당신의 차세대 작업 도구는 주머니 속에 있는 스마트폰이나 책상 위에 놓인 태블릿이 될 것이다. 주머니 속 스마트폰이나 책상 위에 놓여있는 태블릿이 차세대 작업 도구로 탈바꿈한다. 먼 미래에서나 볼 수 있을 법한 일이라고 여겼지만, 이제는 제조현장 내에서 흔히 볼 수 있는 광경이 되었다. 이런 추세에 발맞춰 원격으로 작업환경을 제어할 수 있는 웹 페이지나 애플리케이션이 속속들이 등장하고 있다. 모바일 제어 프로그램의 종류를 알아보고 각각의 장단점을 확인한다.

자료｜Marcia Gadbois, Invensys 부사장·Jeff Payne, AutomationDirect.com 자동화 및 제어 부서 제품 관리자

참고｜AutomationDirect.com·InduSoft


지금 당장 구글을 켜서 ‘산업용 모바일 앱’을 검색하면 50만 개에 달하는 검색결과를 볼 수 있다(물론 검색국가에 따라 조금씩 달라지기는 하지만). 

산업용 모바일 애플리케이션이 대세다. IT 시장 조사기관인 가트너가 최근 2014년 모바일 장치의 다양성 및 경영에 대한 전략적 기술 추세에 대해 조사했다. 가트너는 최근 생겨난 가장 따끈따끈한 다섯 개의 트렌드 중 네 개가 산업현장에서 모바일 애플리케이션을 사용하는 것과 관련이 있음을 확인했다. 

모바일 장치의 다양성 증가와 더불어 업무용 모바일 앱이나 만물 인터넷(Internet of Everything) 그리고 스마트폰이 널리 퍼진 점 등이 산업 제어가 모바일로 이동하고 있음을 증명한다.

기술자가 스마트폰을 가지고 자동화 장비를 관찰하거나 점검하고 실험하는 것이 점점 흔한 광경이 되고 있다. 휴대전화 및 기반 시설이 급진적으로 발전해온 덕이다. 가까운 예로 셀룰러 라우터와 모뎀을 들 수 있다. 이들 장비는 산업자동화 장비 및 프로토콜(통신 규약)을 지원한다. 비교적 최근 기술인 4G 네트워크도 이 중 하나다. 이 기술은 서로 다른 방향으로 통신하는, 소위 양방향 통신을 실현한다. 이 기술을 통해 해양구조물이나 먼 곳에 있는 자동화 제조시스템 등 작업 장소와 멀리 떨어진 자원 및 장소로부터 정보를 얻을 수 있다.

최근까지 인간 대 기계 인터페이스(HMI)를 모바일 장비로 실현한다는 것은 힘든 일로 여겨졌다. 가장 큰 장애요인은 바로 프로그래밍이었다. 아이폰 및 아이패드용으로 만들어진 앱이 안드로이드 스마트폰 및 태블릿에서 실행되지 않았던 것. 반대의 경우도 마찬가지다. 애플 제품용 애플리케이션은 오브젝티브 C 언어로 만들어야 작동한다. 반면 안드로이드용 애플리케이션은 자바 언어를 기반으로 하고 있다. 따라서 개발자들은 각기 다른 언어로 앱을 만들 수밖에 없었다. 

여기에 복잡함을 더하는 요인이 또 있다. 안드로이드 기기 및 제조업체의 수가 다양한 것. 안드로이드 시장은 기종에 따라 화면 크기가 여섯 개 내지 일곱 개나 된다. 또 안드로이드 운영체제는 애플 것보다 종류가 더 다양하다. 따라서 안드로이드용 앱은 다양한 크기 및 OS에서도 원활히 작동시키기 위해 여러 번의 개발과정을 거쳐야 한다.

결과적으로 개발자들이 앱을 개발하고자 할 때에는 하나 혹은 두 개의 플랫폼을 고려해야 한다.

웹 브라우저냐, 앱이냐

앱을 내려받아 HMI 데이터 접속을 실현하는 것이 싫다면, 대안이 있다. 모바일 기기를 지원하는 웹 사이트를 통해 HMI를 실현하는 것. 모바일 플랫폼 사용자는 자동화시스템 관련 자료를 볼 수 있는 웹 사이트에 접속할 수 있으며, 필요한 경우 직접 명령을 내릴 수도 있다. 

웹 사이트 기반 접근법은 또한 개발이 단순한 것이 장점이다. 최근 표준화를 마친 HTML5를 이용하면 단 하나의 웹 페이지만 만들면 된다. 자바 및 C로 만들어진 여타 앱보다 편리하다.

하지만 단점 역시 존재한다. 브라우저 기반 접속은 모바일 플랫폼에 따라 품질 및 사용자가 체감하는 편리도가 천차만별이다. PC용으로 만들어진 웹 서버 화면은 휴대기기의 작은 화면에서는 원활히 보기 어렵다. 또한 화면, 특히 그래픽을 불러오기까지 시간이 오래 걸린다. 휴대기기 속도가 느려지는 주 원인이다. 

다른 문제로는 브라우저를 기반으로 한 원격 조정 기능은 HMI 스크린 중에서 스냅샷만을 지원하며, 작동 중인 상태에서 자주 바뀌는 대량의 자료를 모니터링할 때 문제가 된다는 점 등이 있다.

자료를 확인하고 분석할 수만 있는, 즉 휴대기기 사용자가 직접 명령을 내릴 수 없는 웹 페이지는 좀 더 만들기 쉽다. 이 때문에 개발자는 장비현황 스냅샷만을 제공하는(사용자가 공정을 제어할 수는 없는) 웹 페이지 HMI를 만들고는 한다. 

반면 원격 접속용으로 만들어진 내려받는 형태의 앱은 일반적으로 웹 페이지보다 부드러운 체계를 자랑하며 응답 지연 가능성이 적다. 몇몇 개발자는 웹페이지 접속 기능이 모바일 앱 및 VPN 방식으로 산업공정에 접속하는 것 대비 약 250밀리초 정도의 지연시간을 유발할 것으로 추산하고 있다. 추가적인 지연이 일어나는 이유 중 하나는 산업용 모바일 앱은 이더넷/IP 및 모드버스 TCP/IP 드라이버를 통합 구축함으로써 PLC(Power Line Communication, 전력선 통신)을 통해 직접 제어시스템에 접속할 수 있기 때문이다.

더 쉬운 사용을 위해

HTML5를 활용함으로써 얻을 수 있는 진정한 이점은 따로 있다. 휴대기기 유형에 제약을 받지 않으므로 더 많은 사용자들이 손쉽게 HMI 화면으로 접속할 수 있다는 점이다. HTML5가 가지고 있는 다양한 기능은 특히 스마트폰이나 태블릿 등 저전력 기기에 특화되어있다. 최근 출시되고 있는 거의 모든 기기들이 HTML5 표준을 지원한다. 기기에 탑재된 브라우저가 HTML5와 호환되는 것. 또 HTML5는 영상 및 음성 기능을 지원한다. 개발자가 벡터 그래픽 및 수학적 방정식을 쉽게 확장 및 추가할 수 있도록 만든 것 또한 특징이다. 이를 통해 특허가 있는 플러그인 및 API에 기대지 않고도 웹에서 멀티미디어 및 그래픽 요소들을 쉽게 다룰 수 있게 되었다는 점이 고무적이다.

HTML5 프레임워크는 최근 몇 년 동안 발전을 거친 끝에 현재는 산업 전반적으로 채택이 늘고 있다. 최근 발행한 보고서에 따르면 미국 포춘지가 선정한 500개의 기업 중 153개 기업이 자사 누리집에 HTML5 기능을 구현했다.

HTML5와 마찬가지로 멀티 터치 기술(터치스크린 및 터치패드가 동시에 여러 터치 포인트를 인식하는 기술로, 하나의 터치 포인트만 인식하는 것보다 다양한 조작을 할 수 있다. 출처 위키백과) 역시 공장자동화 세계에 발을 들여놓게 되었다. 멀티터치를 지원하는 최초의 윈도 기반 운영체제인 윈도7이 널리 도입되었기 때문이다. 

멀티터치 기술은 아직 HMI 패키지에서 찾아보기 어렵지만, 최근 윈도7 및 윈도8을 통해 HMI 분야에서도 모습을 드러내기 시작했다. 

하지만 멀티터치가 터치스크린과 동의어가 아니라는 것을 알아둘 필요가 있다. 기존의 터치스크린은 하나의 터치만을 인식했다. 이는 마우스 혹은 트랙볼 등의 위치결정장치를 대체하기 위해 만들어진 기능이기 때문이다. 반면 멀티터치 HMI는 다른 개념으로 접근해야 한다. 다수의 터치 및 손가락 움직임을 인식한다. ‘동작(제스처)’을 인식하는 셈.

멀티터치 동작은 사용자로 하여금 명령어 입력 작업을 손쉽게 만들며, 기존 터치스크린 대비 세 배 빠른 속도를 자랑한다. 양 손가락으로 집거나 줌인·줌아웃하거나 닦아내는 등의 동작은 일반 스마트폰 및 태블릿에서 사용하던 것과 같다.

HMI 소프트웨어는 시각적 표현을 위한 위젯을 제공한다. 이 위젯은 모바일 기기가 자체적으로 제공하지 않는 기능이다. 하지만 모든 HMI 소프트웨어가 응용사례를 위한 위젯 라이브러리를 제공하지는 않는다. 휴대용 기기에서 위젯을 통해 특정 화면을 보는 것은 어렵거나 아예 불가능할 수도 있다.

위젯은 자료를 시각화하는 기능이 있는 편이 좋다. 그렇지 않으면 사용자는 문자를 통해 정보를 획득해야만 하기 때문이다.

대체로 PC 기반 HMI 소프트웨어 및 이를 실행하는 사용자 인터페이스 단말기는 원격 접속 능력을 향상시킨다. 하지만 모든 HMI 플랫폼이 동등하게 만들어지는 것은 아니다. 오늘날에는 사실상 거의 모든 HMI 공급업체가 원격 접속 기능을 구현하고 있다. 하지만 그 중에서도 남들보다 뛰어난 몇몇 업체들이 존재한다.