한국프로피넷협회, 『2008 PROFINET 워크샵』 개최

시스템의 매니지먼트 레벨에서부터 디바이스 레벨까지의 통신을 하나로 잇는 One Single Communication이 산업계의 트렌드로 부상하면서, 산업용 이더넷에 대한 관심이 확대되고 있다. 
산업용 네트워크가 산업 자동화를 실현하는 중요한 도구로서 관심의 수위가 높아지고 있는 것과 때를 같이 해 한국프로피넷협회(회장 차영식)가 지난 9월 26일, 서울교육문화회관에서 『2008 PROFINET 워크샵』을 개최했다. 약 250여명의 산업분야 엔지니어가 참석한 가운데 성황리에 개최된 이 워크샵은 특히 지멘스와 피닉스컨택트, 만희기전, 크래비스, 하팅, 리탈, 비아시스템, 바이드뮬러 등의 PROFNINET 회원사가 참가해 이기종 메이커 간의 상호호환성을 실시간으로 검증하는 데모를 보여준 점이 주목할 만한 대목. 이를 통해 산업자동화를 위한 PROFINET의 가치를 실제적으로 확인할 수 있는 계기를 마련했다는 점에서 이번 워크샵은 특별한 의미를 갖는 행사로 기록됐다.

취재/ 최교식 기자 cks@engnews.co.kr

산업용 이더넷이 기존 산업 표준시스템과의 호환성을 점차 인정받으면서 제어부문에서 사실상의 표준 네트워크로 자리잡아가고 있다. 
여러 산업용 이더넷 프로토콜 가운데 PROFINET은 현재, 제조산업은 물론 공공설비나 공정플랜트 등의 다양한 분야에서 리얼타임 제어가 가능한 산업용 이더넷으로 인정받으면서 해외는 물론 국내에서도 현장 구축이 확산되고 있는 중이다.
다음은 이번 행사를 위해 방한한 프로피버스/프로피넷 인터내셔날의 Jorg Freitag 회장이 기자간담회를 통해 발표한 내용을 정리한 것이다.

PROFINET은 WLAN으로 Safety를 구현하는 유일한 통신 프로토콜

PI(PROFIBUS 및 PROFINET International)가 주도하고 있는 PROFINET은 자동화를 위한 개방형 산업용 이더넷의 표준으로서 자동화 기술로부터 파생되는 모든 요구를 충족한다.
PROFINET은 TCP/IP의 개념은 물론이고, Real-Time 자동화를 통해 Performance를 향상시키며, PROFIsafe에 의한 Failsafe Communication을 구현하고, 특히 WLAN을 통한 PROFIsafe를 구현한다는 커다란 장점을 지니고 있다. 즉 PROFNINET은 WLAN으로 Safety를 구현하는 통신 프로토콜로서, 이것은 무빙 스토리지나 무빙 카트 등의 어플리케이션에서 유용하게 활용되고 있다.
PROFINET은 또한 프록시(Proxy) 기술을 통해 PROFIBUS와 Interbus를 포함한 다양한 필드 버스와 PROFINET을 통합함으로써 기기 메이커나 시스템 운용자가 기존에 투자한 설치나 기술을 보호받을 수 있기 때문에 투자의 안전성이라는 측면에서도 이점을 제공한다.
PROFINET은 1ms의 리얼타임 통신을 구현함으로써 보통 수십 ms 수준의 리얼타임 통신이 요구되는 FA분야는 물론, 250㎲ec까지의 보다 고속의 리얼타임 통신이 요구되는 모션 컨트롤 분야에 이르기까지 모든 산업분야의 고객요구를 만족시키는 통신으로 자리 잡고 있는데, 특히 하나의 케이블 상에서 IT 서비스와 실시간 통신의 연속적인 연결이 이루어지기 때문에 고성능이 요구되는 어플리케이션에서부터 비교적 중요하지 않은 어플리케이션에 이르기까지 적용되는 확장형 실시간 통신이라는 점이 특징이다.
PROFINET은 특히, 모션 컨트롤 어플리케이션을 위한 동기화된 통신을 제공하며 <1ms, Jitter <1㎲의 응답속도로 분산된 현장기기들의 통합에 고성능을 발휘한다.

114만의 PROFINET 노드 및 2천 5백만의 PROFIBUS 노드 설치

PROFIBUS는 지난 2007년 한 해 동안 500만 노드가 증가했으며, 2008년 4월 현재 2천 5백만 노드를 기록하면서 가파른 성장세를 지속, 명실 공히 리딩 필드버스로서의 위치를 확고히 하고 있다. PROFIBUS는 2012년 현재의 배가 되는 5천만 노드가 예상됨으로써 최고의 필드버스 시장점유율을 유지할 것으로 보인다.
PROFINET 역시 PROFIBUS의 이러한 성공을 이어갈 것으로 예상된다. 2007년 현재 PROFINET은 114만 노드가 설치되었으며, 2010년 말까지 3백만 노드가 설치될 것으로 예측되는데 이것은 연평균 37%의 신장세를 의미하는 것으로, ARC가 2008년 1월, 향후 5년 간 글로벌 마켓에서 이더넷 성능을 가진 네트워크 기기의 성장세를 27.5%로 전망한 수치를 웃도는 것이다.
한편, 각각의 노드는 PROFINET 인터페이스를 갖춘 말단 기기 숫자를 의미하며, 네트워크 스위치류나 허브, 라우터 등 이더넷 통신에 필요한 기본기기 등은 포함되지 않은 수치다. PI는 객관적인 결과치를 산출하기 위해 프로피넷 노드 수를 공증제도와 같은 방법으로 결정해 나가고 있다.
PROFINET은 여러 벤더들의 기존 제품에 용이하게 접속이 될 수 있도록 환경이 갖추어져 있으며, 하드웨어와 소프트웨어, 환경과 기술지원이 완벽한 패키지로 제공이 된다.
한편, 오픈 스탠다드 커뮤니티인 PI는 한국을 포함한 전 세계 25개 국가별로 조직되어 전 세계적인 지원을 전개해 나가고 있으며, 21개 국가에 36개 PI Competence Center와 10개 국가에 15개 PI 트레이닝 센터, 인증 테스트를 위한 10개의 PI Test Laboratories를 운영하고 있다. 

PROFINET은 단 하나의 케이블만으로 분산제어에서부터 모션제어까지 제공하는 무제한적인 개방 시스템

특히 이번 워크샵에서는 한국프로피버스협회 회원사들의 이기종 제품들이 한자리에 모여 국내 최초로 상위의 ERP 시스템부터 제어기기와 모션기기, 필드센서, 산업용 이더넷 케이블에 이르기까지 실시간으로 상호 호환성을 검증하는 데모라인을 보여줌으로써 산업자동화 시장에서의 PROFINET의 확산을 실감할 수 있는 계기를 마련했다.
이날 워크샵 발표에서 피닉스컨택트의 김정한 차장은 “산업용 이더넷 기반 솔루션에서는 TCP/IP, SNMP, FTP 등 오픈 이더넷과의 호환성과 분산시스템을 지원해야 하고, 기존 필드 버스 시스템과의 간편한 통합이 요구되며, 강력한 실시간 기능이 요구되는데 PROFINET은 TCP/IP를 통한 단 하나의 케이블만으로 분산제어에서부터 모션제어까지 모두 제공하는 무제한적인 개방 시스템이다”라고 말하고, “PROFINET은 프록시를 이용하여 기존 필드버스 시스템과의 완벽한 통합능력을 제공한다”라고 덧붙였다.
그는 또 “One-cable Solution, 다양한 케이블링 구조, 광통신, 무선통합, 세이프티 통합, 필드버스 통합, 이중화, 진단기능 등의 PROFINET이 가진 여러 가지 장점 때문에 플랜트 산업에서 PROFINET이 사용되고 있다”라고 플랜트산업에서 PROFINET이 사용되는 이유를 설명했다.
또, 지멘스의 장희돈 과장은 등시성 실시간을 지원 하는 IRT (Isochronous Real-time)에 대한 기술 소개를 하면서, 최대 56개의 노드가 총 80바이트의 입출력을 가지고 있을 때 PROFINET IRT를 이용하여 250㎲까지 응답 속도가 가능한 것을 예를 들어 보였으며, PROFINET CBA(Component based automation)를 이용하여, 단순한 IO 레벨에서의 필드 버스통합이 아닌, 내부 프로세스 및 제어 부분이 포함된 영역에서의 이 기종간의 통합의 방법을 설명했다.
또 한경대학교의 박장환 교수는 “현재 산업 자동화에서는 필드레벨부터 관리레벨까지를 하나의 네트워크로 운용하는 한편, 자동화 기술과 상위 데이터 처리 사이의 간단한 수직 통합과 광범위한 성능의 확장을 위해 산업용 이더넷의 수요가 확산되어 나가고 있다”라고 말하고, “산업자동화를 위해서는 프로세스 데이터의 교환의 신속성과 설비규모와 벤더 독립에 의한 엔지니어링, 기계와 설비의 높은 가용성, 산업에 적합한 설치, 간단한 네트워크 관리와 진단 등이 필요한데 PROFINET은 이러한 요구를 모두 만족시킨다”라고 설명했다.

산업용 이더넷이 필드버스와 블루투스 통신을 넘나들며 데이터 전송

이와 함께 “공정자동화에서는 공정설비들의 가용성에 대한 요구가 높고, 새로운 자동화  기술의 응용에 대해 보수적인데 이와는 별개로 이미 약 500,000 노드의 PROFIBUS PA 기기들이 이미 설치되어 있다”고 말하고 “PROFINET의 응용은 먼저 생산 자동화에서 시작됐으며, PROFIBUS-PA 설치 시에는 미래의 이더넷 인프라 구조에 투자를 보호한다”라고 강조했다.
한편, 이번 데모는 8개 참여업체의 여러 가지 제품이 소개 되었으며, PROFINET이라는 메인 주제 아래 PROFIBUS, Interbus 및 기타 필드버스의 통합과 PROFINET을 이용한 Wireless 통신이 지멘스와 피닉스의 억세스 포인트를 통해 구성되는 것을 보여 주었다. 또한, 국내 산업용 이더넷 시스템 데모에서는 처음으로 Failsafe 기능이 있는 시스템의 연결을 선 보였다. 
이러한 통합에 대비해 가장 눈길을 끌었던 점은 이종 네트워크 시스템의 통합이 PROFINET을 통해 구현 된 점이다. Sinamics 라는 지멘스의 모션 제어기기는 PROFINET IO Controller에 통합 되어 있었는데, 이것의 기동을 PROXY를 통해 PROFIBUS DP에 연결된 피닉스의 Remote IO를 통해, 피닉스의 블루투스  통신을 이용한 멀티 플렉서에서 받았다. 즉, 산업용 이더넷이 필드 버스와 블루투스 통신을 넘나들며 데이터 전송을 한 것으로, 향후 미래형 자동화 솔루션인 무선 시스템으로 진화될 수 있는 방향성을 잘 보여 주었다.