 제어기는 원격(분산) 멀티 루프랙에서 실행되는 알고리즘과 모니터 화면 속으로 들어가면서 개인 데이터 통신망을 통해 서로 연결되게 되었다. 예전에 하드웨어에서 실행되었던 기능이 소프트웨어에서 구현된 것이다. 뿐만 아니라 전용 회선을 통해 전송되던 신호는, 직렬 통신을 사용하게 되었다.
하지만 특정 제어 애플리케이션과 IT 플랫폼에 대한 수요는 여전히 남아, 서로 다른 길을 가게 된다. 초기 PC는 믿을 수 없고 불안정하다는 인식이 팽배한 데다 소형 컴퓨터는 너무 비쌌기 때문에, DCS 공급업체들은 산업용 회로기판, 개인 네트워크, 데이터베이스 커널(data base kernel) 등을 기반으로 다양한 기판 부품을 개발해 분산 제어 시스템 기능을 실현시켰다.
끊임없는 기술 발전으로 칩 집적도가 급속도로 증가하면서 PC는 사무실을 벗어나 공장으로 진입할 수 있을 정도로 강력하고 안정적인 수준에 도달하게 되었다. 독점적 설계만을 사용하던 네트워크 또한 이더넷과 같은, 상용화된 기술로 돌아섰다.
IT의 품속에서 PC와 네트워크 표준은 진화를 거듭했고 사용량은 증가했으며, 원가는 급감했다. 역량 및 비용 요소에 힘입어 IT 기술은 빠른 속도로 제어 시스템에 접목되었다. IT와 제어 기술 간에 융합이 일어났다고나 할까? 기능이 제한된 구식 패널 장착형 제어 시스템에 15~20년이라는 기대수명을 부여하지 않게 된 시점이 바로 이때부터였을 것이다. 이제는 무어의 법칙에 따른 진부화(Obsolescence)가 중요한 고려대상이 되었다. 상용 플랫폼으로의 이동은 컴퓨터 기술이 약 18개월마다 더 빨라진 속도와 향상된 기능을 출시하게 된다는 것을 의미했다. 이 변화의 수용은 선택이 아닌 필수였다.
변화는 의문을 수반했다. 어떤 기준으로 제어 시스템을 선택하는가? 얼마나 자주 업그레이드하는가? 계속 늘어나는 기능을 어떻게 활용하는가? 사이버 보안 위협으로부터 제어 시스템을 어떻게 보호하는가?
IT와 제어 시스템의 융합은 컴퓨팅 자원을 다음과 같은 세 층으로 나누었다.
-상위층 기업체 컴퓨팅
-하위층 임베디드 시스템
-중위층 운영체제
필자는 박사학위 연구에서 전사적 IT 기술 및 인프라를 이용한 시스템 등급을 정의하기 위해 운영체제(operational system)라는 용어를 사용했지만, 이 체제는 전사적 차원을 넘어 고도로 전문화된 애플리케이션을 운영했다. 층별 관리방법에 대한 다양한 접근법이 요구됨에 따라 층간 경계는 점점 사라지고 있다.
자료제공: 한국 에머슨 프로세스 매니지먼트