국내 최대 규모의 반도체 제조기술전시회인 ‘세미콘코리아 2016(SEMICON Korea 2016)’이 1월 27일부터 29일까지 서울 삼성동 코엑스에서 개최됐다.
29회째를 맞는 이번 행사는 ‘Connect to the Future, Markets, Technology, and People’을 주제로, 전 세계 반도체 장비재료 산업을 선도하는 20개국 530개 이상 업체가 역대 최대 규모인 1,870개 부스 규모로 참여해, 마이크로 전자분야의 최신 공정기술과 장비, 재료 등을 선보였다.
이번 전시회는 시놉시스, 텍사스 인스트루먼트, 아우디에서 초청된 세 연사의 기조연설과 함께 개막이 됐다. ‘혁신: 미래를 창조하다(Innovation: Inventing the Future)’를 주제로 각기 다른 세 분야의 전문가가 반도체의 미래를 조망했다.
같은 기간 LED코리아 2016이 세미콘코리아 2016와 동시에 개최됐으며, LED 칩 제조 및 응용과 관련한 최신 기술적 관점들을 소개하는 LED 기술 컨퍼런스도 함께 열렸다.
특히, 이번 ‘SEMICON Korea 2016’ 에서는 지멘스를 비롯한 ABB코리아, 보쉬렉스로스코리아, 한국야스카와전기, 트라이텍, 오토닉스 등 제조자동화 업계를 대표하는 업체들이 출품, 반도체 분야에 최적화된 신기술과 제품을 대거 선보였다. 특히 대부분의 자동화 기업들이 IIoT(Industrial Internet of Things) 및 Industry 4.0의 기술 트렌드에 맞춰, 반도체 업계의 스마트 팩토리를 구현할 수 있는 자사의 기술력을 홍보하는데 초점을 맞춘 것이 이번  ‘SEMICON Korea 2016’의 특징이다.
기획/취재 최교식 기자  cks@engnews.co.kr

트라이텍 부스 전경. Industry 4.0을 위한 솔루션들이 소개되면서, 앞서 가는 BECKHOFF 기술을 효과적으로 소개했다.

Industry 4.0 기술을 주도하고 있는 대표적인 PC 기반 자동화 업체인 BECKHOFF 사의 국내 대리점인 트라이텍은, 이번 전시회에서 BECKHOFF 사의 기술 전개 방향에 맞춰 PC 기반의 Industry 4.0 솔루션들을 선보이면서 눈길을 끌었다.

트라이텍은 전시기간 동안 ‘Industry 4.0 - the next generation of Industrial Automation’이라는 슬로건 하에 다양한 Industry 4.0 솔루션을 선보였는데, 우선 주목할 솔루션은 ‘EtherCAT P One Cable’이다.

BECKHOFF는 지난 SPS/IPC/Drives 2015에서 EtherCAT 통신 네트워크를 위해 사용하는 통신 케이블에 전원을 함께 공급할 수 있는 EtherCAT P One Cable을 선보였는데, 이번 SEMICON Korea 2016을 통해 EoP(Ethernet of Power) 솔루션인 EtherCAT P One Cable을 국내 시장에 처음으로 선보였다.

TwinCAT Analytic, TwinCAT IoT 제품 출시로 BECKHOFF의 모든 제어 시스템이 마이크로소프트와 아마존 클라우드에 직접 연결

두 번째는 TwinCAT IoT.

BECKHOFF에서는 역시 지난 SPS/IPC/Drives 2015에서 Industry 4.0과 IoT를 위한 TwinCAT Analytic과 TwinCAT IoT라는 두 가지의 TwinCAT 솔루션을 새롭게 선보였는데, 이번 전시기간 중에는 이 가운데 TwinCAT IoT가 소개됐다. TwinCAT Analytic, TwinCAT IoT 제품을 출시로 BECKHOFF의 모든 제어 시스템이 마이크로소프트와 아마존 클라우드 및 BECKHOFF 클라우드 등과 같은 클라우드 시스템에 직접 연결될 수 있도록 한 것이 포인트.

TwinCAT IoT는 AMQP와 같은 표준 통신 프로토콜을 사용하여, 마이크로소프트의 Azure나 아마존의 AWS와 같은 공용 클라우드 서비스와 대화할 수 있게 한다. 예를 들면, TwinCAT Analytics는 장비에서 각 태스크 사이클마다 현재 상태를 데이터베이스에 저장할 수 있게 됐으며, TwinCAT IoT 통신 프로토콜에 의해 데이터를 클라우드 시스템에 넣을 수 있다. 이후에는 클라우드 시스템을 통해 몇 가지 가능성을 제공하게 되는데, 예를 들자면, TwinCAT Analytics PLC 라이브러리에서 온라인 또는 오프라인으로 장비의 상태 분석이 가능해 진다.

트라이텍의 장 상천 과장은 “TwinCAT Analytic과 TwinCAT IoT 출시를 통해, BECKHOFF의 제어 시스템은 Industry 4.0과 IoT 구현을 위한 완벽한 연결성을 제공할 수 있게 됐다”고 설명했다.

Condition Monitoring 부스

시각화 소프트웨어 TwinCAT HMI 국내 시장에 최초로 선보여

세 번째 주목할 제품은 TwinCAT HMI다. BECKHOFF는 지난해 간단히 조작가능하고, HMI 스크린을 빠르게 만들 수 있으며, 확장 및 모듈화가 가능한 시각화 소프트웨어인 TwinCAT HMI를 출시했으며, 이번 전시를 통해 역시 국내 시장에 처음으로 선을 보였다. 이 TwinCAT HMI는 마이크로소프트의 Visual Studio에 완벽히 통합되어 있으며, HTML5, JavaScript 기반으로 운영된다. 이를 통해 OS 플랫폼의 독립성을 제공함으로써, 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있다는 것이 특징.

한편, 이번 전시에서 트라이텍이 홍보에 역량을 집중한 제품 가운데 하나는 XTS다. BECHKHOFF는 SPS/IPC/Drives 2015에서 25미터 트랙의 100 개의 무버를 이용한 XTS 데모를 선보인 바 있다. TwinCAT3 에서 XTS 구성을 위한 완벽한 툴을 제공하고 있으며, 멀티코어를 활용하여 XTS 구성의 한계를 극대화했다.

또 함께 선보인 AX8000 시리즈는 극한의 속도제어가 가능하도록 설계된 Multi 축 서보 시스템으로, 멀티코어 ARM 프로세스 기반의 FPGA 기술로 구현되어, TwinCAT3 런타임을 활용해 IEC61131-3 언어는 물론, C++, Matlab/Simulink로 프로그래밍이 가능하며, 1us의 업데이트주기, 16us의 제어주기를 통해 정밀 위치제어를 실현하는 것이 특징. 서보 기술에 FPGA를 활용하는 부분에 주목할 필요가 있다. 이 AX8000 시리즈는 콤팩트한 디자인으로 사이즈가 줄었으며, 확장 가능한 형태로 구성되어, 설치 및 커미셔닝이 간편한 구조로 되어 있다. 또한, OCT(One Cable Technology)를 지원하며, 다양한 Safety 기능을 기본적으로 제공하여 장비의 안전성 확보가 가능해졌다.

스텝모터 및 High-end CNC 등도 소개

트라이텍은 특히 이번 전시기간 동안 상태 모니터링(Condition Monitoring) 기술을 소개해, 눈길을 끌었다.

트라이텍의 장 과장은 “진동을 감지하는 EL3632 터미널은 IPC 및 통신을 이용해 진동값을 계산해서 모터의 상태를 모니터링하고, 고장을 미리 진단해서 다운타임을 줄여주는 어플리케이션에 적용된다”고 설명했다. 이 제품은 글로벌 시장에서 회전 기계의 상태 모니터링 및 오류 검출을 위해 적용된 레퍼런스를 확보하고 있다. IEPE 가속도 센서를 직접 연결할 수 있다.

트라이텍은 이밖에도 Step Motor 및 하이엔드 CNC 등도 함께 전시했다.

EtherCAT P1

현장 인터뷰

“BECKHOFF의 PC 기반 솔루션은 사용자가 효과적으로 Industry 4.0을 구현할 수 있도록 도와줘”

-이번 SEMICON 2016에서 트라이텍 및 ETG가 산업계에 전달하고자 하는 핵심 메시지는 무엇인가?

▲BECKHOFF는 주도적으로 Industry 4.0 기술을 주도하고 있는 기업으로, 지난 하노버박람회 및 SPS/IPC/Drieves 2016을 통해 이러한 BECKHOFF의 기술적 행보가 구체적으로 소개가 됐다. 따라서 BECKHOFF의 국내 대리점인 우리 트라이텍 역시 ‘Industry 4.0 - the next generation of industrial automation’을 테마로 한 전시를 진행하고 있다.

인더스트리 4.0은 IT 기술의 발달에 힘입어, 생산 기기와 생산 제품 간의 소통 체계를 구축해서 전체 생산 과정을 최적화함으로써, 제조업의 효율성을 높이기 위한 목적으로 주창이 됐고, 기술이 구현되어 나가고 있다. BECKHOFF는 PC 기반 제어를 통해 Industry 4.0에 필요한 기술과 제품들을 제공하고 있다.

TwinCAT을 이용한 BECKHOFF의 PC 기반 솔루션은 기존의 제어 프로그램뿐만 아니라, 패턴 인식, Big Data 생성, 전원 모니터링 등과 같은 기술을 통해 사용자가 효과적으로 Industry 4.0을 구현할 수 있도록 도와준다.

-이번 전시에서 홍보에 주력하고 있는 데모장비로는 어떤 것이 있나?

▲Condition Monitoring과 XTS, 이 두 가지 솔루션을 알리는데 역량을 집중한 전시가 진행되고 있다.

이번 전시회에서 구현한 상태 모니터링은 모터의 진동을 모니터링하는 진동 모니터링 데모로서, 가속센서의 값을 입력 받을 수 있는 IEPE 터미널인 EL3632 모듈을 이용하여, 모터의 진동을 측정하고, 측정된 데이터를 TwinCAT CML(Condition Monitoring Library)을 이용하여 분석하게 된다. 전용 계측기가 아닌 PC 기반 제어 시스템으로 이루어지기 때문에, 제어시스템과의 통합 및 유용성이 대단히 뛰어난 것이 장점이다. 실제로 이번 전시를 통해, 모터를 생산하는 여러 회사와 장비의 진동 측정이 필요한 방문객들의 호응을 얻었다.

또, XTS는 생산 제품의 종류, 크기 및 이송 간격에 매우 자유롭기 때문에, 생산 제품의 변경 작업과 안전화 시간을 최소로 줄일 수 있다. 따라서 XTS는 향후 소량, 다품종화 되는 패키징 분야에서 최고의 솔루션으로 부상할 것으로 예상된다. 현재 전시회를 통해 소개되고 있는 XTS 데모는 실제 유용성에 비해 단조롭게 시현이 되고 있다.

그러나 독일에서 개최된 SPS/IPC/Drives 2016에서는 단일 직선이 아닌, 곡면으로 구성된 XTS가 50개 이상의 무버를 이용해 여러 가지 제품을 이송하는 데모를 비롯해서, 델타로봇 및 다관절 로봇이 XTS와 연동되어 캔을 비롯한 다양한 제품을 이송하는 데모가 시현되면서, 참관객들의 많은 관심을 끌어 모았다. YouTube의 BECKHOFF 채널에서 XTS의 여러 데모 및 어플리케이션 구현 사례를 확인할 수 있다. 그 동영상을 꼭 보길 희망한다.

-XTS는 Industry 4.0이 추구하는 콘셉트를 어떻게 구현하나?

▲XTS는 하나의 서클 안에서 움직일 수 있는 드라이브 시스템으로, 품질 및 성능이 입증된 로터리 및 리니어 드라이브 시스템의 이점들을 결합했으며, 전형적인 리니어 모터 원리를 확장한 시스템이다. XTS 모터는 구동부와 피드백 측정 모듈이 하나의 어셈블리 안에 완벽하게 통합되어 있고, 하나 이상의 무버는 임의의 경로 상에서 최대 4m/s 속도로 이동이 가능하며, 최대 100N의 힘을 발휘할 수 있다. 이러한 XTS는 PC와 EtherCAT 통신으로 연결되어 있다.

Industry4.0은 얼마나 많은 필드 데이터를 획득할 수 있느냐가 가장 기본적인 요건이라고 할 수 있다. 에너지 사용량, 운영 정보 및 디바이스의 상태 등이 필드 데이터에 속한다고 할 수 있는데, 이러한 정보들이 어떠한 추가적인 디바이스 없이 산업용 이더넷인 EtherCAT을 통해 100us의 사이클 주기로 획득되며, 이 정보는 곧바로 클라우드나 ERP 시스템으로 전송될 수 있다.

-BECKHOFF에서 얘기하는 Scientific Automation은 Condition Monitoring 어플리케이션에서 어떤 이점을 제공하나?

▲Scientific Automation 즉, 과학적 오토메이션은 전통적인 제어의 한계를 넘어서는 엔지니어링 과학의 결과물을 갖는 자동화 소프트웨어의 통합이다. 기존에는 엔지니어가 경험을 통해서만 획득할 수 있는 정보들을 보다 과학적으로 분석하여, 설비의 문제점을 파악할 수 있도록 신호의 획득뿐만 아니라, 획득된 신호를 분석할 수 있도록 완벽한 제어 소프트웨어 툴을 제공한다는데 이점이 있다.

이를 위해서는 완벽한 리얼타임 제어 소프트웨어인 TwinCAT(50us)과 보다 많은 양의 필드 데이터를 획득할 수 있는 통신인 EtherCAT이 필요하며, 다양한 신호 입력을 획득할 수 있는 입력 모듈인 Condition Monitoring Module이 필요하게 된다. 이 모든 구성은 BECKHOFF PC 기반 제어 솔루션을 통해 구현할 수 있다.

-반도체 및 디스플레이 업계에서 최근 대두되고 있는 고객 요구사항으로는 어떤 것이 있으며, 이에 대한 BECKHOFF의 대응전략은 무엇인가?

▲반도체 및 디스플레이 업계에서는 Industry 4.0과 같은 스마트 공장이라는 트렌드에 발맞춰, 보다 많은 설비 데이터를 빠르고 정확한 시간 내에 업데이트 하고자 한다. 업데이트 된 데이터는 설비 운영자나 결정자들이 분석하고 생산량을 조절할 수 있는 기초 데이터로 사용된다.

이러한 요구사항에 대응하기 위해 업계에서 이미 다양한 움직임을 보이고 있는데, 그 중 가장 눈에 띄는 것은 통신 시스템의 변화이다. 기존에는 DeviceNet 통신을 많이 사용하였으나, 이는 설비의 대형화와 보다 많은 데이터를 빠른 시간 내에 업데이트하기에는 부족함이 있다.

이러한 문제점을 BECKHOFF는 EtherCAT 통신시스템을 기반으로 한 PC 기반 제어 솔루션으로 완벽하게 대응할 수 있다. 실시간 제어 소프트웨어인 TwinCAT과 설비의 각종 신호처리와 에너지 및 진동 측정, 안전 네트워크 솔루션을 제공하는 입출력 모듈을 함께 제공하고 있으며, PC 플랫폼을 기반으로 하는 TwinCAT과 입출력 모듈의 통신인 EtherCAT을 이용하여 보다 많은 데이터를 획득하고 실시간으로 처리할 수 있도록 도와준다.

문제는 BECKHOFF 시스템이 가지고 있는 강점들이 국내 산업 현장에 많이 알려지지 않았거나, 잘못된 정보들로 인해 고객의 선택에서 제외되는 것인데, 앞으로는 시장에 좀 더 친숙하고 적용 범위를 넓힐 수 있도록 국내에서도 다양한 마케팅 활동을 펼치고자 한다.

-올 2016년 전 세계 및 국내 모션 컨트롤 시장 전망을 어떻게 하나?

▲세계 경제의 불확실성이 높아지면서, 국내 반도체 및 디스플레이 회사의 투자 규모가 상당 부분 축소될 수 있다는 전망이 매우 높다. 지난해 투자 발표가 이어지긴 했지만, 설비투자가 주를 이루고 있기 때문에, 모션 컨트롤 업체들이 수혜를 입을 지는 확실치 않다.

국내의 많은 업체들이 올해 10~20% 의 마이너스 성장을 이룰 것 같다는 전망을 내 놓고 있다. 실제로 1월 매출을 비교해 보면 이러한 전망이 틀리진 않은 것 같다. 힘든 한 해가 될 것으로 예상된다.

-BECKHOFF에서 새롭게 선보일 기술이나 추가될 기능으로는 어떤 것이 있나?

▲IoT 솔루션과 TwinCAT HMI를 들 수 있다.

우선, IoT 솔루션으로는 TwinCAT Analytics과 TwinCAT IoT의 두 가지가 있다.

BECKHOFF에서는 BECKHOFF의 모든 제어 시스템이 마이크로소프트와 아마존 클라우드 및 BECKHOFF 클라우드 등과 같은 클라우드 시스템에 직접 연결될 수 있도록, TwinCAT Analytic, TwinCAT IoT 제품을 출시했다.

AMQP와 같은 표준 통신 프로토콜을 사용하여, 마이크로 소프트의 Azure나 아마존의 AWS와 같은 공용 클라우드 서비스와 대화할 수 있게 됐다. 예를 들면, TwinCAT Analytics는 장비에서 각 태스크 사이클마다 현재 상태를 데이터베이스에 저장할 수 있게 됐고, TwinCAT IoT 통신 프로토콜에 의해 데이터를 클라우드 시스템에 넣을 수 있다. 이후에는 클라우드 시스템을 통해 몇 가지 가능성을 제공하게 되는데, 예를 들자면, TwinCAT Analytics PLC 라이브러리에서 온라인 또는 오프라인으로 장비의 상태 분석이 가능해 진다.

이를 통해, BECKHOFF의 제어 시스템은Industry 4.0과 IoT 구현을 위한 완벽한 연결성을 제공할 수 있다.

한편, TwinCAT HMI는 BECKHOFF에서 새롭게 출시하는 시각화 소프트웨어로서, 아주 간단히 조작할 수 있고, HMI 스크린을 빠르게 만들 수 있으며, 또한, 확장 및 모듈화가 가능하다. 이 TwinCAT HMI는 마이크로소프트의 Visual Studio에 완벽히 통합되어 있으며, HTML5, JavaScript를 기반으로 운영된다. OS 플랫폼의 독립성을 제공함으로써, 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있다는 점도 특징이다.

임베디드 PC

산업용 PC