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심층기획 산업용 통신망-산업용 이더넷②

스마트 제조를 위한 ‘통신 연결’의 승자, 누가 될까?

[산업일보]
스마트팩토리는 공장 안의 설비들을 수평 및 수직으로 연결해 가치 있는 정보를 수집하고 이를 토대로 빠른 의사 결정을 내려서 생산성을 높이고 낭비와 손실을 방지해 최적 운영을 실현하는 것이 핵심이다. 이러한 시스템을 만들기 위한 선결과제가 제조현장의 다양한 장치들을 연결할 수 있는 ‘네트워크 인프라 구축’이다.

수직·수평으로 연결하다
현재 공장자동화 분야의 선도 기업들을 중심으로 산업용 이더넷 기반의 HMI, 스위치, 리모트(Remote) I/O, PLC 등의 제품들이 시장에 속속 출시되고 있다. 산업용 이더넷이 적용된 기기들이 증가하는 상황은 산업용 이더넷 프로토콜로 시장이 재편되고 있는 것을 방증하고 있지만 그 확산 속도는 서서히 진행중이다.

산업용 이더넷 프로토콜이 도입된 지 10여 년이 지났음에도 시장의 성숙이 ‘아직’인 이유는 시장이 갖고 있는 보수적인 측면이 크다. 시행착오를 덜 겪기 위해 신뢰성을 검증받는 제품을 사용하려는 사용자들과 기존 산업용 통신으로 선점한 시장을 새로운 통신방식 도입으로 공개 경쟁상황으로 내놓고 리스크를 감수하는 해야 할 지 고민하는 기업들의 더딘 행보의 영향이다.

산업용 이더넷 통신시장은 아직 초기단계지만 스마트팩토리, 스마트 제조에 대해 국내외적 관심이 높아지면서 시장은 뜨거워지고 있다. 글로벌 산업용 이더넷시장에서는 이더넷아이피(EtherNet/IP)와 프로피넷(PROFINET)이 선두그룹을 형성하고 있고 우리나라를 비롯해 아시아지역에서는 씨씨링크아이이(CC-Link IE)가 강세를 나타내고 있다. 여기에 국내 반도체와 디바이스산업이 성장하면서 빠른 속도가 장점인 이더캣(EtherCAT)도 도입이 늘어나고 있는 추세다.

로크웰, 이더넷 기반 제품을 ‘주력으로’ 시장 공략
산업용 이더넷 시장에서 EtherNet/IP를 확산시키고 있는 로크웰오토메이션은 EtherNet/IP를 기본 통신수단으로 제공하고 있으며, 산업용 통신을 장치간의 단순 데이터 교환이 아닌 제조현장의 네트워크 인프라로 구축하고자 노력하고 있다. 특히, 2000년대 초반부터 기술 변화에 따른 비즈니스 위험을 감수하며 EtherNet/IP를 제품에 적용했고 모션제어 및 이중화 시스템, 프로세스 안전 등 민감한 기술까지도 EtherNet/IP로 전환해 실제 현장에서의 산업용 이더넷 확산에 앞장서고 있다,
산업용 통신망-산업용 이더넷②
로크웰오토메이션 코리아 남수혁 이사

로크웰오토메이션 코리아 남수혁 이사는, “제조현장의 네트워크 사용자들을 대상으로 한 설문 조사 결과를 보면 실제로 사용자들이 가장 많은 시간과 비용을 들이면서도 지속적으로 어려움을 겪고 있는 부분은 네트워크 성능이 아니 호환성과 유지보수성에 있다는 것을 알 수 있다. 특히, 통일된 표준이 없는 상태에서 공장 안에서는 여러 개의 프로토콜을 사용하기 때문에 많은 변환기를 사용하는데 변환기 제조기업들이 몇 년 안에 판매를 중단하거나 폐업하는 경우가 빈번해 유지보수가 쉽지 않으며, 네트워크 관리기술이나 도구도 취약해 어려움이 많다는 것이다”고 말했다.

또한, “네트워크를 ‘인프라’라는 관점에서 보면, 사용하든 사용하지 않던 네트워크의 건강함을 유지하는 것이 인프라이며 이러한 인프라를 구축하기 위해서는 IT에서 검증된 네트워크 설계 및 구현, 그리고 운영 기술을 최대한 활용하는 것이 매우 중요하다. 그리고, IT 표준을 수정하지 않고 그대로 산업용에 도입한 사례는 현재까지는 EtherNet/IP 밖에 없지만, 전 세계에 분산된 공장을 노드 수나 거리에 상관없이 연결하기 위해서는 이러한 표준 이더넷의 활용에 관심이 높아질 것이다”고 덧붙였다.

LS산전, 2019년…산업용 이더넷 기반 20종 제품 출시
산업용 이더넷 통신시장에서 선도 기업들이 개발시 제품에 이더넷 통신을 적용하고 빠르게 시장에 출시하는데 반해 후발 주자들은 제품 적용과 확산이 늦어지면서 사용자들에게 보다 큰 매력을 부각시켜야 한다. 후발주자인 LS산전 역시 자체 개발한 라피넷을 중심으로 선도 기업들의 다른 이더넷 프로트콜들과도 호환이 되면서 성능 높은 제품을 선보이고 있다.
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LS산전 권대현 책임연구원

LS산전 권대현 책임연구원은 “그동안 국제표준을 기반으로 기술 기반을 마련했으며 산전이 개발한 PLC, 인버터, 스위치, 스마트IO 등 20종 이상의 제품에 산업용 이더넷 통신을 적용했다. 특히 연결성 및 호환성을 높이기 위해 기존에 많이 사용하는 임베디드용 OPC-UA, EtherNet/IP, 모드버스(Modbus)-TCP, 라피넷(RAPIEnet) 등 산업용 이더넷 통신들을 하나의 패키지로 제품 안에 탑재했다”고 말했다.

이어 “예를 들면, 상위는 OPC-UA로 통신하고 실시간성(real-time)과 고가용성(High availability)이 필요할 때에는 라피넷으로 통신하게 된다. 이외에 LS산전이 제공하지 않는 제품과 통신할 때는 EtherNet/IP나 모드버스TCP로 연결할 수 있다. 이 제품은 개발 후에 우선적으로 스마트공장 데모공장에 적용할 예정이다”고 설명했다.

LS산전은 정부 지원으로 기존 라피넷의 업그레이드 버전인 라피넷 2.0을 추진중이며 2018년에 출판될 예정이다. 버전 2.0은 멀티 디바이스 읽기, 쓰기가 추가된 것이 특징이다.

슈나이더, 에코스트럭처…하위레벨에서 상위까지 연결
슈나이더일렉트릭은 2007년 ODVA(Open DeviceNet Vendors Association)에 프린시펄(Principal) 멤버로 가입함으로써 EtherNet/IP 진영에 본격적으로 합류했고, 기존에 개발해 사용하던 모드버스(Modbus) TCP를 EtherNet/IP 표준에 포함시키면서 EtherNet/IP를 기반으로 산업용 이더넷 시장에 대응하고 있다.

ODVA는 1995 년에 설립한 표준 이더넷 네트워크 인프라를 포함한 산업용 네트워크 표준을 제안하는 협회로 미국에 본사를 두고 있다.

슈나이더일렉트릭은 산업용 이더넷 프로토콜을 적용한 플랫폼 ‘에코스트럭처(EcoStruxure)’를 브랜드화하고 있는데 디바이스 레벨에서부터 상위 의사결정 단계까지 사물인터넷(IoT)에 기반을 두고 있다. 슈나이더일렉트릭은 스마트한 공장을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 사용자 서비스 제공에 초점을 두고 있다.

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슈나이더일렉트릭 코리아 정성엽 팀장

슈나이더일렉트릭 코리아 정성엽 팀장은, “자동화 분야 선도 기업들의 제품 품질은 비슷비슷하다고 생각한다. 때문에 서비스와 고객 지원부분에 차별화를 꾀하고 있다. 좀 더 나은 솔루션들을 사용자들에게 제안하는 것. 이제는 하드웨어가 아니라 소프트웨어, 서비스를 제공하는 디지털로 변화되는 과정이라고 보고 있다”고 말했다.

슈나이더일렉트릭은 이러한 서비스의 일환으로 PLC 시스템 업그레이드 서비스를 최근 선보였다. 기존 슈나이더의 노후화돼 성능이 떨어지며 단종된 구형 PLC를 모디콘(Modicon) M580 ePAC로 업그레이드를 할 수 있도록 하고 있다. 산업용 이더넷을 기반으로 사이버 보안 기능을 갖추고 있으며 1시간 이내에 업그레이드를 할 수 있어서 가동 중단 시간을 최소화했다. 이를 통해 더 나은 비즈니스 의사 결정을 내릴 수 있도록 해 지속가능한 방식으로 운영 수익성을 개선하도록 제안하고 있다.

기업들은 산업용 이더넷 통신시장에서 표준을 기반으로 연결을 통한 다양한 혜택을 강조하고 있다. 사용자들은 공장의 연결로 얻어지는 효과에 긍정을 나타내면서도 한편으로는 공장의 연결성이 디바이스레벨에서 클라우드레벨까지 이어지면 네트워크 사용자들은 해킹 등의 보안위협에 고민하고 있다. 이에 산업용 통신망 - 산업용 이더넷 (3)에서는 보안에 대한 부분을 살펴본다.
김원정 기자 vuswlq@kidd.co.kr

제조기업 강국이 되는 그날까지, 공장자동화 스마트팩토리에 대한 뉴스를 기획·심층 보도하겠습니다.

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