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[TECH] 공장에서 무슨 일이 벌어지는 거지?

기계 오작동·생산라인 오류, 산업용 자동화시스템 공장에서 해답

[TECH] 공장에서 무슨 일이 벌어지는 거지?

[산업일보]
경쟁이 치열한 시장에서 성공으로 가기위한 두 가지 길은 생산성 개선과 유통체인의 효율성을 향상시키는 것이다. 기계의 신뢰성 업그레이드에서부터 사용편의성을 간소화하고 더 정확한 데이터를 제공하는 것에 이르기까지 다양하다. 다시 말하면 산업용 자동화시스템을 이용하는 공장에서 해답을 찾을 수 있다.

기계가 문제없이 가동되도록 하기 위해서는, 생산라인에서 오류가 발생했을 때 작업자가 이를 신속하게 알 수있어야 한다.

예를들어 탄산음료 병주입기계는 작업자에게 남은 양에 따라서 음료를 보충하도록 알려줘야 한다. 시스템이 부족한 상태를 감지하면, 휴대용기기, 대규모 통제실 또는 기계자체의 휴먼머신인터페이스(HMI)로 상태를 업데이트한다. HMI는 단순하게 세그먼트화 된 디스플레이에서 고해상도 LCD 디스플레이에 이르기까지 다양할 수 있다.

디스플레이 시스템은 일반적으로 애플리케이션 프로세서를 포함해 리눅스나 VXWorks® 같은 운영체제를 실행할 수 있다. 이를 토대로 그래픽사용자인터페이스(GUI)를 설계하기위한 Qt같은 프레임워크를 사용할 수 있다.

어떤프로세서는 메인프로세서의 부하를 줄이면서 정교한 그래픽프로세싱을 제공하는 그래픽 액셀러레이터를 포함한다. ARM 코어기반 TI의Sitara™ 프로세서는 다수의 2D 또는 3D 디스플레이 기능을 사용할 수 있다. HMI로데이터를 표시할 수 있으면, 그 다음 공장의 나머지 부분에서 데이터를 수집해야 한다.

네트워크를 통한 데이터 전달
센서네트워크는 생산라인을 따라 이동하면서 제품정보를 포착하고 저지연 실시간네트워크를 통해 PLC(programmable logic controller)에 연결한다. 이러한 네트워크는 전문적인 산업용이더넷 통신프로토콜을 사용해 밀리초 이내에 정보를 전송하기 대문에 PLC가 사람이 할 수 있는 것보다 훨씬 빠르게 연결된 장치들로 명령을 전송할 수 있다. 산업용이더넷 프로토콜은 종종 중복측정을 사용해서 네트워크 장애 시에도 정보가 확실하게 전달되도록 한다.

Sitara프로세서를 사용할 때 이러한 산업용통신은 PRU-ICSS(programmable real time unit and industrial communication sub system)에서 실행될 수 있다. 추가 PRU 코어들은 다중의 프로토콜을 구현할 수 있어 각각의 프로토콜에 대해 맞춤형 ASIC 디바이스를사용할 필요없이 동일한 디바이스를 사용해 여러 프로토콜을 편리하게 프로그래밍할 수 있어 시간과 자원을 절약할 수 있다. 재프로그래머블이 가능한 디바이스이기에, 공장에서 새로운 요소들을 연결하기 위해 전체적인 네트워크를 변경할 필요가 없다.

사실 이더넷네트워크는 공장에서 필요로 하는 많은 요구를 충족시킬순 있다. 하지만 무선커넥티비티는 더 나은 솔루션을 제공한다.

와이파이를 이용한 커넥티비티 향상
공장에서는 흔히 높은 곳에 자리잡고 있는 제어장치나 협소한 장소에 설치된 디스플레이같이 작업자가 접근하기 어려운 곳에 대형 기계장비를 사용하는 경우가 많다. 와이파이센서는 접근하기 어려운 장소에서 정보를 얻기 위해 데이터를 좀 더 접근하기 편리한 위치(통제실등)로 전달할 수 있다. 또한 클라우드서비스를 통합해 작업자는 구체적인 정보를 스마트폰애플리케이션을 통해 액세스할 수 있을 뿐아니라 특정 기계장비에 대한 데이터를 누적 또는 분석할 수 있다.

TI 측은 WiLink™ 8 모듈을 통해 엔지니어들이 산업자동화용 Sitara프로세서와 결합해 와이파이 및 블루투스/블루투스 저에너지 커넥티비티를 여러 디바이스에 손쉽게 추가할 수 있다고 밝혔다.
김민솔 기자 mskim@kidd.co.kr

산업2부 김민솔 기자입니다. 미래부 정책 및 3D 프린터, IT, 소재분야 특화된 뉴스를 전해드리겠습니다.

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