IIoT 게이트웨이를 통해 데이터를 투명하게 관리하는 방법

지속적인 기록과 분석

지속적으로 생산 데이터를 기록하고 분석하는 일은 투명성 증가와 최적화된 생산 시퀀스 및 품질 확보를 위한 합리적 의사결정에 도움을 준다.

이 때 게이트웨이는 현장에서 발생하는 다양한 데이터를 처리해 원시 데이터를 통한 지능적인 리포트에 필요한 시간 참조를 설정할 수 있는 근거를 제공한다.

또한 게이트웨이는 산업 환경에서 관련 데이터가 원활히 기록될 수 있는 환경을 조성한다.

타임 스탬프 생성

품질 관리 및 규제 기관은 오랜 시간이 흐른 뒤에도 제품을 추적할 수 있기를 바라는데, 이를 뒷받침하는 것이 바로 데이터의 정확성과 일관성이다.

이 때문에 사용자는 게이트웨이를 통해 타임 스탬프를 만들어야 하는데, 타임 스탬프는 데이터가 기록된 후의 특정 시점에 어떠한 일이 발생했는지를 파악하는 데 있어서 중요한 역할을 한다.

프로세스, 데이터 및 시스템의 조화

기업이 요구사항이나 프로세스 시퀀스 변경 시 응답 시간과 유연성을 개선하고, 전 세계에서 확보한 데이터의 일관성을 유지하려면 프로세스·데이터·시스템의 조화에 신경을 써야 한다.

이 때 게이트웨이는 개방성을 제공하는 동시에 다양한 자동화 및 IT 시스템을 상호 연결할 수 있는 프로그래밍 환경을 제공하며, 사용자가 표준 인터페이스를 통해 인터넷에서 활용 가능한 통신 프로토콜 드라이버와 보드를 확장하고 사용할 수 있도록 지원한다.

이때 기업과 생산 영역에 속해 있는 IT/관리 시스템과 클라우드까지의 데이터 흐름에 있어서 IoT는 다양한 레벨을 상호 연결하는 중앙 구성 요소 및 게이트웨이 역할을 수행한다.

생산 및 품질 관련 데이터의 수집, 압축

윗 사진의 게이트웨이는 첫 단계에서 데이터를 안전하게 수집(시리얼 또는 산업용 Ethernet 기반 통신을 통한 필드 레벨의 센서·액추에이터·드라이브·산업용 PC 및 기계, PLC 등의 데이터)한다.

사용자는 이와 같은 데이터 소스와의 연결을 OPC-UA 또는 PROFINET 통신을 통해 진행할 수 있다.

데이터 프로세싱과 프로토콜 변환

두 번째 단계에서 게이트웨이는 수집한 생산 데이터를 전처리해 관련 데이터(에너지 소비 데이터 및 기계 동작 시간)만을 상위 시스템으로 전달해 네트워크 속도 저하를 방지한다.

한편, 기업은 게이트웨이를 통해 자사의 시스템 환경에 맞춰 자동화 프로토콜 간에 이뤄지는 프로토콜 변환을 자유롭게 진행할 수 있다.

관리 시스템과 클라우드를 향한 전송

위의 사진에 나와 있는 세 번째와 네 번째 단계는 관련 데이터가 IT 시스템(SAP, ERP 및 SCADA 시스템)이나 클라우드 프로토콜을 통해 사설 또는 공용 클라우드로 전송됨을 의미한다.

이 때 데이터는 일정한 보고 메커니즘에 의해 생성되며, 상호 관계 및 최적화 가능성 그리고 중요한 정보를 사용자가 한눈에 볼 수 있도록 개괄적으로 표현되는데, 이에 관한 활용 예로서 생산 중단 시간을 최소화하기 위해 쓰이는 예방 보전 개념의 기초를 들 수 있다.

한편, 지멘스의 Simatic IOT2040은 산업용 게이터웨이인데, 사용자는 이를 활용해 추가 데이터를 확보하고, 회사의 전 영역에서 투명성과 관련된 최적화 가능성을 높일 수 있다.

이 제품을 활용 시 사용자는 기존의 자동화 개념을 적용할 필요가 없으며, 기존 플랜트 내에서 이뤄지는 간단한 업그레이드 및 상위 시스템(IT 시스템 또는 클라우드)과의 연결을 원활히 진행할 수 있다.

자료 제공 : 한국 지멘스