[FA저널 SMART FACTORY 이건오 기자] 70년 역사의 신호정보기기 글로벌 기업 페트라이트는 무선 데이터 통신 시스템 WD 시리즈를 업그레이드해 WD-LR 시리즈를 국내 출시했다고 밝혔다. 기존의 시그널타워가 소리와 빛으로 단순히 알리는 기능을 했다면 WD 시스템은 무선 데이터 통신 시스템을 통해 장소와 환경에 구애받지 않고 취득 데이터를 기초로 생산 공정의 병목현상 개선 등 다양한 정보 활용이 가능하다.

페트라이트는 무선 데이터 통신 시스템 WD 시리즈를 업그레이드해 WD-LR 시리즈를 국내 출시했다. [이미지=한국페트라이트]

제조 업계에서는 설비의 실시간 모니터링, 효과적인 가동률 관리를 통해 생산성을 향상시키고 이익을 창출하기 위해 IoT 기반의 스마트 팩토리 도입을 검토하고 있다. 페트라이트가 이해하고 있는 스마트 팩토리 도입에 있어 고객의 공통적인 과정은 모니터링, 경보, 분석, 예견의 단계로 정리할 수 있다.

1단계인 모니터링은 현장의 상황을 실시간 모니터링하고 어디에 문제가 있는지를 파악하는 것을 의미한다. 2단계 경보는 이상을 빨리 알리고 대응해 손실을 줄이는 것을 의미한다. 3단계 분석은 이상의 요인 분석을 실행해 가장 효과적인 개선 방법을 도출하는 것을 의미한다. 마지막 4단계 예견은 이상을 미리 예견하고 이를 개선해 이상의 발생을 줄이는 것이다.

그러나 IoT에는 많은 장벽이 있다. 그것은 비용, 데이터 공용화, 시스템의 확장성이다. 도입 비용의 과다는 경제성의 문제로 특히 중소규모의 기업에게는 시스템 도입의 가장 큰 장애요인이 된다. 또한, 데이터의 공용화, 다양한 제조사의 장비, 신구형의 설비가 혼재돼 데이터의 표준화 공용화를 통한 설비의 가동 상태를 수집하는 것이 매우 힘들다.

수집된 데이터는 CSV 차트로 저장되고 고객의 EMS와 연동해 생산성 향상에 기여하게 된다. [이미지=한국페트라이트]

시스템의 확장성이란 시스템 도입 후 새로운 응용에 맞춘 기능 변경 및 추가를 최소한의 비용으로 실시할 수 있는 것을 의미한다. 이들의 장벽에 의해 초입단계의 벽을 넘지 못하는 경우가 많이 있다. 그래서 큰 규모의 기업 이외는 IoT의 도입 욕구에 비해 실질적인 상황은 매우 어려움을 겪는 것이 현실이다.

WD 시스템은 설비에 기본적으로 장착되는 시그널타워의 정보를 무선으로 수집하는 시스템이다. WD 시스템의 도입 비용은 현재 가장 일반적인 방법인 PLC로부터 시작해 유선 네트워크로 정보를 수집하는 방식의 1/10 이하다. 이를 가능케 하는 것은 기존의 시그널타워를 이용 또는 무선 시그널타워로의 교체만으로도 시스템 구축이 가능하기 때문이다.

IoT 기반의 스마트 팩토리 구축을 위한 상호 이기종 간의 프로토콜 작업, 물리적인 배선 작업 등의 초기 시스템 도입 비용은 물론 기존 공장의 도입 시간에 따른 기회 손실을 획기적으로 줄이기 위해서는 간편성, 신속성, 경제성을 갖춘 무선 WD 시스템이 대안이 될 수 있다.

데이터의 공용화에 관해서도 제조사별, 신구형 장비 등의 비표준 문제로 인한 데이터 수집의 어려움을 무선 시그널타워의 교체만으로도 공용화가 가능하다. WD 시스템은 설비 운영 데이터 등 생산 설비의 다양한 장비에 대한 정보를 WD 무선 네트워크를 통해 호스트 PC로 전송해 데이터를 수집할 수 있다.

이미지 왼쪽부터 배선 공사가 불필요한 레이아웃 프리의 무선 통신 시스템, 최적의 통신경로를 자동 선택하는 라우팅 기능 [이미지=한국페트라이트]

수집된 데이터는 CSV 차트로 저장되고 고객의 EMS와 연동해 생산성 향상에 기여하게 된다. 이 정보를 수집하고 응용 소프트웨어로 시각화함으로써 ‘정확한 가동률 파악’, ‘활동 개선 활성화’ 및 ‘운영 최적화’를 구현할 수 있다. 또한, SCADA S/W의 연동으로 다양한 모니터링, 이력관리, 시각화를 통해 시스템의 분석 능력을 살릴 수 있는 경제형 스마트 팩토리의 표준이 될 것이다.

시그널타워에 부착된 송신기에서 수신기로 동작 정보를 무선으로 전송해 복잡한 배선 공사가 필요 없고 도입 비용도 줄일 수 있다. 국제표준통신규격을 이용한 무선은 상황에 맞는 최적의 통신 경로를 확보하는 등 무선 통신 보완 기능을 제공하고 다양한 전기 신호가 오가는 현장에서도 안정된 통신이 가능하다. 레이아웃 변경 등에서도 전원 투입시 접속 상태가 좋은 송신기 간에 데이터 통신을 자동으로 시작하고 새로운 네트워크를 구축한다.

복잡한 무선 및 네트워크 설정을 할 필요 없이 전원을 투입하는 것만으로 통신 상태가 좋은 접속처를 자동으로 선택하고 최적의 경로에서 무선 통신을 하도록 네트워크를 구축한다. 또한, 운용 중에 무선 장애 등으로 통신할 수 없게된 경우 송신기는 자동으로 다른 접속처를 검색하고 다시 연결한다.

WD 시스템은 유압장비 제조업체, 반도체 제조업체, 자동차부품 제조업체 등 다양한 업계에서 폭넓게 사용될 수 있다. 각 설비의 작동 상황을 분석해 가공시간 절감 및 사이클 타임을 개선한다. 해외 공장의 설비 운영 정보를 실시간으로 확인할 수 있어 생산성 향상 및 노동자의 의식 향상을 실현하며 현장 설비의 생산 현황 및 진행 상황을 현장 및 사무실에서 공유해 수량 관리 등 상황에 따른 유연한 대처가 가능하다. 더불어 설비 가동 상황 및 전력 소비 데이터를 결합해 가동 전력 파악 및 설비의 전력을 줄여 에너지 절약을 실현한다. 

[이건오 기자 (fa@infothe.com)]

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