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IoT 시대는 단일 플랫폼과 소프트웨어 기술이 주도한다!

한국NI, 『측정제어 심포지움』 개최하고 산업용 IoT를 위한 자사의 비전 발표

한국NI 권순묵 대리는 기조연설을 통해, 엔지니어들이 안고 있는 여러 가지 도전과제를 LabVIEW라는 그래픽 기반의 단일화된 플랫폼 기반의 접근방식으로 해결할 수 있다고 역설했다.

IIoT(Industrial Internet of Things 산업 사물인터넷)를 향한 NI의 행보가 빨라지고 있다.

산업 IoT를 위한 메이저급 글로벌 자동화 기업들의 움직임이 본격화되고 있는 가운데, PC 베이스 임베디드 자동화 및 측정 업계를 대표하는 내쇼날인스트루먼트(NI)의 행보 역시 IIoT 가속화에 한몫을 하고 있다.

지난해 미국 텍사스에서 개최된 『NIWeek 2014』에서 IoT를 구현하기 위한 자사의 기업비전을 발표한 바 있는 NI는, 지난 7월 8일 서울 COEX에서 개최된 『연구 개발자와 산업엔지니어를 위한 측정제어 심포지움』을 통해, 그래픽 기반의 플랫폼을 중심으로 산업 IoT 시대에 맞춰 진화해 나가고 있는 자사의 기술적인 행보를 피력했다.

You and NI will! 산업 IoT를 주도해 나가고 있는 NI의 자신감은 자사의 플랫폼을 사용해 혁신을 구현하고 있는 실제 사례와 다양한 데모를 통해, 이번 심포지움에서도 유감없이 발휘됐다. 

           <취재 최교식 기자 cks@engnews.co.kr>

‘단일 플랫폼 기반의 통합 기술, 그리고 이의 핵심이 되는 LabVIEW’는 더 이상 자동화 및 측정업계에서 새로운 메시지가 아니다.

올해로 21주년을 맞이한 한국NI는, 지난 7월 8일 서울 COEX에서 개최한 『연구 개발자와 산업엔지니어를 위한 측정제어 심포지움』을 통해, NI가 설립 이래 일관되게 주창해온 그래픽 기반의 프로그래밍 언어인 LabVIEW를 기반으로 한 표준 플랫폼 기반의 기술이 산업 IoT 시대를 주도해 나갈 것이라는 메시지를 반복해서 강조했다. 단일 플랫폼과 의사결정을 위한 소프트웨어의 중요성, 이 두 가지는 글로벌 자동화 업체들 대부분이 IIoT를 구현하기 위한 핵심기술로 강조하고 있는 내용이다.

지능형 상태 모니터링 시스템 NI InsightCM 데모. NI InsightCM은 CompactRIO 기반으로 데이터를 통합해서 관리하며, 기업용 IT서버와의 통합을 가능하게 한다.

그래픽 기반 플랫폼은 산업용 IoT 시대의 엔지니어를 위한 혁신적인 플랫폼

이번 심포지움에서 기조연설을 담당한 한국NI의 권순묵 대리는, 기술이 빠르게 전개되어 나가면서 기존 시스템의 업그레이드나 기능추가, 다양한 시스템과의 통합, 빠른 시간 안에 개발해내야 하는 압박감 등, 현재 엔지니어들에게는 많은 도전과제들이 존재하며, 이렇게 기술이 복잡해짐에 따라 다양한 기능의 통합과 네트워크 기반의 연결성이 중요해지고 있으며, 이를 해결할 수 있는 것이 단일화된 표준 플랫폼이라는 말로 기조연설의 막을 열었다.

박스 계측기나 PLC, 센서 및 I/O, 데이터분석 및 관리와 레포팅 등을 통합하는 단일화된 플랫폼을 사용하게 되면 개발시간을 단축해서 제품을 보다 빠르게 시장에 출시할 수 있게 된다는 것이 NI의 주장으로, 권 대리는 플랫폼 기반의 어프로치는 세 가지 기반을 가능하게 한다고 설명했다.

즉, 간소화(Simplify)와 커스터마이즈(Customize), 재사용(Reuse)이 그것으로, 통합된 소프트웨어와 하드웨어는 프로세싱과 I/O, 데이터의 통합을 간소화시키며, 원하는 형태에 맞춰  모듈화된 플랫폼 형태를 사용해서 사용자가 원하는 기능을 개발할 수 있을 뿐 아니라, LabVIEW 툴즈 네트워크 커뮤니티와 같은 생태계를 구성해서 사용자끼리 서로 원하는 기능을 주고받거나 다른 사람이 개발한 알고리즘을 다운로드 또는 구매할 수 있어서 개발자가 혁신적인 기능을 추가하는데 도움을 얻을 수 있다는 것이 NI의 논리.

즉, 엔지니어들이 안고 있는 여러 가지 도전과제를 LabVIEW라는 그래픽 기반의 단일화된 플랫폼 기반의 접근방식으로 해결할 수 있다는 것이  IoT를 구현하는 NI의 접근방식이다.

권 대리는 IoT를 가속화하는 기술 및 법칙으로 무어의 법칙과 메트컬프의 법칙, 배터리 수명, 이동통신, 센서 등을 꼽고, 사물 인터넷에서 말하는 사물이란 작은 사물만이 아니라 대형 유조선도 하나의 사물로, 이 대형 유조선에 임베디드 기술을 탑재해 연료를 절감하거나 풍력터빈에 임베디드 기술을 탑재해 며칠 뒤에 문제가 발생할 것인지를 미리 예측해서 엄청난 시간과 비용을 절감할 수 있게 하는 것도 사물인터넷의 사례라고 설명했다.

그는 NI는 스마트 자동차나 스마트 팩토리 등 산업 IoT에 초점을 맞춘 사업을 전개하고 있으며, 정부에서 미래 성장동력 기술로서 5G 이동통신, 스마트 카,  지능형 로봇, 지능형 사물 인터넷 등 13개 분야를 꼽았으며, 이들 기술은 미국에 비해 3.8년 뒤쳐져 있다는 보도기사를 인용하는 한편, 올 4월 정부에서 발표한 경남권 메카트로닉스 허브 구축 등이 담고 있는 스마트 팩토리나 IoT 관련 내용은 제조 기업들에게 새로운 비즈니스 기회를 창출하고 있다고 의견을 피력했다.

권 대리는 사이버 물리시스템(CPS)과 빅 아날로그 데이터, 이 두 가지가 산업용 IoT를 구성하는 요소라고 말하고, 센서/액추에이터 및 데이터 수집과 컨트롤 시스템, IT 인프라 스트럭처 등 NI는 IoT를 위한 엔드투엔드(end-to-end) 솔루션과 아키텍처를 제공하고 있는 기업이라고 강조했다.

임베디드 비전 검사 시스템 데모 및 CompactRIO Demonstration Kit

Pick & Place Machine 데모

에어버스 및 스마트그리드 사 등, NI 솔루션이 적용된 사례 소개

권 대리는 세계 최초의 민간항공기 개발업체인 에어버스(Airbus) 사가 항공기를 제작하는데 있어서 스마트 글래스를 통해 나사의 위치를 모니터링하고 자사의 CompactRIO를 이용해 볼트를 균일한 힘으로 조여주고 디스플레이에 표시해줌으로써, 작업자가 순차적으로 작업을 할 수 있게 했다고 자사 솔루션의 적용사례를 설명하고, 특히 에어버스 사는 NI에서 새롭게 출시한 SOM(System on Module)을 사용해 좀 더 작고 유연성 있는 제품을 개발하게 됐으며, 이를 통해 기존 대비 10배 이상 생산성 향상이 예상이 된다고 설명했다.

또 영국의 내셔널 그리드(National Grid) 사는 풍력과 태양광을 활용해서 영국의 2천만 명의 시민이 사용하는 전력을 공급하고 있는데, NI의 CompactRIO를 이용해 그리드 전력을 전환하고 송수신하고 있으며, LabVIEW와 CompactRIO 기반으로 생산된 전력의 품질을 관리하고 있다고 소개했다.

권 대리는 NI는 광산, 오일 & 가스, 발전소, 스마트 그리드, 스마트 교통, 폐수처리장, 스마트 팩토리, 스마트 머신 등 8 가지의 IoT 영역에 관련된 솔루션을 확보하고 이들 영역에 집중된 사업을 전개하고 있다고 말하고, 이외에도 어드밴스트 매뉴팩처링이나 교량ㆍ건물 모니터링 등의 영역에서도 각 분야에서 전문성을 가진 파트너들과 함께 솔루션을 개발하고 고객들에게 제공하고 있다고 밝혔다.

한편 이번 심포지움은 6월 24일 부산을 시작으로, 대전과 서울에서 각각 진행이 됐으며, 기조연설 외에 테크놀로지 트랙과 어플리케이션 트랙으로 나누어, IoT의 기본이 되는 센서 및 측정이론으로부터 산업용 시스템과의 네트워크 통합을 설명하는데 행사의 초점이 맞춰졌다. 

테크놀로지 트랙에서는 측정의 기초인 센서의 원리와 활용방법이 소개됐다. 측정 이론과 더불어 엔지니어들을 대상으로 상황마다 적합한 시스템을 구성해야 하는 축적된 노하우, 다채널 대형 시스템 구축 방법, IoT 첫걸음인 LabVIEW를 활용한 통신 기반의 시스템 통합, 전수 검사를 위한 비전 측정 및 영상 처리 기법이 공개됐다.

또 어플리케이션 트랙에서는 모듈형 측정/제어 플랫폼의 데모시연을 통해, 데이터로거, 소음진동 분석, HMI,모션, 비전 등의 구현방법을 직접 보여줬다. 또한 기존에 PC, PLC 등으로 공장 자동화 및 산업용 장비제어를 구현한 경우에는 단일 플랫폼으로 유연하게 구축할 수 있는 방법과 생산성을 극대화 시켜 스마트 팩토리를 구현할 수 있는 방법을 소개했다.

특히, 이날 행사에서는 기조연설에 앞서 IoT 솔루션 데모투어가 진행이 되어, IoT 구현 방법에 대한 참석자들의 이해를 도왔다.

3D Scan 데모를 비롯해서, AC 모터 효율 측정, VirtualBench, Pick & Place Machine, 임베디드 비전 검사 시스템, 지능형 상태 모니터링 시스템(NI InsightCM) 등의 데모가 시연이 됐는데, 이 가운데 NI InsightCM은 Condition Monitoring Data를 수집해서 서버 클라이언트를 통해 이 데이터를 서버가 취합해, 웹에서 센서 신호를 분석해서 볼 수 있게 지원하며, 문제가 있을 때 알람을 발생시킴으로써 담당자가 진단을 해서 사전에 조치를 취할 수 있게 해준다.

또 생산라인에서의 제품 품질검사를 위한 임베디드 비전 검사시스템 데모가 소개됐다.  이 데모에서는 CVS-1457RT를 통해 알약이 어디에 오삽입이 되어 있는지 검사하는 데모가 시연이 됐는데, 이 데모의 핵심장비인 CVS-1457RT라는 비전시스템은 듀얼 이더넷 전원 GigE Vision 포트, 결정성 높은 이더넷 카메라 트리거링, FPGA-활성화된 I/O 등과 같은 다양한 기능을 갖추고 있어서, 이더넷 버스 상에서 결정성 높은 카메라 트리거링을 지원하기 때문에 사용자들은 하나의 이더넷 케이블을 통해 카메라에 전원을 공급하고, 트리거를 보내고, 이미지를 수집하는 작업을 모두 수행할 수 있다. NI CVS-1457RT는 또한 사용이 편리한 Vision RIO API와 결합할 수 있는 FPGA-활성화된 I/O를 갖추고 있어서 비전 검사 결과를 엔코더, 이젝터, 근접 센서와 같은 시스템의 다른 부분과 긴밀하게 동기화할 수 있는 것이 특징. 이 NI CVS-1457RT는 NI LabVIEW 시스템 디자인 소프트웨어 또는 NI Vision Builder for Automated Inspection(AI)로 프로그래밍한다.

3D Scan 데모

다축 모션과 비전, HMI를 통합한 자동화 머신 데모 ‘눈길’

또 반도체 Pick & Place Machine 데모에서는 다축 모션과 비전, HMI를 통합한 자동화 머신 콘셉트를 보여줬다.

NI는 CompactRIO-9033 출시를 통해 모션과 비전, HMI의 통합을 실현하고 있는데, 이 새로운 CompactRIO-9033은 FPGA에서 비전 알고리즘까지 가능하게끔 지원함으로써, 모션하는 사람들이 직접 비전 알고리즘을 개발하지 않아도 되도록 기능을 향상시킨 것이 특징. 특히, CompactRIO 최초로 디스플레이 포트로 HMI까지 연결할 수 있도록 지원함으로써, 별도의 PC가 필요 없는 것도 이점이다. 데모에서는 X, Y, Z, 회전의 모션 4축을 제어하는 장면이 시연됐다.

또 USB DAQ를 이용해 물체를 3D Scan하는 데모에서는 NI의 USB용 X 시리즈 다기능 DAQ이 사용이 됐다. 이 USB DAQ은 2메가 동시 샘플링이 가능한 것이 특징이다.

AC 모터 효율 측정 데모에서는 NI의 CompactDAQ을 사용해 모터 제어 및 효율, 온도, 진동, 소음을 통합적으로 측정하는 것을 시연해 보였다.

또 이날 소개된 VirtualBench는 오실로스코프, 함수 발생기, 디지털 멀티미터, 프로그램 가능한 DC 전원 및 디지털 I/O가 통합된 올인원 계측기로서, 사용자들은 PC나 iPad에서 소프트웨어 어플리케이션을 실행하여 VirtualBench를 작동시키게 된다. VirtualBench은 현재 사용되고 있는 컴퓨팅 플랫폼을 바탕으로 하기 때문에 엔지니어와 과학자들이 멀티터치 디스플레이, 멀티코어 프로세서, 무선 연결 및 직관적 인터페이스 등의 최신 기술을 활용할 수 있다. 소프트웨어를 통한 간단한 작동과 강화된 기능으로 더욱 효율적인 회로 디버깅과 검증이 가능하다. 소프트웨어 기반의 테스트와 측정을 주도하고 있는  NI의 기술력을 보여주는 제품 가운데 하나다.

또 Instrumentaion Control 데모에서는 USB와 GPIB를 사용해 테스트를 실행하는 장면이 시연됐는데, NI 홈페이지에서 IDNET을 입력하면 1만 개의 계측기 드라이버를 다운받을 수 있다.

CompactRIO Demonstration Kit를 통해서는 밑에 LED를 연결해 FPGA로 모션제어를 하고, X, Y축의 변위 디텍팅 등을 하는 데모를 시연해 보였다.