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Monthly Magazine of Automatic Control Instrumentation

연재 급부상하는 태풍의 눈, APL(2)

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작성자 댓글 0건 조회 566회 작성일 20-08-06 13:02

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OSI 7 Layer 중 물리계층(Physical Layer=PL)

이들 필드버스는 모두가 OSI 7 Layer 중 물리계층(Physical Layer=PL)에서 작동하는 산업용 이더넷들이다. ISO 7 Layer의 물리계층 프로토콜인데, PROCESS 계장분야에 즉시 통합적으로 사용하기에는 몇 가지 제한이 걸린다. PROCESS계장분야에 클라우드(CLOUD: 중앙서버PC & 인터넷 렌털 사업화)를 적용하기에는 아직 보완 사항이 많이 남아있어 조금 부족한 면이 있다. 이를 보완 한 것이 “ETHERNET-APL”이다.


(1) 자동화 분야에서 물리계층(Physical Layer=PL)에 문제는 없는가?

자동화 분야에서 물리계층(Physical Layer=PL)의 결함은 별로 없어 보인다. 자동화 분야에서는 오히려 물리계층의 지속적인 발전으로 OTIT를 결합한 형태가 되고 있다. 비약적인 발전을 하고 있지만, 이 영역은 사물인터넷(IoT) 전 단계에 머물고 있다. 필드버스는 그 생태계가 OSI 7 Layer에 베이스를 갖고 있기 때문이다. 필드버스는 IEC에서 만든 표준이고, IoT는 시작의 배경이 RFID에서 출발하였다. ITU-ToneM2M, IEEE-2413 등이 IoT의 표준기관이다.


따라서 프로토콜의 형태도 다르며, 이를 다루는 표준화 기구의 배경도 다르다. IoT에서는 프로토콜이라는 용어 대신 플랫폼이라는 용어를 사용하는데, 필드버스에서 쓰는 프로토콜과 그 내용은 같다. 그러나 결국 자동화의 물리적 한계의 끝은 제어기이며, 제어기 중에도 PLC이 그 중심이다. 필드버스는 PLC에 잘 적응한다. 그렇다고 필드버스가 IoT와 연결이 안 되는 것도 아니다.


기존 PLC전단에 필드버스/사물인터넷 변환 게이트웨이를 사용하여, 클라우드(Cloud)와 연결하는 방식을 취하는 자동화기기 메이커 중 대표적 회사는 대만의 MOXAADVANTECH이다. 두 회사 모두 PLC 전단에 필드버스/사물인터넷 변환 게이트웨이를 사용하여, CLOUD와 연결하는 시스템을 판매하고 있다. 그리고 Rockwell Automation, SIEMENS등의 월드기업들은 2009년에 공개된 IoT 플랫폼 Thing WorksThing Plus등을 소유한 IoT회사들을 흡수, 병합하여 자사플랫폼으로 개발하여 필드버스를 CLOUD로 연결하고 있다.

 

다른 하나는 OPC-UA(United Architecture)를 이용, IoT화하여 CLOUD와 연결 사용하는 추세가 최근 급증하고 있다. 그리고 ODVA가 보유한 EtherNet/IPIEEE802.3 PROTOCOL을 그대로 응용하여 사용하고 있다. IEEE-2413oneM2M처럼 IoT인증기관이므로 IEEE에서 기술을 가져다 사용하고 있는 ODVA로서는, EtherNet/IPIoT화하여 IEC의 물리계층의 경계를 넘어 고급물리계층인 APL을 완성하기 위해 수년 전부터 이 분야를 연구하고 있으며, 2022년 이전에 모든 기술 개발을 끝내고 2022년까지는 APL을 완벽하게 업데이트할 예정이다.

 

고급물리계층=APL(Advanced Physical Layer)의 출현

PROCESS계장 분야에 물리계층(Physical Layer=PL)을 적용하는 시도를 무수히 해보았으나, 간단한 문제는 아니었다. 또 여러 메이커들과 프로토콜 기관의 뜨거운 경쟁은 급기야, 경상도 속담에서 전하는 이른바 꼬시래기 제 살 깍아 먹는지경에 이르렀다. 기술과 표준도 문제였다. 한국은 이른바 필드버스 중 산업용 이더넷 KS표준만 6개의 프로토콜이 동시에 표준화할 수 밖에 없는 경우가 발생했다.

 

MSPC HW & SW는 전세계가 사용하는 단일 컴퓨터 표준이다. PROCESS 계장분야의 이더넷 표준은 MS처럼 하나의 단일 국제표준으로 만들 수는 없을까? 갑자기 이 소문은 세계 유수의 프로토콜기관과 공통의 문제로 번졌다. 경쟁자 또는 경쟁 프로토콜 기관들은 이 문제를 둘러싸고 각자 고심하기 시작했다.

 

또 하나의 PROCESS계장 분야의 근본적인 문제는, 1940년도와 1960년도에 발표한 OLD-ANALOG 국제표준을 2020년 현재에도 여러 나라들이 사용하고 있으며, 특히 일본과 한국에서의 사용빈도가 심각하게 높다는 것이다. PROCESS계장 분야 필드계장 시설의 70% 이상이 ANALOG를 사용하며, 특히 그 중에도 의외로 앤드 유저들이 DCSANALOG 방식을 선호하고 있다. 한국과 일본에는 이에 따른 SPARE PART 문제가 심각 단계에 머물고, 4차산업혁명과 스마트공장(SMART FACTORY)의 추진은 엄두도 못 내는 상황이며, 발전의 발목을 잡고 있는 형국이 작금의 PROCESS계장 분야의 현실인 것이다.

 

이 두 마리 토끼(OLD-ANALOG 표준의 사용 & DCS SPARE PART 이슈)를 잡고, 1,000억달러($)로 평가되는 이 분야의 세계 시장을 돌파하려면 특단의 대책이 필요했던 것이다. 결국 각기 다른 우후죽순의 경쟁 구도 속에서 궁하면 통한다는 속담이 맞는 것 같다. 모두가 이런 상황에 처해 있을 때, 누군가 용기 있는 자가 이 사실을 알고 대시(dash)하기 시작했다.


ODVA는 이 준비 작업을 전임 ODVA 대표 Ms. Katherine Voss가 시작했고, ODVA 대표 Al Beydoun PhD 박사가 취임하자 이 문제를 적극 대외에 알려 드디어 세계 최대의 PROCESS계장, PROTOCOL기관인 필드 컴 그룹(FeildComm Group), 피 아이 인터내셔널(PI)에 알리고 문제 해결에 있어, 우선 기술적으로 가능하다는 점을 알렸다.

 

그것은 다름이 아니라 이더넷 표준의 제정 기관인 IEEE와 상의한 결과 802.3cg가 대안이라는 가능성을 확인한 것이다. 기타 IEC등의 국제기관도 호의적인 IEC표준인증 승인 협조를 약속 받은 세계 3대 프로토콜기관의 프로토콜 통합 합의문인 개발 백서(white paper)를 완성하고, 90% 이상의 PROCESS계장 메이커들을 독일 ACHEMA FAIR 전시회에 초청하여 전세계에 이 사실을 발표함으로써, PROCESS계장 분야에 세계단일 표준인 “ETHERNET-APL”이 탄생하게 되었다



..(후략)



조익영 전무 / ODVA TAG KOREA Activity Manger 

  본 기사는 2020년 8월호에 게재되었습니다. 


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