Beckhoff는 단순 하드웨어와 소프트웨어를 공급하는 것 이상으로, 사람만이 줄 수 있는 신뢰를 바탕으로 지난 40여 년을 고객들과 함께 보냈다. Beckhoff Automation의 역사는 PC 기반 제어와 처음부터 함께 해왔다. 1970년대 보편적인 자동화 기술은 PLC를 통한 단순 제어 영역에 국한되어 있었다. 1970년 중반부터 PC 기반 제어 자동화 기술이 각광받은 후, 자동화 영역은 PC 기반의 강력하고 고연산의 계산이 가능한 제어기를 통해 다양한 어플리케이션 분야에서 구현성을 높일 수 있다. 하드웨어적인 제한뿐만 아니라 소프트웨어적 처리의 제한선 또한 비약적으로 높아졌다는 것을 의미한다.

Beckhoff의 대표이사인 Hans Beckhoff는 1980년, 부모님의 전기설비용 제어 캐비닛을 제조하던 창고를 개조하여 지금의 Beckhoff Automation을 설립했다. 핵물리학을 전공하고, 그 이후 마이크로프로세서 기반이 미래 산업이 될 것이라는 방향성은 Beck hoff의 근간이 되었다.

1985년 첫 PC 기반의 컨트롤러 출시 후 고성능 제어기의 역할은 수행할 수 있는 자동화 어플리케이션의 범위를 늘려 나갔다. 역할이 늘어남에 따라 더 많은 프로세서 데이터의 처리와 빠른 속도가 필요했고, 자연히 고대역폭의 프로토콜 또한 요구되었다. 회사 설립 후 80년대 후반 2.5Mbit/s 광통신 기반의 Lightbus를 필두로, 2003년에는 EtherCAT을 개발하여 오픈형 프로토콜로 시장에 자리잡았다. EtherCAT은 기존 시리얼 통신과 차별되는 이더넷 기반의 프로토콜로써 ‘On the Fly’ 방식을 통해 데이터 교환 방식이 아닌 프로세스 데이터를 프레임 내에서 처리하는 기능 원리를 적용한다.

또한 프레임 내 CRC를 통해 모듈 진단 및 데이터 분석이 가능하다. 고속 및 정밀한 통신 프로토콜은 하위 디바이스의 범위를 확장시켰고, 고속의 XTS 리니어 이송 시스템, 최대 6 자유도의 자기 부상 평면 모터 시스템인 XPlanar, 종합적인 비전 하드웨어 그리고 ATRO 업 로봇까지 제품 라인업을 더욱 강화하여 다양하고 풍부한 포트폴리오를 구축하고 있다. 창고를 개조해 탄생한 조그마한 회사는 15핵타르의 부지를 인수해 대규모 Beckhoff 산업단지를 조성했다. 성장의 바탕은 항상 PC 제어를 기반으로 한 자동화 기술력이다.

Beckhoff의 Core Value

Beckhoff 본사는 독일 Verl에 위치해 있으며, 이를 중심으로 독일 내 23개의 사무소를 운영하고 있다. 전 세계 41개국에 해외 지사를 두고 있으며, 75곳 이상의 지사 및 협력 대리점을 통해 전 세계적으로 5,300명 이상의 직원이 근무하고 있다. 이러한 글로벌 연결성은 고객이 어플리케이션을 효과적으로 구현하고, 최적의 기술 지원을 받을 수 있도록 한다. 예를 들어 장비 셋업이 해외에서 필요할 시, 또는 품목에 대한 서비스 및 공급이 필요한 경우, 글로벌 네트워크는 고객에게 불필요한 소요 시간을 단축시킬 수 있다.

Beckhoff는 2000년부터 2024년까지 매년 12%의 평균 성장률을 이뤄냈다. 2008년 에너지 Crisis와 2019년부터 이어 온 코로나 사태와 같은 국제적 시장경제에 큰 영향을 끼쳤기 때문에 이 숫자는 더욱 의미가 있다. Beckhoff가 걸어온 역사 속에 자리잡은 기업의 가치 또한 이 숫자를 증명하는 기반이다. Hans Beckhoff는 신뢰를 항상 강조한다. 신뢰가 많은 것들의 간소화를 이루고, 이는 곧 기업의 원동력이 된다고 굳게 믿고 있다. Beckhoff는 복잡하고 까다로운 고도의 어플리케이션을 위한 고성능의 제어 기술을 제공한다. 마이크로초 단위의 응답 시간이나 고급 모션 및 생성 기능, 비전, AI 등 앞으로의 미래 산업에 적용할 솔루션을 항상 고뇌한다. 물론 Hans Beckhoff가 엔지니어 출신인 점이 가장 크겠지만, Beckhoff는 미래 기술을 위한 인재 및 투자를 매우 중요시한다. 2024년 Hannover Messe 전시회의 Beckhoff 슬로건은 다음과 같다.
“Engineers have to save the world!”

Beckhoff 솔루션

Beckhoff는 타 자동화 솔루션 기업에 비해 짧은 역사를 가지고 있지만, 자동화 산업 안에서 차지하는 위상은 놀라울 정도이다. 그렇다면 왜 많은 고객들이 Beckhoff의 기술을 선택하고 사용하는지 살펴볼 필요가 있다.

Beckhoff Automation은 PC 기반의 솔루션을 제공하는 기업이다. 자동화 분야에서 제어기의 성능은 매우 중요하며, 시간이 지남에 따라 제어기에 요구되는 역할도 더욱 다양하고 복잡해졌다. 기계나 플랜트를 제어할 때, 제어기는 단순한 PLC 및 모션 제어 기능뿐만 아니라 HMI, Safety, Analytics와 같은 추가 기능은 물론 IoT, AI, 머신러닝과 같은 고차원 기술까지 수행할 수 있어야 한다. 기술이 고도화됨에 따라 제어기에 요구되는 기능은 계속해서 확장되고, 방대한 프로세스 데이터와 보안 기능 등을 효과적으로 처리할 수 있는 더 높은 성능의 제어기가 필수적으로 요구된다.

기존 시스템에서는 여러 문제점이 발생할 수 있다. 방대한 데이터를 기존 로직 컨트롤러에 집중시키면, 부하 증가로 인해 제어기의 정주기성에 큰 영향을 줄 수 있다. 결국 제어 사이클 타임이나 반응 시간의 저하를 초래하거나, 별도의 추가 컨트롤러가 필요해지는 상황으로 이어질 수 있다. 따라서, 데이터 처리 기능을 시스템이 제공할 수 있는지 사전에 반드시 검토되어야 한다.

PC 기반 제어의 큰 장점은 수많은 기능을 하나의 PC에서 통합 구현할 수 있으며, 동시에 안정적인 제어 주기가 보장된다는 것이다. Beckhoff의 산업용 PC는 어플리케이션의 요구에 따라 보급형부터 서버급 PC까지 폭넓은 포트폴리오를 갖추었다. 이는 1 코어에서 최대 64 코어까지의 확장뿐 아니라, 프로세서 및 GPU의 확장 가능을 의미한다. Beckhoff의 IPC는 요구되는 다양한 기능을 멀티코어 기반으로 분산 처리함으로써 시스템 리소스를 효율적으로 병렬 처리할 수 있으며, 오브젝트마다 테스크를 할당하여 부하 리소스를 조절할 수 있다. 예를 들어, PLC 프로그램 및 로직별 테스크와 I/O마다 요구되는 처리 속도에 맞춰 사이클 타임 설정이 가능하다. 제어기 부하율을 최적화할 수 있음과 동시에 제어기 자체의 성능만으로도 모든 제어 요소들에 요구되는 정주기성을 보장받을 수 있다.

또 하나의 큰 강점은 PC 기반 제어 그 자체에 있다. PC/Windows 및 Linux 기반의 요소를 어플리케이션에 통합하여 사용할 수 있다. 이는 디스플레이, RAM/SSD, USB, 4,5G, Wi-Fi 등 일반 PC 구성 요소의 사용과 OIS 계층 요소에서 리소스적으로 인터페이스 할 수 있는 요소를 통합할 수 있다. 예를 들어, 응용 계층에서는 Windows 환경에 설치 가능한 3rd-party 소프트웨어까지 함께 활용할 수 있다.

시스템의 확장성 및 실시간성 역시 중요한 장점이다. PCI/PCI Express 슬롯을 통한 다양한 통신 프로토콜과의 인터페이스는 고객의 어플리케이션 확장을 용이하게 하며, Modbus 기반 서브 장비가 필요한 경우, 인터페이스를 통해 PC 또는 I/O 레벨에서 직접 확장이 가능하다. 거의 모든 필드버스와의 인터페이스가 가능하며, 별도의 허브나 게이트웨이가 필요하지 않다. 이러한 제어기적 장점은 TwinCAT이라는 소프트웨어를 통해 기능별 실시간 서버를 커널단에 생성함으로써 TwinCAT에 통합된 Editor를 통해 실시간으로 데이터를 교환하고, 제어기의 실시간성을 보장하게 된다. Beckhoff가 강조하는 핵심 가치 중 하나는 어플리케이션을 구현함에 있어 PC, IO, 모션 및 특정 제품을 포함한 전체 시스템과 프로그래밍 로직 구성 및 라이브러리화 HMI 등 모든 제어 요소를 단 하나의 PC, 하나의 툴에서 통합적으로 구현할 수 있다는 점이다.

Beckhoff 제품 및 특장점

Beckhoff의 모든 제품은 독일에서 생산되며, 기본적으로 UL 및 CE 인증을 보유하고 있다. 제품 생산 규격 또한 EU 표준에 맞춰 설계되었고, 고객 장비의 인증은 물론 고객사가 요구하는 품질 요구 사항을 준수하고 생산 단계부터 신뢰성을 보장한다.

Beckhoff는 PC 기반 제어 기술을 바탕으로 40년 이상의 기술 노하우를 축적해 왔다. PC 기반 제어의 장점 중 하나는 제어기의 정주기성을 보장하는 스캔 타임을 50us까지 낮출 수 있다는 것. 기존 PLC의 경우 제어기당 I/O 접점 수의 제한 또는 축 수에 따라 보장하는 사이클 타임이 달라질 수 있지만, Beckhoff의 시스템은 물리적 하드웨어 구성에 제한 없이 어플리케이션에서 요구하는 사이클 타임을 보장하고 구현할 수 있다. 확장성 면에서도 뛰어나다. 하나의 제어 PC에서 최대 65,535개의 노드, 255축 제어가 가능하며, 대부분의 표준 필드버스 시스템과도 연동이 가능하다. 또 메모리는 최대 1,024GB까지 확장할 수 있다.

EtherCAT과 TwinCAT 소프트웨어는 제어의 모든 요소를 하나의 통합 툴에서 구현할 수 있다는 장점이 있다. 기존에는 로직별 컨트롤러나 게이트웨이처럼 기능별로 별도의 추가 하드웨어가 필요했지만, Beckhoff는 PC를 통해 소프트웨어 PLC화하고, TwinCAT 내에서 모든 로직을 처리할 수가 있다. Windows 환경 기반의 TwinCAT은 사용자 친화적인 인터페이스를 제공하며, 코어 분할 및 사이클 타임 설정 등 리소스 관련 분할 설정 또한 툴 내에서 진행된다. 또한 TwinCAT은 Visual Studio 기반으로 스크립트 형태의 통합을 지향한다. 개발자는 C 또는 C++의 언어를 통해 개발할 수 있으며, 국제 표준인 IEC-61131-3을 기반으로 하기 때문에, 기존 PLC에서 사용하는 레더나 SFC 등 익숙한 언어로도 손쉽게 프로그래밍할 수 있다.

어느 산업이든, 그 산업이 어떤 사이클에 속해 있는지는 매우 중요한 요소이다. 산업의 사이클에 따라 고객의 니즈는 빠르게 변화하며, 사이클 안에 있는 산업일수록 기능 및 성능 향상에 초점을 맞추게 된다. 예를 들어 누가 더 빠른 텍 타임을 보증하는지, 어떤 세이프티 요소가 적용되는지 등이 주요 기준이 된다. 반면 사이클에서 벗어난 산업의 경우, 상대적인 투자 심리의 위축으로 인해 비용적인 측면이 더 큰 고려 요소로 작용한다. 산업 사이클이 어떤 배경에서 시작되었는지, 언제쯤 마무리될지는 예측하기 어렵다. 하지만 변화가 반복되는 환경 속에서 매번 새로운 시스템을 검토하고 고민해야 하는 기존의 방식 대신, PC 기반 솔루션을 통해 구현 자체에 집중할 수 있다는 것은 Beckhoff의 큰 장점 이다.

오늘날 어플리케이션은 빠른 속도로 고도화되고 있다. 불과 5년 전의 시장 요구와 현재의 요구가 크게 다르듯, 미래의 변화를 직면하여 변화하는 기능들은 더 복잡하다. 한편으로 더 간결성 있는 이면적인 성격이 요구된다. 공정은 나노초 단위의 정밀함과 AI적 사고력에 기반한 솔루션이 요구되는 시대에서, Beckhoff가 제공하는 기술적 강점과 유연성은 다시 한번 고려해 볼 만한 가치가 있다.

Jinsoo.Yoo@beckhoff.com