산업용 자동화 시스템을 갖춘 공장의 효율적인 정보 전달 방법

자료 제공: TI 코리아

공장에서 진행되는 일을 파악하는 솔루션

공장에서 활용하는 기계의 원활한 가동을 위해서는 생산 라인에서 오류 발생 시 이를 작업자에게 신속히 알릴 수 있는 조치가 필요하다. 이에 대한 예로는 남은 양에 따라서 작업자에게 음료를 보충하도록 알려주는 탄산음료 병 주입 기계 등을 들 수 있다.

만약 시스템이 특정 상태를 감지하게 되면, 휴대용 기기, 대규모 통제실 또는 기계 자체의 HMI를 통해 상태를 업데이트하는데, 이 때 HMI는 단순히 세분화된 디스플레이에서 부터 고해상도 LCD 디스플레이에 이르기까지 다양하다.

일반적으로 디스플레이 시스템은 애플리케이션 프로세스를 포함해 리눅스나 VXWorks와 같은 운영 체제를 실행하는데, 사용자는 이에 기반을 두고 GUI(Graphic User Interface, 그래픽 사용자 인터페이스)를 설계하는 데 필요한 Qt와 같은 프레임워크를 활용할 수 있다.

특정 프로세서는 메인 프로세서의 부하를 줄이는 동시에 정교한 그래픽 프로세싱을 제공하는 그래픽 액셀러레이터를 포함하는데, ARM 코어에 기반을 두고 있는 TI의 Sitara™ 프로세서는 다수의 2D 또는 3D 디스플레이 기능을 활용한다 사용자가 HMI를 통해 데이터를 표시할 수 있다면, 다음 단계로서 공장의 나머지 부분에 있는 데이터를 수집하는 절차를 진행해야 한다.

네트워크로 데이터를 전달하는 방법

센서 네트워크는 생산 라인을 따라 이동하면서 제품 정보를 포착하고 저지연 실시간 네트워크에 의해 PLC와 연결된다. 이 같은 네트워크는 전문적인 산업용 Ethernet 통신 프로토콜을 활용해 ms 이내로 정보를 전송하는데, 이 때문에 PLC는 사람보다 더 빠른 속도로 연결된 장치들에 명령을 전송할 수 있다. 또한 산업용 Ethernet 프로토콜은 중복 측정 기능을 활용해 네트워크 장애 시에도 정보를 정확히 전달한다.

사용자가 Sitara 프로세서를 활용 시 산업용 통신은 PRU-ICSS(Programmable Real time Unit and Industrial Communication Sub System)에서 실행되는데, 이 때 추가 PRU 코어들이 다중의 프로토콜을 구현할 수 있어 사용자는 각각의 프로토콜에 대한 맞춤형 ASIC 장치를 사용하지 않고도 동일한 장치를 활용해 여러 프로토콜을 편리하게 프로그래밍할 수 있다.

이렇게 활용되는 장치는 재차 프로그래밍이 가능해 사용자가 공장에서 새로운 요소들을 연결하기 위해 전체적으로 네트워크를 변경할 필요가 없다. 한편, 지금까지 설명한 Ethernet 네트워크가 공장에서 필요한 많은 요구를 충족시킬 수 있긴 하지만, 무선 커넥티비티가 이보다 더 나은 솔루션을 제공한다.

Wi-Fi로 커넥티비티를 향상시키는 방법

흔히 공장의 높은 곳에 위치한 제어 장치나 협소한 장소에 설치되어 있는 디스플레이같이 작업자가 접근하기 어려운 곳에는 대형 기계 장비가 적용되는 경우가 많다. 이 같은 조건 하에서 Wi-Fi 센서는 접근하기 어려운 장소에서 정보를 얻기 위해 데이터를 좀 더 접근하기 편리한 통제실 등의 위치로 전달한다.

또한 작업자는 클라우드 서비스를 통합함으로써 스마트폰 애플리케이션 등을 통해 구체적인 정보에 접근할 수 있으며, 특정 기계 장비에 대한 데이터를 누적시키거나 이미 누적되어 있는 정보를 분석할 수도 있다.

엔지니어들은 TI의 WiLink™ 8 모듈을 산업 자동화용 Sitara 프로세서와 결합한 후 Wi-Fi 및 블루투스/블루투스 저에너지 커넥티비티를 여러 장치에 쉽게 추가할 수 있으며, WiLink™ 8 ALC Sitara AM570x 프로세서를 통해 3단계에 걸친 설계 작업을 진행할 수도 있다.