한국NI
CompactRIO 기반의 EtherCAT 모션 동기화 데모 ‘눈길’

한국NI는 『이번 Automation World 2014』 기간 동안, 자사의 임베디드 분산 제어 플랫폼인 CompactRIO 제품군으로 임베디드 자동화를 구현하는 제어 및 모니터링 시스템을 선보였다.
우선, NI cRIO-9068에 USB 및 IP 카메라 등의 머신 비전과 3축의 모션을 통합해 모션을 제어하는 데모를 소개했다. 3가지 색상의 볼을 읽어서 패턴대로 픽앤플레이스하는 장비. 이와 함께 CompactRIO 기반의 EtherCAT 모션 동기화 데모를 선보였는데, 한국생산기술연구원 로봇연구실용화그룹의 첨단 제조로봇 연구팀(이하 생기연)이 제작한 이 데모는 EtherCAT 마스터를 지원하는 CompactRIO로 여러 메이커의 모터 드라이브를 동기화하면서 제어하는 장면을 보여줬다. 
또 Single-BoardRIO를 이용한 상태 모니터링 솔루션을 소개했는데, -20℃에서 50℃의 환경에서 데이터를 수집하는 협력사의 휴대용 임베디드 데이터 로거가 전시됐다.
이외에도 CompactRIO를 컨트롤러로 사용하는 물류이송 로봇이 원격으로 구동됐는데, 이 물류이송 로봇은 특히, 조향장치 없이 바퀴속도만으로 방향을 바꿀 수 있도록 꾸며진 것이 특징. 이와 함께 CompactRIO와 터치패널, 센서, 모션, 비전을 데모키트로 꾸며, CompactRIO로 센싱하고 컨트롤하는 방법을 데모로 보여줬다.

인터뷰

“모든 하드웨어와 소프트웨어를 통합하는 ‘플랫폼’으로서의 LabVIEW 역할의 강화 지속될 것”

-이번 한국 NI 부스에서 눈길을 끈 것이 생기연 첨단제조로봇 연구팀이 선보인NI CompactRIO 기반의 EtherCAT 모션 동기화 데모다.
▲ 이번 전시회에서는 새로운 NI cRIO-9068을 장비 콘셉트로 꾸며서 소개를 한 것이 예년과 다른 점이다.
보통 장비를 개발할 때 텍스트 베이스의 프로그래밍 검증과 코딩을 거쳐야 하기 때문에 개발에 많은 시간이 소요되는데 비해, 우리 NI의 LabVIEW 시스템 디자인 소프트웨어는 검증 시 문제점을 빨리 파악할 수 있고, 디버깅을 빠르게 할 수 있어서 개발시간을 단축시킬 수 있다는 것이 장점이다. LabVIEW는 모든 측정 또는 컨트롤 어플리케이션을 짧은 시간에 개발하기 위한 종합적인 툴을 제공하며, 이 LabVIEW 소프트웨어와 CompactRIO 컨트롤러를 함께 사용하게 되면, 복잡한 과정 없이 측정 및 컨트롤 시스템을 시간과 예산 내에 구축할 수 있다.
특히 이 EtherCAT 모션 동기화 데모에서는 ARM사의 Cortex-A9 듀얼 코어 프로세서와 자이링스(Xilinx) 사의 28nm FPGA인 Artix-7을 하나의 칩으로 제작한 Zynq 및 Linux OS를 채택한 NI cRIO-9068을 내장되어 있는 EtherCAT 마스터로 EhterCAT 슬레이브 드라이브들과 통신하는 것을 보여주고 있다.

-생기연 첨단 제조 로봇 연구팀은 타 모션 제품에 비해 NI RIO의 장점을 어떻게 설명하나.
▲ EtherCAT이나 TwinCAT이 모션 컨트롤 분야에서 급성장하고 있는 것은 부인할 수 없는 사실이다. 그러나 모션 컨트롤만 구현 한다고 하면 EtherCAT이나 TwinCAT이 편하지만, 모션과 센싱, I/O 코드 등의 여러 가지 작업을 함께 하는데 있어서는 LabVIEW RIO(Reconfigurable I/O) 아키텍처가 경쟁력이 있는 것으로 보인다고 설명하고 있다.

-NI 측에서는 지난해 새로운 NI cRIO-9068을 출시하면서, 새로운 어플리케이션의 확대에 대한 기대감을 표시했었다. 실제  NI cRIO-9068 출시로 NI의 컨트롤 및 모니터링 어플리케이션이 확대가 되고 있나.
▲ 새로운 NI cRIO-9068에서는 우선 하드웨어적인 측면에서 자일링스의 Zynq-7020 All Programmable SoC를 채용함으로써, CPU와 FPGA를 하나로 집적화시켰다. 기존의CompactRIO는 CPU와 FPGA가 별도의 칩으로 구성이 됐었는데, 이번 cRIO-9068은 Zynq SoC를 채용함으로써, 프로세서와 FPGA가ARM의 고속 인터페이스 AXI에 고속 접속되어, 기존 cRIO 대비 퍼포먼스가 4배나 향상이 됐다.
또 소프트웨어적인 측면에서도 오픈소스 기반의 Linux OS를 통해 NI 리얼타임Linux를 개발함으로써, 오픈소스 통합개발 환경인 Eclips를 사용해 LabIVEW 이외의 C/C++ 언어로도 프로그래밍을 가능하게 했다. 그동안 CompactRIO 리얼타임 환경을 사용하기 위해서는LabVIEW로 프로그래밍이 가능 했는데, 새롭게 출시된 cRIO-9068은 NI 리얼타임 Linux를 사용해, C/C++ 언어를 지원하게 됨으로써, 어플리케이션이 더욱 확대될 수 있는 기반을 마련했다.
또 Linux를 채택함으로써, 현재 산업계의 화두가 되고 있는 데이터 보안과 관련된 시큐리티와 연결성(Connectivity)을 향상시켰다.
이러한 변화와 함께, 실제 고객들로부터 데이터베이스의 활용이라는 부분과 리눅스가 갖는 안정적인 보안에 대한 문의가 많이 들어오고 있다. 고객들이 cRIO-9068에 대해, 동일한 가격대비 향상된 성능을 실감하고 있다고 피드백을 주고 있다.
한국NI는 새로운 cRIO 출시를 통해 기존 자동화 업체 외에, 임베디드 업체까지 효과적으로 확보할 수 있게 됐으며, 이것이 매출확대에도 도움이 되고 있다.

-모션이나 비전분야에서 NI의 경쟁력은 어떻게 설명될 수 있나.
▲ NI는 단순 모션이나 비전 솔루션으로 고객에게 접근하기 보다는 통합 시스템으로 갈 때 경쟁력이 있다고 볼 수 있다, 경쟁사들이 모션과 비전밖에 가지고 있지 않은데 비해, NI는 모션과 비전뿐만 아니라, 테스트 & 측정 기술 및 프로그래밍 언어까지를 하나의 툴로 제공할 수 있다는 것이 강력한 경쟁력이다.

-NI의 기업비전은 무엇인가.
▲ 현재 대부분의 글로벌 자동화 기업들이 컨버전스(Convergence), 즉 통합을 이슈화하고 있다. 우리 NI 역시 통합에 기술적인 초점을 맞추고 있다. 그러나 우리 NI가 얘기하는 통합은 모든 하드웨어와 소프트웨어를 통합하는 플랫폼으로서의 LabVIEW의 역할의 강화다.
NI에서는 임베디드 제어, 모션, 비전 모두 LabVIEW를 기본 플랫폼으로 사용하고 있으며, LabVIEW를 사용해 하드웨어 설계까지 할 수 있다.
대부분의 개발자들이 데이터에 관련된 문제들을 가지고 있다. 개발자들은 더 많은 센서에서 다량의 데이터를 이전보다 더 빠른 속도로 측정해야 한다. 이런 대량의 데이터에서 내가 원하는 데이터를 찾고, 분석하고 화면에 나타내는 것은 더 어려운 일이 될 것이다. NI 플랫폼은 이런 데이터 중심적인 환경에서 최적의 플랫폼들을 제공하며, LabVIEW는 그 중심에서 모든 플랫폼을 통합하는 역할을 할 것이다.
LabVIEW는 Graphical System Design을 통해 개발자들에게 직관적인 프로그래밍 방식을 제공하며 ‘사용자 정의 하드웨어’ 플랫폼을 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 해준다. 이런 기본사항들은 앞으로도 계속해서 유지 될 것이며, 앞으로도 LabVIEW의 지속적인 안정화의 성능 향상과 더불어 더욱 정확하고 빠른 측정을 위한 최신 하드웨어의 통합 및 모바일과 클라우드 시스템의 지속적인 업그레이드가 이루어 질 예정이다. 

-향후 제품 포트폴리오 계획은 어떠한가.
▲ 현재 우리 NI의 재구성가능한 I/O(RIO) 플랫폼에는 고성능 멀티코어 NI CompactRIO 시스템부터 가장 작은 크기의 NI Single-Board RIO가 라인업 되어 있는데, 앞으로 더 작은 사이즈에 유연성은 확대된 새로운 Single-Board RIO가 출시될 예정이다.

NI CompactRIO 기반의 EtherCAT 모션 동기화 데모 제작
“EtherCAT 마스터가 지원되는 NI CompactRIO와 빠른 프로그래밍과 결과를 확인할 수 있었던 NI LabVIEW를 통해서 프로젝트에 필요한 여러 회사의 EtherCAT 모션 드라이버를 빠르게 테스트할 수 있었습니다. 이번 EtherCAT 모션 동기화 데모를 제작하는데 CompactRIO가 EtherCAT 모션 제어뿐만 아니라 각종 센서(소음/진동, 변형률, 온도 등) 입력과 머신 비전, 고속 접점 제어 등 다양한 기능들을 손쉽게 통합 할 수 있다는 것도 확인하였습니다.”

한국생산기술연구원 로봇연구실용화그룹 남경태 수석연구원·이광희 연구원