‘스마트 공장 구축을 위한 CC-Link Family 세미나’ 개최 CLPA, CC-Link IE TSN 및 CLPA 파트너사의 제품소개 및 적용사례 발표 최교식 기자입력 2019-06-20 14:19:51

스마트 공장 구축을 위한 CC-Link Family 세미나 행사 전경

 

이더넷 베이스의 산업용 오픈 네트워크 CC-Link IE의 보급 활동을 전개하는 CLPA(CC-Link협회)가 지난 6월 19일(수), 서울 드래곤 시티에서 ‘스마트 공장 구축을 위한 CC-Link Family 세미나’를 개최했다.


이번 세미나에서는 새롭게 릴리스한 TSN 기술을 활용하여 리얼타임성을 확보한, 제어통신과 정보통신을 융합한 CC-Link IE TSN 네트워크, 그리고 범용 이더넷 기술을 적용하여 소프트웨어만으로 마스터와 슬레이브 기기를 저비용으로 손쉽게 개발할 수 있는 100Mbps의 CC-Link IE Field Basic이 소개됐다. 또한, FA와 IT 기술을 융합ㆍ활용해 제조현장의 최적화를 지원하는 미쓰비시전기의 FA-IT 통합솔루션 e-F@ctory 소개와 CLPA 파트너사의 제품소개 및 적용사례가 발표됐다. 


CC-Link IE TSN은 기존 CC-Link IE에 대한 시장의 요구에 부응하기 위해 표준 이더넷 규격을 확장한 TSN(Time Sensitive Networking) 기술을 채용함으로써, FA(생산현장)와 IT의 융합을 실현함과 동시에 효율적인 프로토콜로 기존 CC-Link IE의 성능ㆍ기능을 더욱 강화했다. 또한 개발 방법을 다양화하여 다양한 타입의 기기에 실장을 가능하게 하는 것뿐만 아니라, 제어 통신과 IP통신에 의한 정보 통신의 혼재 사용을 가능하게 하는 등 IoT를 활용한 스마트 공장의 구축이 보다 단기간에 효율적으로 이루어질 수 있게 될 것으로 기대된다.


최근 IoT 시스템이 실용 단계에 접어듦에 따라 범용 이더넷 통신을 실장한 폭넓은 기기의 활용이나 고기능 드라이브 기기의 요구, 다양한 타입의 기기에 프로토콜 실장 등에 대한 시장의 요구가 높아지고 있다. 이에 부응하기 위해 CC-Link협회는 기존의 CC-Link IE의 성능ㆍ기능을 대폭으로 향상시키고, 산업용 네트워크에서 이더넷 기술로서 주목 받는 TSN을 채용한 네트워크 ‘CC-Link IE TSN’을 개발했다.

 

기자간담회

 

“CC-Link IE TSN은 엣지컴퓨팅층과 IT층 애플리케이션을 조합해 스마트공장 구축 실현을 가속화”

 

왼쪽부터 CLPA 한국지부 정덕영 사무국장ㆍCLPA-HQ 마마다 유시유키ㆍCLPA 한국지부 임수진 대리

 

Q. CC-Link IE는 어떻게 TSN과 이질감 없이 서로의 네트워크를 공유할 수 있나? CC-Link IE는 TSN을 변화 없이 안정적으로 같이 사용할 수 있나?


A. CC-Link IE TSN은 TSN관련 규격 중 현재 릴리스 되어있는 IEEE802.1AS(시각동기) 및 802.1Qbv(타임 스케줄링)에 준거한다. 통신대역은 시간으로 구분하며, 통신 프레임에 우선도를 부여해서 제어함으로써 고속ㆍ고정도 제어통신을 실현하면서도, CC-Link IE TSN과 다른 통신 프로토콜을 동일 간선 상에서 혼재시킬 수 있다.

 

Q. TSN 애플리케이션이 현실화되는 시점을 언제로 보나?


A. CC-Link IE TSN은 3년 보급을 목표로 하여 진행하고 있다. 이미 일본에서는 CLPA 파트너 메이커, CC-Link IE TSN 대응제품이 출시됐다.


Q. CC-Link협회가 제조 현장에서 요구되는 고속ㆍ대용량이라는 제어 네트워크에 요구되는 기본 성능을 실현하는 것에 더해 IT연계 기능 및 앞으로 더욱 중요해지는 안전 기능이나 시큐리티 기능의 충실에 어떻게 대응하고 있는지 궁금하다.


A. 범용의 TCP/IP 통신이 리얼타임 통신인 CC-Link IE TSN 네트워크와 동일 간선상에서 혼재가 가능해서 IT와의 연계가 용이하며, 또한 OPC UA 활용을 손쉽게 하는 방식에도 대응하고 있다. 안전기능에 대해서는 IEC61784-3에 대응하고 있으며, CLPA 파트너에서 제품화도 계획 중이다. 시큐리티에 관해서는 기존에는 방화벽 등을 사용하여 FA 네트워크의 입구에서 방지 대책을 해왔는데, 메이커에 따라서는 디바이스 레벨에서 시큐리티 대책을 실시하고 있다.


예를 들면 미쓰비시전기의 PLC의 경우, IP 필터에서 통신 상대의 IP 어드레스를 식별하여 잘못된 IP 어드레스 지정으로 인한 액세스를 방지할 수 있다. 파라미터에서 지정한 IP 어드레스에서 액세스를 투과 혹은 차단 설정하는 것으로 허가된 기기 이외로부터의 액세스를 방지한다. 또한 파라미터에서 설정하거나 리모트 패스워드에 의해 외부 기기로부터의 액세스를 인증하고 미 인증 외부 기기의 액세스를 제한할 수 있다. 따라서 PLC로의 잘못된 액세스를 방지할 수 있다.

 

Q. CC-Link IE TSN 네트워크는 어떤 면에서 스마트공장 구축을 가속화하나?


A. 스마트 공장을 실현하기 위해서는 우선 생산현장의 데이터를 리얼타임으로 수집하고 그 데이터를 엣지컴퓨팅으로 1차 처리한 후 IT 시스템으로 심리스하게 전송하는 것이 중요하다.


또한 장치와 설비의 고성능화ㆍ고기능화에 의한 생산성향상이 요구되고 있으며 그에 따른 고도의 모션제어가 필요하게 된다. 현재 공장에서는 복수의 산업용 네트워크와 표준 이더넷이 사용되고 있어, 보다 간단히 생산현장의 데이터를 수집하고, IT 시스템으로의 심리스한 전송을 실현하기 위해서 네트워크의 통합이 요구되고 있다. 그리고 생산현장으로부터 수집되는 데이터가 방대해지는 것을 고려하면, 고속ㆍ대용량 통신의 네트워크가 필요하다.


또한, 데이터를 활용하면서 장치나 설비의 고성능ㆍ고기능화에 의한 생산성향상도 요구되어지면서 ‘고정도 동기제어’도 필수불가결하게 됐다. 이러한 네트워크에 대한 요구에 대응 가능한 것이 ‘CC-Link IE TSN’이다. 우리 CLPA는 확장된 표준 이더넷 기술인 TSN 기술을 세계적으로 앞서 적용하고, 동일 간선상에서 복수의 다른 네트워크와의 혼재를 가능하게 했다. 또한 효율적인 프로토콜인 기존 CC-Link IE의 특징인 고속 대용량을 계승하면서 고정도 동기(이른바 모션제어)를 대폭 향상 시켰다. 이러한 특징으로 스마트 공장 구축이 가능하다고 생각한다.

 

Q. CC-Link IE TSN의 현장 적용시점은 어떤 분야에서 언제쯤 될 것으로 예상하나?


A. CC-Link IE TSN은 3년 보급을 목표로 진행하고 있다. 이미 일본에서는 CLPA 파트너 메이커, CC-Link IE TSN 대응제품이 출시됐다. CC-Link IE TSN의 대응 분야는 그전부터 CC-Link Family가 많이 사용되어 온 자동차나 액정분야를 비롯해 고속 모션제어가 요구되는 반도체, 2차전지 등 장치계 분야로 적용을 가속화할 예정이다.


Q. 이번 CC-Link IE TSN의 출시로 더욱 집중해서 공략하게 될 시장이나 애플리케이션이 있다면?


A. CC-Link IE TSN의 대응 분야는 그전부터 CC-Link Family가 많이 사용되어 온 자동차나 액정분야를 비롯해 고속 모션제어가 요구되는 반도체, 2차전지 등 장치계 분야로 적용을 가속화할 예정이다. 또한 장치계 산업은 비전센서에 의한 화상, 영상 등 대용량의 정보 데이터를 취급하는 경우가 많아, 더욱 CC-Link IE TSN이 최적이라고 생각한다.


예를 들면 범용 IP통신기기와 고도의 구동제어를 활용한 장치의 케이스다. 종래대로라면, 얼라이먼트 조정 시에 일단 서보모터를 정지시킨 후 비전센서에서 정확한 워크위치를 계측했지만, CC-Link IE TSN에서는 서보앰프와 비전센서 간에서 시각동기를 가능하게 할 수 있기 때문에, 워크를 정지시키지 않고 위치를 파악할 수 있어서 대폭적인 택타임 단축을 기대할 수 있다.


또 이런 생산현장의 네트워크에 비전센서라는 범용의 IP통신기기를 연결하고 있는 점도 포인트다. 서보의 제어성능에 영향을 주지 않고 화상ㆍ영상 데이터를 IP통신으로 전송할 수 있기 때문에 배선절감도 실현한다.

 

행사장에 마련된 CC-Link 데모

 

Q. CC-Link IE TSN이 다른 통신 프로토콜과 차별화되거나 경쟁력을 가질 만한 포인트가 있나?


A . CC-Link IE TSN 네트워크는 전 세계에서 가장 앞서서 산업용 네트워크에 TSN기술을 적용한 네트워크다. 그리고 앞에서도 말했지만, CC-Link IE TSN은 기존 CC-Link IE를 계승하면서 모션제어 기능을 더욱 강화하고, 개발에 있어서도 하드웨어뿐만 아니라, 소프트웨어 프로토콜 스택으로도 대응제품 개발이 가능하다는 등, 개발 방법의 다양화에 대응하고 있다. 또한 CC-Link IE TSN에서는 TSN의 시분할 방식으로 각 네트워크 프로토콜이 시간대를 나누어 동일 간선상의 혼재가 가능하게 되어 FA와 IT를 융합할 수 있는 점이 기존 네트워크와 비교하여 가장 큰 차이라고 말할 수 있다.

 

Q. CC-Link IE TSN이 제조현장에서 가지는 가치는 무엇인가?


A. 최근 산업용 네트워크에 대해서는 두 가지의 동향을 생각해볼 수 있다. 첫 번째는 생산현장에서의 기기도 인텔리전트화 되어가고 있으며, 보다 고속으로 대용량 데이터를 수집하고자 하는 요구에 대응하여, 시리얼 베이스가 아닌 이더넷 베이스가 보다 더 사용되게 되었다는 점이다. 두 번째는 IoT시대 속에서 IT와 FA의 융합이 점점 중요해지고 있다는 점이다.


IT의 세계에서는 범용 이더넷이 표준적으로 사용되고 있으며, FA세계에서도 이더넷 베이스의 네트워크가 보다 더 사용되고 있다. 단, FA에서는 리얼타임성이 요구되기 때문에 범용 이더넷이 아닌 그 확장기술인 TSN이 산업용 이더넷 표준으로서 점점 더 주목 받게 되었다고 생각한다. CC-Link IE TSN은 1Gbps의 초고속 통신에 TSN 기술을 채용하여 CC-Link IE TSN 네트워크 시스템에 정보통신 등을 취급하는 범용 TCP/IP 또는 타 산업용 네트워크를 혼재할 수 있다. 이를 통해 보다 많은 센서와 카메라 등의 기기를 간단히 접속할 수 있게 되었고, 생산현장의 대용량 데이터를 고속으로 수집하여 엣지컴퓨팅층과 IT층 애플리케이션과 조합하여 더욱 자율적인 스마트공장 구축의 실현을 가속화했다고 보고 있다.

 

Q. 필드 네트워크로서 CC-Link IE TSN이 가지는 특징은 무엇인가?


A. CC-Link IE TSN은 복수의 국제표준규격으로 구성된 이더넷 통신 기술인 TSN을 채용하고 있다. TSN 기술의 활용으로 고속 제어통신(리얼타임성 확보)을 실행하면서 이더넷 통신기기와 IT 시스템과의 비리얼타임 정보통신을 혼재하여 사용할 수 있기 때문에, 다양한 기기를 장치와 설비에 접속할 수 있다. 이 때문에 유연한 IIoT 시스템을 구축할 수 있다.

 

Q. 여타 산업용 네트워크들 역시 TSN 대응을 표명하고 있다. 시장 선점을 위해서는 대응제품의 활성화가 중요한데, 최근 미쓰비시가 CC-Link IE TSN 대응 제품 102 기종을 5월부터 순차 발매한다고 발표했다. 현재 진행 상황은 어떠한가? 또 미쓰비시 이외 파트너 업체에서의  대응 제품 개발 등에 대해서도 설명을 부탁한다.


A. 2018년 11월에 사양발표 시, 52사의 참여 파트너사가 있으며, 2019년 2분기 이후 순차적으로 개발 툴 및 CC-Link IE TSN 대응제품이 출시되고 있다.


CC-Link IE TSN에서는 마스터와 슬레이브 또한 1G와 100M 지원 기기에 있어서도 하드웨어, 소프트웨어 모두 개발할 수 있는 환경을 개발 툴 파트너사와 함께 제공해 나갈 예정이다.


풍부한 개발방법을 제공함으로써 기기벤더는 단기간, 저코스트로 간단히 개발할 수 있게 되며, 대응제품을 조기 확충할 수 있어 사용자의 선택의 폭을 넓혀 스마트 공장 구축에 공헌할 것을 기대하고 있다.

 

최교식 기자
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