공장자동화의 미래, Ethernet POWERLINK
공장자동화의 미래, Ethernet POWERLINK
  • 윤진근 기자
  • 승인 2016.01.05 15:46
  • 댓글 0
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스마트한 산업현장을 위한 산업용 프로토콜
산업용 네트워크 프로토콜. 최근 공장자동화 분야의 흐름을 눈여겨보는 이라면 한번쯤 들었음직한 개념이다. 네트워크 기술을 활용하여 장치와 시설로 연결하고, 보다 편리하고도 스마트한 생산을 실현한다. 하지만 어떻게 해야 시스템을 구축할 수 있는지, 기존 기술과의 차이점은 무엇인지, 관련 기술로는 무엇이 있는지 속속들이 알기란 쉽지 않다. 한국파워링크협회의 사재훈 사무국장이 독자들의 궁금증을 해결해줄 자료를 마련했다. 산업용 네트워크 프로토콜 중 하나인 Ethernet POWERLINK에 대해 알아보자.
도움 | 사재훈 사무국장, 한국파워링크협회·정리 | 윤진근 기자(yoon@iomedia.co.kr)

목차
1. 파워링크란 무엇인가 (2015. 11)
 1) 왜 이더넷인가?
 2) 왜 파워링크인가?
 3) 한국파워링크협회는
2. 파워링크의 기술들
 1) 기본 개념 (2015. 12)
 2) 슬레이브 (2016. 1)
 3) 마스터 (예정)
3. 파워링크의 미래

 
2. POWERLINK의 기술들
2) 슬레이브 | POWERLINK의 슬레이브 장비를 만들어보자
MSD 2015년 11월호에서 12월호에 걸쳐, POWERLINK가 어떤 기술이고, 여타 네트워크 프로토콜에 비해 어떤 이점을 가지고 있는지를 알아보았다. 지금까지 POWERLINK의 겉모습을 살펴보았다면, 이제는 돋보기를 들고 좀 더 깊은 곳을 들여다볼 때다.

지난 2개월 동안, POWERLINK의 제어방식과 통신방식 등 기본적인 특징을 다루었다. POWERLINK가 어떤 기술이고 산업현장에서 어떤 역할을 하는지 파악했다면, 이제는 POWERLINK 솔루션을 적용한 장비를 직접 적용해볼 차례다.

그렇다면 POWERLINK 프로토콜을 적용한 제품을 만들 수 있는 방법은 무엇일까? 어떻게 해야 I/O 시스템 또는 모션 드라이버 등의 장치에 POWERLINK 기술을 적용시킬 수 있을까?

마스터와 슬레이브
오픈 소스 기반의 POWERLINK를 사용하여 마스터와 슬레이브를 구축할 수 있다. 이름에서 알 수 있듯 각각 명령을 하달하고(마스터) 이를 수행하여 결과를 전송하는(슬레이브) 장비를 의미한다. MSD 2015년 12월호 기사를 참조하면 마스터 장비와 슬레이브 장비의 이해에 도움이 된다.

POWERLINK 인터페이스를 탑재한 마스터와 슬레이브 장치를 제작할 경우, 각각 사용되는 기술과 요구사항이 상이하므로 신중한 검토가 필요하다.

이번 기사에서는 슬레이브 장비를 집중적으로 다룬다. 어떤 슬레이브 장비를 만들고, 어떻게 사용자가 원하는 응용사례에 POWERLINK 통신망을 도입할 것인지에 대해 안내한다.

목표를 설정하라
POWERLINK를 도입하기 위해서는 우선 제조하고자 하는 장비에 대한 명확한 목표가 필요하다. 사용자가 원하는 장비를 찾기 위해 몇 가지 체크리스트를 만들어볼 수 있다.

1. 어떤 종류의 제품을 개발할 것인가. 크게 마스터 장비와 슬레이브 장비로 나눌 수 있다.
2. 목표로 하고 있는 시장의 요구사항은 어떠한가. 실시간성이 필수적인 시장인가. 모션 동기제어가 필수적인가. 내수용인가, 수출용인가.
3. 어떤 하드웨어 플랫폼과 어떤 소프트웨어를 쓸 것인가. 어떤 회사의 CPU를 사용하며, 운영체제(OS)로는 어떤 것을 사용하는가.
4. 슬레이브의 데이터 사이즈와 보장해야 하는 네트워크 사이클 타임의 크기는 어떠한가.

장비 개발을 결정하는 시점에서 목표로 하는 시장의 요구사항을 정확히 파악하지 못한다면 불필요한 개발비용을 초래한다. 예를 들어 10㎳의 네트워크 사이클 타임이 필수적인 로봇시장에 총 네트워크 사이클 타임을 30㎳밖에 지원하지 못하는 모션드라이버를 출시한다면 개발비용 증가로 이어지는 것은 당연한 일이다.

개발 과정에서의 실패를 최소화하기 위해서는 POWERLINK협회 멤버 중 다양한 마켓 리더들이 제시하는 요구사항을 사전에 조사하는 것이 매우 중요하다.

다르게 생각한다면, POWERLINK를 탑재하고 있는 고성능의 마스터 시스템에서 정상적으로 구동하는 슬레이브를 개발하는 것 자체가 이미 확보된 시장에 진입하는 것과 같은 의미라고 볼 수 있다.

 
개발자의 질문
POWERLINK라는 특정한 프로토콜을 떠나, 장비를 개발하고자 하는 이들이라면 개발에 대한 목표를 가지고 있다. 보다 적확한 장비를 만들기 위해서는 다음과 같은 질문이 도움이 된다.

1. 어떤 네트워크 프로토콜을 활용할 것인가? 여기서는 POWERLINK 프로토콜을 사용한다고 가정한다.
2. 어떤 플랫폼에서 POWERLINK 프로토콜을 구현할 것인가? 하드웨어와 소프트웨어 중 하나, 혹은 모두를 선택할 수 있다.
3. 슬레이브 장비의 경우, 내가 원하는 사양에 맞추었을 때 원활한 작동을 어떻게 보장하는가? 적합성 검사와 플러그페스트 등을 통해 이를 확인할 수 있다. 
4. 마스터 장비의 경우, 어떻게 하면 POWERLINK 네트워크를 구성할 것인가? 네트워크 구성 도구를 통해 할 수 있다.
5. 검증은 어떻게 할 것인가? 한국파워링크협회와 EPSG에서 검증을 돕는다.

POWERLINK는 다양한 형태의 소프트웨어 솔루션과 하드웨어 솔루션을 적용할 수 있다. 중앙처리장치(CPU)·이더넷 컨트롤러·운영체제 등을 선택할 때 폭이 넓음을 의미한다.

하지만, 적용을 목표로 하는 시장 혹은 개발하고자 하는 장비에 대한 성능 요구사항을 충족할 수 있을 것인가에 대한 문제는 항상 존재한다.

물론 경험이 많고 독자적인 노하우가 있는 업체는 현존하는 프로세스나 플랫폼을 바탕으로 장비를 구현하면 된다. 기존의 시스템에 적용하면 되는 것. 하지만 새로운 시장에 진입하고자 하는 업체라면 환경 자체를 스스로 구축하기 어렵다.

이러한 업체를 위해 존재하는 것이 한국파워링크협회다.

모든 형태를 지원한다

POWERLINK 표준은 Google에서 무료로 내려받을 수 있다. C코드로 구성된 POWERLINK stack은 다양한 하드웨어와 운영체제에 탑재될 수 있는 개방성을 갖추고 있다.

뿐만 아니라, 한국파워링크협회는 개발자들이 보다 쉽게 장치를 개발 및 제작할 수 있도록 직접적인 기술 지원을 하고 있다.

대표적인 예가 전문 업체와의 협업이다. 다양한 업체가 제품 개발에 도움을 줄 수 있음을 의미한다.

▲실리콘 프로바이더가 CPU 칩을 제공한다. ▲소프트웨어 제공업체가 이 칩을 바탕으로 제품을 개발할 수 있도록 돕는다. ▲테크놀로지 인테그레이터가 하드웨어와 소프트웨어의 통합 과정을 돕는다.

일련의 업체들과의 협업을 거쳐, POWERLINK는 커스터머의 요구사항이 있었을 때 제품과 솔루션을 제시할 수 있다. 

 
1. POWERLINK는 다양한 실리콘 프로바이더(CPU 제조업체)와 협업하고 있다.
CPU로 사용할 수 있는 제품 및 기술은 상당히 다양하다. 사용자가 원하는 성능이나 목적 등에 따라 경우의 수가 많다. 응용사례의 종류에 따라 달라짐은 물론, 슬레이브 대 슬레이브가·마스터 대 마스터·슬레이브 대 마스터 대응장비 등 목적별로도 상이하며, 성능 수준은 더욱 다르다.

POEWRLINK와 협업하고 있는 실리콘 프로바이더는 알테라·자일링스·인텔·텍사스 인스트루먼트·힐셔·HMS 등이 있다. 이 중 FPGA 기반 업체는 알테라와 자일링스가, 범용 프로세서로는 인텔이, 통신 전용 프로세서로는 텍사스 인스트루먼트와 힐셔 그리고 HMS가 포진해 있다. 

·알테라가 제공하는 MAX와 Stratix 그리고 Cyclone 등은 FPGA 기반의 솔루션을 제공한다. 
·힐셔의 netX와 netTAP 그리고 netIC는 칩부터 보드를 탑재한 그리고 하우징을 적용한 제품 등 다양한 범위의 제품을 제공한다.
·텍사스인스트루먼트의 Sitara 프로세서는 ARM A 시리즈 코어를 사용하는 솔루션이다.

POWERLINK의 또 다른 장점은 각 CPU 업체마다 조언을 받을 수 있다는 점이다. 각 업체가 제공하는 가이드라인을 받아볼 수 있음은 물론, 전문 기술자와의 협업도 가능하다.

2. POWERLINK는 다양한 소프트웨어 스택을 가지고 있다.
스택이란 운영체제·데이터베이스·미들웨어·비즈니스 애플리케이션등 전반적인 서비스 영역을 융합하여 보다 안정적이고 고도화된 시스템을 구축하는 것을 말한다. POWERLINK와 협력하는 소프트웨어 스택 관련 업체로는 HMS/IXXAT·port.de·Softing·Kunbus·Kalycito·시스 텍·B&R·openPOWERLINK 등이 있다.

3. POWERLINK는 다양한 기술 통합 업체(Technology Integrator)와 협업한다. 
통합 업체가 다양한 만큼, 여러 솔루션 중 사용자에게 적합한 제품 및 솔루션을 제시할 수 있다. 사용자의 요구사항에 적절한 대응책을 강구하여 해당하는 업체를 이어준다. 따라서 사용자가 직접 개별 업체를 찾아다니는 것보다 원활하게 개발을 수행할 수 있다.

POWERLINK 기술을 활용하면 하드웨어적 측면과 OS 등 소프트웨어적 측면 모두에서 선택의 폭이 넓어진다. 뿐만 아니라 여러 실리콘 프로바이더와 소프트웨어 업체 그리고 기술 통합 업체를 쉽게 선택할 수 있어 보다 효율적이고 적절한 솔루션 실현에 도움을 준다.

 
OS가 생명
POWERLINK는 리얼타임 이더넷 프로토콜이다. 시간결정성과 실시간성이 핵심임을 의미한다. 이 실시간성의 프로토콜을 사용하기 위해서는 이를 뒷받침해줄 운영체제 환경이 필요하다. Vx Works나 리눅스 등의 이른바 실시간 운영체제(Realtime OS)가 필요한 이유이다. 실시간 운영체제는 실시간 프로토콜의 성능을 최대한 끌어올릴 수 있는 플랫폼으로 기능한다.

전용 하드웨어 플랫폼
슬레이브 장비를 개발할 때는 슬레이브를 위한 하드웨어 플랫폼이 필요하다. 전용 하드웨어 플랫폼을 구축하고 이를 바탕으로 개발하는 것이 보다 쉽게, 보다 높은 성능을 달성하는 열쇠이다.

일반 사무용 노트북에 작업용 소프트웨어를 설치해도 작업을 수행할 수는 있다. 하지만 작업을 위한 성능만을 최적화하고 불필요한 기능을 제거한 이른바 작업용 PC가 있다면 작업 수행이 한결 빠르고 간결해진다. 제품을 개발할 때도 전용의 하드웨어 플랫폼이 존재한다면 성능 향상에 도움이 된다.

POWERLINK 장비를 만들어보자
이제 POWERLINK 장비를 직접 만들어본다고 가정하자. POWERLINK 장비를 만들기 위해서는 다양한 환경이 필요하다.

1. 네트워크 프로토콜(POWERLINK 등).
2. 하드웨어 플랫폼(실리콘 매뉴팩처). 
3. 소프트웨어(POWERLINK 스택). 여기서는 통신 관련 사양 설정(Specification)을 의미한다. 오픈 소스를 기반으로 할 수도 있고, 다양한 제공업체의 자료를 참조할 수도 있다.
4. 통합(테크놀로지 인테그레이터). 하드웨어 칩 내부에 소프트웨어를 통해 POWERLINK 솔루션을 결합하는 역할을 한다. 이 경우 협회나 통합 업체의 도움을 받을 수 있다.
5. (슬레이브 장비의 경우) 적합성 평가(Confermance, 이를 인증Certification이라고도 한다). POWERLINK의 경우 한국파워링크협회 및 EPGS에서 주관한다.
6. (마스터 장비의 경우) 네트워크 적합성 도구(Network Confermance Tool). B&R의 Automation Studio 혹은 POWERLINK의 openCONFIGURATOR 등을 통해 적합성 평가를 수행한다.

슬레이브 장비 개발에 따른 선택사항은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.

1. 하드웨어 플랫폼으로는 어떤 것을 사용할 것인가?
 1) RT 커뮤니케이션 프로세서(플랫폼 타입, TI·힐셔·HMS)
 2) FPGA 계열(알테라·자일링스)
 3) 시장에 출시된 통신용 카드

2. 프로토콜 스택은 어떤 방식을 사용할 것인가?
하드웨어는 형체가 있는 ‘사물’이다. 반면 소프트웨어는 가상공간 내에서 특정 코드를 통해 만들어진다. 하지만 소프트웨어에도 엄연히 저작권이 발생한다.

POWERLINK협회가 공급하는 프로토콜 소프트웨어는 기본적으로 저작권료, 즉 라이선스 피가 발생하지 않아 소프트웨어 스택 적용에도 자유롭다(하지만 저작권료를 받는 업체도 존재한다).
 1) 시스 텍·칼리시토·B&R·소프팅·쿤버스 등은 사용의 제약이 없고, 비용이 발생하지 않는다.
 2) 이작·HMS·힐셔·포트 등은 상용 라이선스 형태를 취하고 있다. 따라서 라이선스 구입에 따른 비용이 발생한다.
 3) HMS와 힐셔는 ‘자사의’ 하드웨어 플랫폼에만 적용할 수 있는 형태를 취하고 있다. 자사 제품에 최적화되어있는 것.

이러한 특징을 바탕으로 개발자는 회사의 가치관이나 비전 등에 따라 적절한 소프트웨어를 선택할 수 있다.

문제없는 장비를 위해
지금까지 POWERLINK 슬레이브 장비를 만들기 위한 대략적인 방법을 살펴보았다. 하지만 위에서 제시한 방법만으로는 적절한 하드웨어를 만들기 어렵다. 다른 장비들과 원활하게 호환할 수 있어야 활용할 수 있기 때문이다. 즉 POWERLINK 표준을 준수할 수 있어야 함을 의미한다.

그렇다면 어떤 사항을 준수해야 POWERLINK 표준에 부합하는 슬레이브 장비를 만들 수 있을까?

한국파워링크협회 및 EPSG에서는 POWERLINK 장비를 제조하기 위해 총 다섯 가지의 기준을 제시한다.

 
1. 최소 사이클 타임. 400㎲ 이하로 명시하고 있다.
2. 최소 응답시간. 폴링 리퀘스트부터 폴링 리스폰스까지 걸리는 시간을 의미한다. 1㎲를 요구한다.
3. 지원하는 작동 메커니즘. MSD 2015년 12월호에서 살펴보았듯, 폴링·멀티플렉싱·폴 리스폰스 체이닝 등의 방식을 의미한다.
4. 크로스 트래픽 서포트. 슬레이브와 슬레이브 간의 통신을 의미한다. POWERLINK는 최소 2개 이상의 채널을 가지고 있어야 한다고 명시하고 있다. 이는 차후 제품 개선·개발, 혹은 현재의 사용편의성을 위함이다.
5. 슬레이브 장비에 필요한 외부 하드웨어의 스펙. POWERLINK는 최대 240개의 슬레이브를 마스터 장비와 연결할 수 있다. 이 때 각 슬레이브의 노드 아이디를 설정할 수 있는 스위치와 상태 식별용 LED 그리고 통합 허브 등이 필요하다.

슬레이브 장비의 종류
FPGA 계열의 CPU를 장착했을 때, 슬레이브 장비를 만들 수 있는 방법은 총 세 가지가 있다.

1. 심플 I/O 슬레이브. 장비 외부에서 물리적으로 연결하는 방식이다. 즉, 기존 장비의 외부에 슬레이브 장비를 부착하는 형태다. 이를 다이렉트 I/O라고도 한다.
2. 인터그레이티드 애플리케이션. FPGA 내부에 애플리케이션을 삽입함으로써 슬레이브 기능을 통합한다.
3. 외부 마이크로프로세서. 외부 장비와 슬레이브 장비를 연결할 때 병렬 통신(Parallel Communication) 혹은 직렬 주변기기 인터페이스(Serial Peripheral Interface, SPI) 등을 활용하여 연결한다.

 
설계 예시
슬레이브란 마스터 장비의 명령을 받는 장비를 말한다. 일반 장비에 통신장비를 부착하면 슬레이브 장비로 기능할 수 있게 된다. 마스터 시스템과의 통신을 위한 통신망으로 POWERLINK프로토콜을 사용하면 POWERLINK 슬레이브 장비가 된다.

슬레이브 장비로 기능하기 위해서는 가장 우선적으로 명령을 받을 수 있는 커뮤니케이션 채널이 필요하다.

또한 FPGA 내부에 PCP라고 하는, POWERLINK 커뮤니케이션 프로세서를 장착하게 된다. 또한 외부 커뮤니케이션 프로세서에는 램과 롬 그리고 클럭이 필요하다.

슬레이브 장비의 각 부품에 대한 권장사항은 표를 참조하면 된다.

POWERLINK 슬레이브를 만들기 위해선 다양한 요건을 충족해야 한다. EPSG에서는 이를 체계화·문서화해 가이드라인 형태로 제공하고 있다.

구글 등의 누리집에서 검색을 통해 POWERLINK 슬레이브 제작 가이드를 볼 수 있으며, 이 가이드는 소스포지에서 내려받을 수 있다. 이렇게 만든 장비를 여타 장비에 부착하면 POWERLINK 슬레이브 장비로 거듭나게 된다.

장비 설명서, XDD
슬레이브 장비를 원활하게 구현하기 위해서는 슬레이브 내부의 정보를 가지고 있는 기술 묘사(Description) 파일이 필요하다. XDD 파일이 그것이다.

XDD는 슬레이브 장비에 대한 다양한 정보를 담고 있다. 예를 들어, 5채널 디지털 출력·4채널 디지털 입력을 가진 스텝 드라이버를 가정하자. 이 경우 장비에 대한 다양한 정보, 즉 채널의 크기·데이터의 크기·장비 개수·네트워크 사이클 타임·타임아웃 등을 상세히 구술한 구성 파일이 필요하다.
이러한 정보를 구술한 파일 형식을 XML Device Description(XML 기반의 장비 디스크립션), 즉 XDD라고 칭한다.

아낌없는 지원을
EPSG 누리집에는 최근 수 년 간의 POWERLINK 장비 개발사례가 있다. 제품군별로 다양한 업체의 개발사례가 소개되어 있으므로, 개발을 준비하는 이들이 참고할 만하다.

뿐만 아니라 B&R의 마스터 시스템과 POWERLINK 스페시피케이션(사양설명서), 파워링크협회의 트레이닝 세미나 그리고 파워링크협회 네트워크를 통한 비즈니스 서포트 등을 지원한다.

사양설명서에는 각 장비에 대한 레퍼런스 디자인이 공개되어 있어 POWERLINK 장비에 대한 이해도를 높였다. 
사양설명서에서는 앞서 설명한 심플 I/O·인터그레이티드 애플리케이션·외부 마이크로프로세서 등 3가지 종류의 슬레이브 설계 형태를 모두 제시하고 있다. 따라서 한결 쉬운 설계를 보장한다.

한국파워링크협회 측에서 제시하는 가이드라인을 준수하면 손쉽게 장비를 만들 수 있다. 이를테면 최초 부팅 시나리오에 대한 다이어그램·멀티플랙싱 슬롯에 대한 채널·변수·이벤트·부트업 시나리오에서의 에러 데이터 다이어그램·해당 페이로드 및 데이터에 대한 내용 등, 다양한 상황과 이에 따른 대처법을 제시한다. 따라서 이런 시나리오에 대한 기본 코딩을 사용할 수 있으며, 개발자가 직접 코딩하는 것 역시 가능하다.

또한 스페시피케이션에서의 검색만으로 시나리오를 찾을 수 있으므로 다양한 변수에 대응할 수 있다. 제품에 대한 디스크립션이 되어있어 이를 그대로 적용하거나 입맛에 맞게 수정할 수도 있다.

이 자료들은 모두 소스포지에서 내려 받을 수 있다. POWERLINK를 진정한 오픈소스라고 칭하는 이유가 여기에 있다. 실제 장비 제작 및 분석에 필요한 코드 자체를 모두 개방한 것. 이는 자체적인 검토 혹은 분석이 어려운 사용자에게 큰 도움이 된다.

POWERLINK협회 누리집 및 소스포지 누리집에서 각종 가이드 문서들을 내려 받을 수 있다. 업체별·제품별 사양을 정리해두어 사용자의 선택이 보다 쉽다.

 
인증 작업 진행한다
장비를 개발한 뒤에는 실제로 장비가 POWERLINK 표준에 부합하는지, 다른 장비와 호환하는지에 대한 검증이 필요하다.

이때 필요한 것이 한국파워링크협회다. 한국파워링크협회는 XDD 파일을 바탕으로 1차적인 검증 작업에 돌입한다. 이후 XDD 파일을 마스터 시스템에 적용하여, 마스터 시스템에서 실제 디스크립션되어있는 성능이 나오는지에 대한 2차 신뢰성 검증작업도 거친다.

공식적인 인증 작업 역시 진행한다. EPSG 해외 본사에 제품을 보내어 인증 작업을 거칠 수 있는 것. EPSG에서는 다양한 슬레이브 장비와 마스터 장비의 호환성 검사, 즉 플러그페스트를 수행하며, 플러그페스트 과정을 거쳐 공식 인증을 받게 된다. 이 인증은 강제사항은 아니지만, 해외시장을 목표로 하고 있다거나 기타 인증이 필요한 상황에 유용하게 적용할 수 있다.

빠르고 쉬운 개발
POWERLINK협회에서는 슬레이브 디벨럽먼트 킷, 즉 개발 도구를 제공하고 있다. 개발 도구를 통해 보다 쉽게 슬레이브 장비를 개발할 수 있는 것.

 
현재는 알테라의 사이클론4를 활용한 테라직의 산업용 네트워킹 도구와, 자일링스 스파르탄6를 활용한 Avnet의 POWERLINK S6 보드가 존재한다. 이 두 도구를 가지고 제품을 개발해볼 수 있다.

개발 도구를 통해 다양한 슬레이브를 실험할 수 있다. RJ45를 비롯한 통신 인터페이스 등 다양한 측면의 개발 환경을 제공한다. 여러 기능 중에서 사용자가 원하는 기능만을 추출 사용할 수 있다. 어린 시절 ‘과학상자’를 가지고 놀던 것처럼, 원하는 기능만을 삽입하고 불필요한 기능은 제거할 수 있다. 보다 쉬운 개발을 제공하는 것.

이 개발 도구를 활용한다면 설치·내려받기·적용 등의 과정을 거친 후 전원만 누르면 장비를 즉각 구동할 수 있다. 별다른 지식이 없어도 프로그램이 제시하는 대로만 진행하면 장비를 만들 수 있다. 빠르게는 10분 이내로 슬레이브 장비를 셋팅할 수 있다는 것이 사재훈 한국파워링크협회 사무국장의 설명이다.

제품 개발에 대한 보다 상세한 내용은 POWERLINK 기술세미나 혹은 한국파워링크협회로의 문의를 통해 제공받을 수 있다.


부록 | POWERLINK의 사용 예
POWERLINK를 사용한 제품 및 응용사례
POWERLINK 기술을 적용한 실제 사례를 살펴보자.

1. 인아오리엔탈모터
인아오리엔탈모터는 파워링크협회의 기술지원을 받아 컨베이어 시스템에 적용되는 자동화 시스템을 개발했다.

인아오리엔탈모터의 남구운 수석연구원은 한국파워링크협회 측의 기술지원을 바탕으로 4개월이라는 단기간에 개발을 완료했다. 이 시스템을 미국의 모 기업에 납품·설치했다.

인아오리엔탈모터의 시스템은 크게 컨베이어를 제어하는 시스템인 CCS(Conveyer Control System)와 각 구간을 제어하는 시스템인 ZCS(Zone Control System) 그리고 실제로 컨베이어를 제어하는 CUCB(Conveyer Unit Control Board)로 나뉘어 있다.

 
1. CCS는 상위 MCS의 지령을 받아 ZCS에 제어 명령을 전송하는 역할을 한다. 장비를 모니터링하고, 로깅 데이터를 기록한다. 마이크로소프트 윈도 OS를 기반으로 하고 있다.

2. ZCS는 CCS에서의 명령을 받아 CUCB를 제어하는 역할을 한다. 각 CUCB의 ID를 관리하고, 컨베이어의 각 구간을 제어한다. 시스템 이중화를 실현한 것 역시 특징이다. CCS와 ZCS 사이의 제어는 OPC UA를 활용했다.

3. CUCB는 컨베이어의 모터와 회전 모듈 등을 제어한다. RFID 판독 기능을 탑재했다. I/O의 상태를 직접 조절할 수 있다. POWERLINK 네트워크 프로토콜을 활용했다.

컨베이어 제어 시스템은 분산되어 있는 모터를 순차적으로 제어하여 컨베이어 라인을 구동한다. 상위 제품은 B&R의 제품을 일부 적용하였으며, 하부의 액추에이터 제품은 CUCB 모듈 및 POWERLINK 네트워크 프로토콜을 적용했다. 

POWERLINK의 이점
인아오리엔탈모터가 개발한, POWERLINK 시스템에 연결할 수 있는 모듈과 시스템에는 약 120개의 모터와 1천 개의 I/O가 적용되었다. 

남구운 인아오리엔탈모터 수석연구원은 “POWERLINK는 예상했던 신뢰도를 뛰어넘는 결과를 만들어냈다”며, “POWERLINK 시스템이 충분히 신뢰성이 있다고 판단한다”고 설명했다.

2. 크레비스
크레비스가 개발한 네트워크 어댑터 RN-9285는 POWERLINK 프로토콜을 활용한 제품이다. 

 
이 제품은 최대 1430바이트(입·출력)의 데이터 공간을 제공한다. 반이중 방식으로 100Mbps 속도를 지원하며, 이더넷 허브 및 스위치를 활용하여 최대 100m 거리에서 데이터를 송수신할 수 있다. RJ45 소켓을 활용하여 보다 쉽게 연결 및 사용할 수 있다.


☞ 다음호에 계속

 


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