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기획특집 스마트 팩토리 구축과 HMI & SCADA 솔루션의 기준 제시

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 54회 작성일 20-07-15 15:22

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최근 몇 년간 시장 환경은 4차 산업혁명 도래, 중미 무역전쟁, 코로나19 팬데믹(Pandemic)과 같이 다양한 도전과 위기를 대면하고 있다. 이러한 변화 속에서도 꾸준하게 제조 현장에 그 중요성과 필요성이 대두되는 것이 바로 ‘스마트 팩토리’, ‘자동화 플랫폼’이다. 이러한 스마트 팩토리 자동화 플랫폼에서 필수적인 요소는 ‘효과적인 현장 데이터 취득과 활용 관리’이다. 즉, 그 어느 때보다도 SCADA 및 HMI 솔루션의 중요성이 더욱 강조되고 있다.


HMI & SCADA 솔루션의  새로운 기준 ‘WebAccess/SCADA’

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템은 자동차, 화학, 석유 및 가스, 식음료 등 제조 공정의 자동화 및 제어에 사용되는 소프트웨어 및 하드웨어를 통합 관리하며, 이를 통해 관리자에게 장비 결함의 실시간 보고, 생산성 저하 및 비용 절감을 위한 요소들을 확인할 수 있는 이점을 제공한다. SCADA와 함께 사용되는 HMI 솔루션은 이러한 데이터를 모니터링하고, 편리하게 액세스하여 제어할 수 있게 해주며, 사용자가 시각화된 정보를 효과적으로 관리하는 기능을 제공하고 있다.

성공적인 스마트 팩토리를 구현하기 위해서는 신속하고 효율적으로 다양한 애플리케이션에 유연하게 적용할 수 있는지, 초기 비용 및 유지 비용은 적합한지, 자동화 설비 확대 시 호환성은 우수한지, 필요한 데이터 관리를 위한 기능은 보유하고 있는지 등의 요소들을 비교하여 합리적으로 SCADA 및 HMI 솔루션을 선택하는 것이 매우 중요하다.

어드밴텍은 30년간 산업용 컴퓨팅 플랫폼을 기반으로 다양한 제조 산업 및 서비스 산업에 자동화 시스템을 공급해오며, 산업 현장의 변화와 필요 사항들을 신속하게 대응해왔다. 2001년, 업계 최초로 100% 웹 아키텍처 기반의 SCADA 소프트웨어 및 HMI 솔루션 소프트웨어인 WebAccess/SCADA와 WebAccess/HMI를 선보이고, 스마트 팩토리 구현을 위해 필요한 지속적으로 그 기능과 성능을 확대하고 있다. 현재는 SCADA 및 HMI 외에도 단계별, 그리고 버티컬 마켓별로 신속하게 적용할 수 있는 다양한 소프트웨어 및 하드웨어&소프트웨어 패키지형 서비스를 제공하고 있다. 

어드밴텍은 HMI 및 SCADA 소프트웨어뿐만 아니라 산업 IoT 애플리케이션 플랫폼 구축의 신속성과 효율성을 높일 수 있는 IoT 플랫폼과 클라우드 게이트웨이 솔루션을 다양한 형태로 통합하여 동시에 제공하고 있다. 고객 및 사용자의 입장에서는 구매 포인트를 단순화할 수 있고, 개발 과정 및 현장의 문제 발생 시 기술 지원을 보다 편리하게 이용할 수 있다는 이점이 있다.

 최신 업데이트된 WebAccess/SCADA 3.0은 기존의 소프트웨어보다 쉽게 확장 가능한 100% 웹 기반 구조로 사용자는 애플리케이션을 더욱 간편하게 개발하고, 표준 웹 브라우저에서 모니터링할 수 있다. 또한, 450개 이상의 컨트롤러 드라이버를 지원하여 다양한 IIoT 산업 환경에 편리하고 신속한 적용이 가능할 뿐만 아니라, UI 부분도 눈에 띄게 업그레이드 되어 이전보다 사용자 친화적인 화면 디자인을 제공하고 있다.  
좋은 SCADA 플랫폼을 결정짓는 중요한 요소 중 한 가지는 사용자 및 관리자 모두에게 다채롭게 활용 가능한 기능을 제공하는 지이다. 어드밴텍 WebAccess/SCADA는 인터넷 연결 또는 LAN을 통해 표준 브라우저로 엔지니어링 프로젝트를 작화 가능하고, 사용자 편리에 따라 화면 디스플레이를 재구성할 수 있으며, 이후 프로젝트 수정 및 유지보수를 편리하게 관리할 수 있다. 또 Web Access/SCADA는 분산 아키텍처 및 백업 시스템(SCADA 리던던시), 중앙 집중식 데이터베이스 서버 및 다중 레이어 네트워크 보안 아키텍처를 지원하므로 자동화된 제어는 물론 원격 모니터링 및 관리를 통합하려는 사용자 및 관리자 모두에게 매우 이상적이다.

WebAccess/SCADA는 웹 플랫폼을 사용하여 버티컬 시장에서 시스템 관리자가 다양한 현장 상황에 따라 원활하게 관리할 수 있도록 추가 인터페이스 및 WebAccess/RMM 및 IVS와 같은 다른 응용프로그램과의 통합 기능을 제공한다. 또한 데이터 검색부터 크로스 플랫폼인 GUI를 통한 시각화를 지원하고, 웹 기반 서버로의 백업 및 포괄적인 지능형 시스템 통합을 제공한다.

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이러한 기능에는 웹 기반의 교차 플랫폼 대시보드, 개인 모바일을 통해서도 사용 가능한 여러 운영체제의 “응용프로그램 모드” 지원 및 비디오 관리 통합 기능이 포함된다. 사용자는 HTML5 기술로 다양한 브라우저를 활용할 수 있으며, 기본적으로 적용되는 기본 위젯뿐만 아니라 위젯 개발 도구를 이용하여 위젯을 직접 개발할 수 있다. 뿐만 아니라 WebAccess/SCADA는 게이트웨이 기능도 지원 가능하여 많은 양의 정보를 현장 장비로부터 수집하고, 이를 MQTT 프로토콜을 통해 클라우드 애플리케이션으로 전송한다.

이와 함께 어드밴텍의 WebAccess/HMI는 HMI 솔루션 개발을 위한 강력하고 직관적인 소프트웨어이다. WebAccess/HMI는 손쉬운 통합의 지원으로 다양한 애플리케이션 분야에 적합한 개발 도구로서 레시피 편집기, 텍스트 편집기, DTH(데이터 전송 도우미)와 같은 유틸리티 프로그램과 솔루션 중심 스크린 오브젝트, 하이엔드 벡터 그래픽, 데이터 및 운영 환경 저장, 온라인/오프라인 시뮬레이터, 여러 언어의 애플리케이션에 사용될 수 있는 Microsoft Windows 폰트를 지원한다. 해당 패키지에는 HMI 런타임 엔진이 포함되어 안정적인 개방형 플랫폼 성능을 최소한의 시스템 오버헤드로 제공하며, 고속 통신 주기 및 빠른 화면 전환, 항시 작동을 보장한다.

어드밴텍은 4차 산업혁명이 시작되기 이전부터 IoT 기반 제품과 솔루션에 중점을 두고 비즈니스를 개발하여 왔다. 그 결과 스마트 팩토리 구현을 위한 고성능의 다양한 산업용 IoT 기반의 하드웨어 시스템을 발 빠르게 시장에 공급해왔고, 그 우수성을 인정받고 있다. 어드밴텍은 산업용 컴퓨팅 플랫폼을 기반으로 전 세계 산업 현장에 자동화 시스템을 공급하며 축적해온 30년간의 자동화 기술과 경험을 통해 개발한 현장 중심의 다양한 소프트웨어 애플리케이션 플랫폼을 제공하고 있다. 어드밴텍이 개발한 이러한 WebAccess/SCADA 및 WebAccess/ HMI 솔루션은 현대의 IoT 기반 스마트 팩토리 구현을 위해 필요한 다양한 요구사항을 최적으로 충족시키고, 개발자와 사용자 둘 모두를 위한 합리적인 해답이 될 것이다.

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WebAccess/SCADA 솔루션을 활용한 생산 장비 모니터링 시스템 성공 사례

1) 장비 모니터링 시스템 요구사항
IBCON Co., Ltd.는 태국에서 20년 넘게 자동화 시스템 공급 및 시스템 통합을 주 비즈니스로 하는 업체이다. 대부분의 태국 공장은 기계 상태 모니터링을 수동으로 수행하기 때문에 IBCON은 자동 데이터 수집이 가능한 장비 모니터링 시스템을 개발함으로써 제조업체의 관리 효율성을 향상시키고자 했다. 그리고 전반적인 개발 시간을 단축하기 위해 IBCON은 하드웨어와 소프트웨어가 통합된 SCADA 기반의 솔루션 플랫폼을 원했다. 솔루션 하드웨어에는 배선을 줄이고 설치를 간소화하기 위해 표시등 같은 색상을 기반으로 머신 데이터를 수집하는 무선 I/O 모듈이 포함되어야 했다. 작고 내구성이 뛰어난 산업용 컴퓨터는 백엔드 제어실로 데이터를 전송하기 위한 게이트웨이 역할을 해야 했으며, 소프트웨어 관련해서는 애플리케이션 개발을 위한 다양한 툴을 제공하고, 머신 데이터, 원격 데이터 액세스, 정기적인 데이터 보고서 및 실시간 알람의 원격 모니터링 및 레코딩을 지원해야 했다.

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2) 어드밴텍 WebAccess/SCADA 솔루션을 활용한 시스템 구성
어드밴텍은 WISE-4050 무선 I/O 모듈, UNO-24 73G 임베디드 자동화 컴퓨터 및 WebAccess/SCADA 브라우저 기반 소프트웨어를 통합하여 개발, 구성 및 배치가 쉬운 솔루션 플랫폼을 제공하였다. 이 플랫폼을 사용하여 IBCON은 공장 장비 모니터링 시스템을 더욱 효율적이고 신속하게 설계할 수 있었다. 어드밴텍의 WISE -4050은 4개의 디지털 입력 채널과 4개의 디지털 출력 채널을 특징으로 하며, 시장에 나와 있는 유일한 무선 I/O 모듈이다. 무선 모듈을 제공함으로써 시스템 통합자는 추가 배선 없이 데이터 수집을 쉽게 구현할 수 있으며, 유연한 네트워크 확장 및 업그레이드가 가능하다. 이 모듈에는 데이터 손실 없이 정확한 전송을 보장하기 위해 RTC 타임 스탬프가 있는 데이터 로그 기능이 있다. 어드밴텍의 UNO-2473G는 기존 4U 산업용 자동화 컴퓨터와 비교하여 폼팩터가 비교적 작아 설치에 필요한 공간을 줄여준다. UNO-2473G는 또한 견고한 팬리스 디자인, 넓은 작동 온도(-20~60°C) 및 신속한 열 발산 기능을 갖추고 있어 혹독한 산업 환경에서의 작동에 적합하다. 어드밴텍의 WebAccess/SCADA 소프트웨어 플랫폼은 독특한 애니메이션 그래픽 디스플레이, 실시간 데이터 그래프 및 데이터/알람 로그 보고서를 디자인하기 위한 풍부한 라이브러리와 개발 툴을 갖춘 100% 웹 기반 솔루션이다. HTML5 기반의 사용자 인터페이스와 지능형 대시보드는 일정 제어 및 추세 분석과 같은 인텔리전트 관리 기능을 위한 플랫폼 간/브라우저 간 데이터 분석을 용이하게 하기 위해 제공된다. WebAccess/SCADA 플랫폼은 웹 서버 역할을 하며, 추가 라이선스 없이 1,0 24개의 클라이언트 장치를 지원할 수 있으므로 사용자는 브라우저나 모바일 장치를 통해 원격으로 플랫폼에 액세스할 수 있다. IBCON의 공장 장비 모니터링 시스템의 경우 WISE-4050 모듈은 기계 표시등에서 디지털 신호를 무선으로 수집하고, WebAccess/SCADA 소프트웨어가 설치된 UNO-2473G 컴퓨터로 데이터를 전송하도록 구성되었다. 그런 다음 관리자는 언제 어디서나 머신 데이터에 액세스하여 실시간 모니터링과 중앙 집중식 관리를 수행할 수 있다. 또한 경보가 발생하면, 시스템은 해당 직원에게 자동으로 알리도록 구성하였다.

① 프로젝트 제품 간략 소개
•WISE-4050 : 어드밴텍의 우수한 클라우드
   접근성의 IoT 무선 스마트 디바이스로, 데이터 수집(Data Acqusition), 데이터 프로세싱(Data Process ing), 데이터 퍼블리싱(Data Publishing)의 세 요소로 구성된 ‘데이터 A-P-P’ 콘셉트에 기반을 두고 있으며, IoT 프레임워크 하에서 원격 모니터링/제어 기능을 제공한다.
•UNO-2473G : UNO-2000 시리즈는 스탠드
    마운트 환경에 적합한 팬리스 PC로 mPCIe 포맷을 이용하여 사용자에게 다른 어플리케이션에서 다양한 I/O 요소들을 구성할 수 있는 어드밴텍 iDoor
    기술을 지원하며, 데이터 게이트웨이, 데이터 서버
    어플리케이션에 적합한 제품이다.
•WebAccess Software : 어드밴텍 WebAccess는
    Web 기반 HMI/SCADA 소프트웨어로, 인터넷과 스마트 기기를 통해 원격 시스템 감시와 제어가
    가능하며, 자동화 시스템 기술자들은 어드밴텍
    소프트웨어와 하드웨어 솔루션을 통해 보다 효율적으로 통합된 자동화 시스템들을 개발할 수 있다.

② 프로젝트 제품 스펙
•WISE-4050 : IoT 무선 I / O 모듈,
    4x 디지털 입력 및 4x 디지털 출력
•UNO-2473G : 인텔Ⓡ 아톰™/셀러론Ⓡ 프로세서, 4x GbE, 3x mPCIe 및 1x HDMI/VGA가
    장착된 산업용 자동화 컴퓨터
•WebAccess Software : Professional 버전으로
    600개의 I/O, 600개의 내부 태그 및 1024개의
    클라이언트 지원

3) 시스템 다이어그램

 그림 참조

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4) 어드밴텍 WebAccess/SCADA 솔루션 적용 후의 결과
어드밴텍의 WebAccess/SCADA 플랫폼을 사용한 I BCON의 공장 장비 모니터링 시스템은 태국에서 잘 알려진 자동차 제조업체와 선도적인 타이어 제조업체에 의해 채택이 많이 되고 있는 상태다. 이들 제조업체는 모니터링 시스템 설치 후 효율적인 생산관리를 하고 있으며, 높은 고객 만족도를 보였으므로 두 회사는 어드밴텍 Web Access/SCADA 플랫폼을 사용한 IBCON 솔루션을 계속 사용할 계획이다.
최근 IBCON은 매출 증대로 인해 어드밴텍의 WISE- PaaS Alliance VIP 회원이 되어 태국에서 In dustry 4.0 개발을 공동으로 추진하고 있다. 어드밴텍의 지능형 산업 자동화 솔루션은 제조업체 및 시스템 통합 업체에게 무선 하드웨어와 강력한 소프트웨어를 통합함으로써 시스템의 복잡성을 줄이고, 설치를 간소화함으로써 상당한 개발 편의성과 효율성을 제공한다.

위의 사례와 같이 대부분의 공장에는 새로운 장치를 설치할 공간이 제한되어 있으며, 생산설비는 크기, 환경 조건 및 제조 용이성에 따라 매우 다양하다. 이러한 현장에서 어드밴텍의 WebAccess/SCADA 플랫폼은 다양한 기능과 성능의 견고한 하드웨어와 강력한 소프트웨어를 유연하게 통합하여 지능적인 무선 모니터링 솔루션을 지원한다. WebAccess/SCADA는 다양한 제조 산업의 개발자 및 사용자 모두가 만족할 수 있는 효율적이고 편리한, 혁신적인 스마트 팩토리 SCADA 및 HMI 자동화 솔루션이다.


Joseph.baek@advantech.co.kr