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기획특집 Citect SCADA의 기술 동향과 전망

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 99회 작성일 20-06-11 12:02

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2019년 4월, 세계 최초로 한국에 ‘5G 이동통신 서비스’가 상용화되었다. 초고속 무선 통신 ‘5G Wireless(이하 5G)’의 시대가 도래한 것이다. 전문가들의 분석에 따르면 5G의 통신 속도는 LTE의 통신망보다 적게는 10배에서 많게는 100배까지 증가할 것이며, 무선을 통해 전송하는 데이터 또한 지금보다 더 증대할 것으로 예상된다.

‘CPS(사이버-물리 시스템, Cyber-Physical System)’는 가상 세계와 물리 세계를 잇는 인더스트리 4.0의 핵심 기술이다. 물리 세계의 정보를 가상 세계에 전달하는 ‘IoT  (사물인터넷, Internet of Things)’와 같은 네트워크 장비가 제조 산업 전반에 사용되고 있으며, 근거리에서 원거리 데이터 통신으로, 유선에서 무선으로 네트워킹이 변화하고 있다. 당연히 수집해야 할 데이터의 양도 훨씬 증가한 것이다. 따라서, 제조 산업에서의 빠른 네트워크 속도는 필수 사항이 되었다. 제조 산업에서의 ‘5G’란 보이지 않는 혁신 기술이라 할 수 있다.

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제조 산업은 ‘인더스트리 4.0’이라는 산업 정책으로 인하여 ‘거대 혁명’의 시발점에 있다. 인더스트리 4.0의 대표적인 형태는 ‘SMART FACTORY’로, 공장 내의 설비 또는 기계에 IoT를 설치하여 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 데이터를 분석하여 스스로 제어한다. ‘SMART FACTORY’는 설계, 개발부터 제조, 유통, 물류까지 생산 과정에서 생산성을 크게 높일 수 있으며, 전 공정의 데이터를 연계하여 품질을 개선하고, 비용을 절감할 수 있다.

Citect SCADA는 산업 공정을 위한 고성능 감시 제어  및 데이터 수집(SCADA, Supervisory Control And Data Acquisition) 소프트웨어로, 엔지니어링 및 산업용 소프트웨어 분야의 글로벌 리더인 아비바(AVEVA)사의 솔루션이다.

급속도로 진화하고 있는 시장 트렌드에 발맞춰 보장된 신뢰성과 유연성을 제공하며, ‘SMART FACTORY’ 개발과 구축에 용이하도록 변화하고 있다.


1. 엔지니어링 간소화

변화된 Citect SCADA의 가장 큰 특징 중 하나는 ‘엔지니어링 간소화’이다. 엔지니어링을 간소화하여 개발 과정에 있어서의 시간 및 작업 능률에 대한 효율을 증대하고자 함이다.

1) 새로운 통합 구성 환경 도입
기존의 Citect Explorer와 Citect Project Editor에서 각각 관리하던 설정 내용을 보다 강력하고 간편하게 작업이 이루어질 수 있도록, 그리드 기능을 도입한 새로운 통합 구성 환경인 Citect Studio로 변화되었다. Citect Studio의 도입으로 인하여 사용자의 경험을 더 직관적으로 투영할 수 있다.

2) 상황 인지 및 장비 라이브러리 제공
상황 인지(Situation Awareness) 라이브러리를 제공함으로써 운영자가 실시간으로 종합적인 상황을 인지할 수 있도록 한다. 또한 알람, 트렌드, 인터록 및 제어/감시 데이터가 하나의 템플릿에 제공됨으로 별도의 코딩 작업없이 여러 모니터에서 데이터를 확인할 수 있다. 이것은 모두 운영자의 시각적 주의 분산을 최소화하며, 시기 적절한 의사결정으로 위험 및 가동 중단의 상황을 감소시킨다. 또한 드라이브, 밸브, 미터기, 막대 그래프 등의 다양한 심벌이 제공되는 장비 라이브러리는 별도의 그래픽 작업 없이 즉시 사용이 가능하도록 구성되어 있기 때문에 그래픽 작화에 대한 시간을 크게 단축시키고, 엔지니어링 환경을 단순화할 수 있다.
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2. 강력한 이중화 시스템 기능

Citect SCADA는 멀티 프로세스 기능을 제공하여,  I/O Server, Report Server, Trend Server, Alarm Server의 분할 운영 및 각 Server에 대한 이중화 운영이 가능하다.   이중화 시스템 운영은 데이터 손실 방지와 유지보수를 위하여 Citect SCADA를 적용하는 모든 현장에서 가장 중요하게 다뤄지고 사용되는 기능이다.

1) 통합 Historian Redundancy
또 Citect SCADA는 Wonderware Historian, Wonder ware eDNA 또는 AVEVA Insight 등의 다양한 AVEVA ITEM과 완벽하게 통합 사용이 가능하게 되었다. 통합 리던던시 지원을 통하여 실시간 및 과거 데이터에 액세스 할 수 있는 고성능 인터페이스가 가능하다.

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2) Citect SCADA Server의 이중화
각 프로세스마다 이중화 기능은 다르게 동작하지만, Primary Server와 Standby Server를 설정하는 것은 동일하다. Primary Server가 유지보수 중이거나, 작동이 중지되었을 때에는 모든 Client가 Standby Server로 연결되며, 짧은 절체 시간으로 모니터링 및 데이터 손실을 최소화한다. 또한, Alarm Server의 경우는 두 서버 간에 주기적으로 데이터를 동기화함으로써 주요 경보들이 누락되는 경우를 최대한 방지한다.

3) 네트워크 이중화
단일 Server로 운영하는 시스템의 경우, 네트워크 문제로 인하여 Client 운영 또는 데이터 모니터링/제어가 불가능한 경우에는 네트워크 이중화를 구성할 수 있다. 

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3. 향상된 알람 관리

SCADA에서의 알람은 운영자에게 빠르게 이상 상황을 알리고, 그에 대한 조치를 취할 수 있게끔 하는 것에 목표가 있는데, Citect SCADA의 알람은 이전 버전에서부터 중요하게 다뤄진 기능 중 하나이다.

Citect SCADA에서는 즉각적이고 직관적인 알람 라이브러리를 제공한다. 이로써 알람별로 우선순위를 정의하고, 우선순위에 따라 화면에 정렬하거나, 심볼 등의 표시로 시각 효과가 강조되며, 이는 운영자가 이상 상황을 보다 빠르게 인지할 수 있도록 한다.

또한, 알람 관리에 대해 원인, 대응 방법 및 예상 결과를 정의하도록 하도록 새로운 기능이 추가되었다. 알람이 발생하였을 때 운영자가 이상 상황에 대한 조치를 신속하게 하기 위함이다.

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4. 모바일 확장성 제공

1) Citect Anywhere를 통한 모바일 감시
먼저 Citect SCADA는 모바일 확장 버전인 Citect Any where 소프트웨어를 사용자 요구에 따라 선택하여 사용할 수 있다. ‘언제, 어디서든, 모든 장치에서’라는 타이틀의 이 솔루션을 통하여 웹브라우저(HTML 5 이상)를 사용하여 Citect SCADA에 접속할 수 있으며, 장소와 시간에 제한되지 않고 알람, 트렌드 감시뿐 아니라 제어도 가능하다.  
 2) 모바일 앱을 통한 경보 전송 기능
씨아이토피아에서 개발한 ‘IWS Push Alarm’이라는 명칭의 솔루션은 ‘모바일 어플리케이션을 통한 경보 전송 서비스’를 제공한다. Citect SCADA에서 발생한 경보를 모바일 앱을 통하여 사용자에게 전달하도록 개발된 이 솔루션은 모바일 운영체제인 Android와 IOS의 구분없이 사용이 가능하다.

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5. 보다 넓어진 운용 및 확장성

 Citect SCADA는 자체 프로그래밍 언어인 Cicode를 사용한다. Cicode의 지원으로 Microsoft 기술을 활용하여 기능 및 상호 운용성을 확장할 수 있다.
 
Citect SCADA 버전과 운영 환경 변화에 따라 기본적으로 제공하는 Function이 더욱 다양해졌으며, 외부 프로그램 실행, 데이터 전송 등의 기능 구현이 가능하고, 사용자 요구에 맞게 User Function을 제작함으로써 더욱 다양한 기능을 다룰 수 있다.

변화하고 변경된 Citect SCADA는 ‘Smart Factory’ 구성에 얼마나 적합한 것일까?

첫째, 쉬운 통합 프로젝트 구성
모든 생산 과정을 통합 감시해야 하는 ‘Smart Factory’는 많은 장비와 통신하여, 방대한 양의 데이터를 감시/제어할 수 있어야 한다. 물론, Citect SCADA는 Unlimited Points의 License를 사용하여 하나의 대규모 프로젝트를 운영할 수 있다. 하지만 예상치 못한 문제로 인한 시스템 다운 등의 리스크를 줄이기 위해 개별 서버 시스템을 운영하며, 이를 Include Project라는 기능으로 하나의 통합 서버 시스템에 포함할 수 있다.

둘째, 보안 강화
‘Smart Factory’에서 강조되는 것은 통합, 표준 그리고 보안이다. 모든 공정을 통합 관리하고 데이터를 수집하는 시스템에서 취약한 보안으로 인하여 문제가 야기될 수 있다. Citect SCADA는 버전이 업그레이드됨에 따라 보안 기능도 더욱 강화되었다. Windows OS에 대한 보안과 Citect SCADA Project에 대한 보안 구성이 각각 가능하며, 외부 프로그램 강제 실행 등에 대한 기능에 있어서는 별도의 보안 설정이 필요하다.                             
하지만 시스템에 접근이 가능한 사용자의 제어로 인한 문제는 어느 시스템에서나 취약점으로 꼽힌다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 Citect SCADA는 클라이언트 라이센스를 구분하는데, 제어가 가능한 클라이언트와 보기 전용 클라이언트로 나뉜다. 클라이언트 라이선스라 사용으로 PC 자체에 제어 기능을 설정함으로써 취약한 점을 보완할 수 있다.

셋째, 다양한 통신 프로토콜 제공
모든 공정을 통합 관리하는 시스템에는 다양한 데이터 수집 장치 및 제어를 위한 장비들이 설치되어 있다. Citect SCADA는 200여 개의 통신 드라이버가 기본적으로 제공되며, 특수한 상황에 필요한 Driver를 개발함으로써 더 다양한 장치와 통신이 가능하도록 지원한다.     또한, 공장 환경에 따라 원거리 통신이 원활해야 하는데, 별도의 무선 데이터 수집장치 활용 등으로 통신 구성 및 데이터 수집이 가능하다.

넷째, 강력한 분석 기능
Citect SCADA는 강력한 트렌드 기능을 기본적으로 제공한다. 별도의 Historian 툴을 사용하여 Trend 조회 및 분석을 해야 하는 타 SCADA 시스템과 달리, Process Analyst라는 내장된 툴을 사용하여 저장되어 있는 모든 Trend를 실시간 감시 및 조회할 수 있으며, 분석 및 리포트 작성에도 활용할 수 있다. Citect SCADA의 Process Analyst는 알람과 트렌드 데이터를 동시에 감시 및 조회할 수 있다. 이는 알람 상황과 데이터 수치를 비교하는데 있어서 매우 유용한 기능이다. Ms 단위로 Trend Data 저장이 가능하며, 최초 런타임 실행 시에 Trend Data 저장을 위한 용량을 확보하므로 추후에 Hard Disk의 용량 부족으로 인한 데이터 손실을 예방한다.

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Citect SCADA는 호주의 Citect 사를 거쳐서 Schneider Electric 그리고 지금은 AVEVA로 모기업이 변경되었다. 세월의 흐름 속에서도 Citect SCADA는 ‘고효율, 고성능, 높은 유연성 및 신뢰성’에 대한 원칙은 고수하며, 쉬운 구성 도구와 보다 강력한 기능을 내장하여 리스크를 완화시키는 통찰력을 제공함으로써 시스템을 현대화하고 있다.

궁극적으로, 시대에 발맞춰 변화하고 나아가는 Citect SCADA를 통하여 인더스트리 4.0을 구현할 수 있다.


kjs@citopia.co.kr