2005년도 모션 컨트롤 10대 뉴스

산업용 네트워크는 개방성과 안정성이라는 산업 현장에서의 요구에 적극 부응하면서 산업용 이더넷이라는 목표로 모아지고 있다. 산업용 네트워크의 새로운 이름으로 산업용 이더넷이 등장하기에 이른 것이다. 특히 올해에는 산업용 네트워크들이 이더넷이라는 하나의 방향성을 제시하고 이더넷에 기반한 연구개발를 적극 추진하고 실제 현장 적용 방안을 제시하는 활발한 모습을 보였다.
또한 기존의 필드버스에 비해 더욱 빠른 실시간성과 안정성이 요구되는 모션 네트워크들도 이더넷을 적극 수용하여 현존하는 리얼타임의 고속성과 안정성, 그리고 개방성을 통해 그 진가를 발휘하기에 이르렀다.

이더넷이 산업 현장으로
생산 시스템에서의 안정성을 생명으로 하는 산업 자동화 현장에서는 기기 및 시스템을 도입함에 있어 무척 폐쇄적인 경향이 있다. 이는 검증된 안정성이 담보되지 않은 시스템이나 솔루션을 구축하여 가동중에 사소한 시스템 에러가 발생했을 경우, 전체 시스템 차원에서의 큰 피해를 감수해야 한다는 근본적인 이유가 내재되어 있기 때문이다.
이러한 폐쇄적인 산업 현장에서 이제 IT 정보기술의 핵심도구인 이더넷을 도입하려는 움직임이 활발하다. 최근에는 이더넷이 공장 라인으로 사용 분야를 확장하여 지능형 센서로부터 플랜트 관리 제어 시스템에 이르기까지의 산업용 컴퓨터 플랫폼으로 활용되기에 이르렀다. 이제 이더넷(Ethernet)이 산업용 이더넷(Industrial Ethernet)으로 한 단계 더 진보하고 있는 것이다.
특히 산업 자동화 분야에서는 분산 제어를 기반으로 하는 필드버스가 활성화 되고 있으나 필드버스가 가진 장점에도 불구하고 현재 다양한 경로를 통해 구축되는 필드버스들이 서로 다른 물리적인 전송방식으로 동작된다는 고질적인 문제를 내재하고 있다. 이에 버스 특화된 인프라 구조 요소 및 상위의 버스 네트워크와의 연결을 위한 게이트웨이 그리고 통합을 위한 OPC 등이 추가로 요구된다.

이러한 이유로 모든 레벨의 데이터 교환을 위한 하나의 네트워크로 단일화 하고자 하는 산업계의 요구에 필드버스가 부응하지 못하는 측면이 존재해 왔다. 이에 따라 이러한 요구에 부합하기 위한 돌파구로서 정보기술의 기초가되는 이더넷이 필드버스를 대체할 새로운 산업 기술로 각광받게 된 것이다. 결국 필드버스 프로토콜들도 이더넷의 접목을 추구하게 되었으며, Profinet, Devicenet, FF HSE를 필두로 하여 대부분의 필드버스들이 이더넷으로 진보하기에 이르렀다. 그 동안 이더넷의 접목에 가장 폐쇄적인 모습을 보였던 일본 업체들도 올해부터 이더넷을 수용하기 시작하여 주목된다. 가장 폐쇄적인 모습을 보여왔던 필드버스였던 CC-Link도 2005년말 ISO를 통한 국제 표준 등재를 앞두고 있으며, 향후 CC-Link에 이더넷을 접목하기 위한 연구개발이 적극 추진중이다.

국제 표준화의 방향
현재 산업용 네트워크 관련 국제 표준은 ISO(국제표준화기구)와 IEC(국제전기표준회의) 두 단체에서 추진중이다.
양 기관에서 발표한 최근의 산업용 네트워크 표준으로는 지난 2000년에 IEC 61158로 발표되었으며, PROFIBUS, ControlNet, Foundation Fieldbus, Interbus, Swiftnet, WorldFIP, P-net, HSE 등으로 구성되었다. 이들 필드버스 표준들은 지속적인 논의를 통해 2003년 5월 공식적인 국제표준으로 발표되기에 이르렀다.
ISO에서는 개방형 구조를 지향하는 오픈 프레임워크 표준을 ISO TC184(산업자동화통신망표준)/SC5(구조 및 통신)/WG5(Open Framework)에서 표준을 준비하여 2003년 10월 ISO-15745(Open Framework)로 공표하기도 했다.
ISO-15745는 Part1에서 Part4까지가 발표되었으며, 총 11개의 개방형 필드버스 프로트콜들이 표준으로 채택되었다. 또한 오는 연말에는 새롭게 Part5가 완료될 예정으로, 여기에는 PROFInet, MODBUS TCP, Ethernet Powerlink, EtherCAT, CC-Link 등 5항목이 추가될 예정으로, 심사기간이 다소 늘어날것으로 전망될 뿐 5항목에 대한 공식 지정은 국제적으로 기정사실이 되었다.
이로써 2005년에 개방형 구조의 산업용 네트워크는 총 16개의 필드버스 프로토콜이 표준으로 채택될 전망이다.

산업용 이더넷과 IT 기술
이처럼 산업용 이더넷이 주류로 떠오르는 것은 상위의 정보 레벨로부터 하위의 필드레벨에 이르기까지의 끊김없는 수직적 통합에 있다. 또한 일반화되고 지속적인 발전을 거듭하는 이더넷 기술을 활용함으로써 기술적인 혼란없이 쉽게 사용자에게 다가갈 수 있으며, 네트워크를 위한 배선 및 스위치 등에서의 비용절감을 기대할 수 있다는 장점이 있다. 네트워크 스위치와 I/O가 반드시 요구되는 필드버스와 달리 산업용 이더넷은 스위치 등의 하드웨어가 거의 필요없기 때문이다.
산업용 이더넷은 상위로부터 하위레벨까지의 수직적이고 수평적인 끊김없는(Seamless) 통합을 최대의 장점으로 실사용자층에 접근하고 있으며, 지속적인 IT 기술과의 교류와 접목을 통해 고성능 고정밀 모션 컨트롤 분야에까지 그 영역을 확장하고 있다. 이더넷이 확보하지 못하는 산업 현장에서의 실시간성을 산업용 이더넷이 점차적으로 확보해 나가고 있는 것이다.
가장 활발하게 활동하고 있는 대표적인 산업용 이더넷 기반 네트워크로는 PROFInet, Ethernet/IP, FF HSE, Ethernet Powerlink, IDA-Modbus 등이 있다.
또한 국제 연구포럼으로 Ethernet/IP, Ethernet Powerlink, IDA-Modbus가 소속되어 있는 IAONA(Industrial Automation Open Network Alliance)가 주목된다.

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