EtherCAT의 성장은 중단 없이 계속되고 있다! - 스페셜리포트

Martin Rostan ETG 협회장은 EtherCAT은 올해 6월 말 기준으로 75개국에서 7,777개의 회원사를 확보하면서, EtherCAT 테크놀로지 그룹(ETG)은 세계 최대의 필드버스 사용자 협회임을 입증했다고 역설했다.. © ETG Office Korea

제13회 ETG Member Meeting Korea( ETG멤버미팅코리아 )가 7월 3일 포포인츠 바이 쉐라톤 서울 구로호텔에서 개최됐다.

이번 행사는 국내 ETG 회원사 50개 업체, 130여 명이 참석한 가운데, ETG 협회장 Martin Rostan의 발표를 통해 글로벌 ETG 뉴스, 새로운 EtherCAT 애플리케이션 사례, EtherCAT 기술 업데이트 등이 공유됐다.

이날 발표를 맡은 ETG 협회장 Martin 씨는 EtherCAT은 올해 6월 말 기준으로 75개국에서 7,777개의 회원사를 확보하면서, EtherCAT 테크놀로지 그룹(ETG)은 세계 최대의 필드버스 사용자 협회일 뿐만 아니라, 가장 빠르게 성장하는 협회임을 다시 한번 입증했다고 말하는 한편, EtherCAT은 성능이 탁월하고 사용하기 쉬우며, 비용 효율적인 요인으로 인해 대부분의 아시아 제어 제조업체가 선택하는 시스템 버스가 됐다고 강조했다.

이번 행사에서는 삼성전자 김태민 수석과 다인큐브 김근연 대표, 한국훼스토 Martin Ehrle 임베디드 소프트웨어 개발 총괄, 이현아 제품 매니저가 EtherCAT 적용 사례를 발표하면서, 다양한 산업에서 EtherCAT이 활용되는 사례가 소개됐다.

본격적인 발표에 앞서 ETG Office Korea 문용선 협회장은 인사말을 통해 EtherCAT은 20년이 됐다고 말하고, 최근 몇 년 동안 스마트 공장이 대단한 붐을 이루었지만, 지금은 스마트 공장 개념보다는 어떻게 공장을 자동화, 인공지능화해 나갈 것인가 하는 개념으로 AI가 좀 더 앞서 있는 것 같다고 패러다임의 변화를 짚었다.

문 협회장은 이처럼 패러다임이 바뀌고 있는데, “왜 우리는 EtherCAT을 해야 하는가?”라는 질문에 대해 인간에게 두뇌가 있는 이유는 움직이기 위해서이고, 움직이는 것은 모션(Motion), 모션하면 EtherCAT, 두뇌는 인공지능이라고 할 때 산업계가 인공지능화해 나가기 위해서는 EtherCAT을 사용해 모션 관련 산업에서 좋은 시스템을 구축해야 한다고 역설했다.

ETG Office Korea 문용선 협회장은 지금은 스마트 공장 개념보다는 어떻게 공장을 자동화, 인공지능화해나갈 것인가 하는 개념으로 AI가 좀 더 앞서 있는 것 같다고 패러다임의 변화를 짚었다. © ETG Office Korea

이어서 ETG Office Korea의 정명오 부장이 ETG Office Korea의 활동에 대한 발표를 진행했다.

ETG Office Korea는 2003년부터 멤버를 모집하기 시작해서 국내에서 올 6월까지 461개의 회원사가 활동을 하고 있다. EtherCAT 제품을 개발하고 서비스하고 있는 밴더사가 전체 회원사의 38%, 장비제조사 및 SI 업체들이 각각 18%, 12%를 차지하고 있다.

ETG Office Korea는 여러 가지 이벤트와 교육을 진행하고 있다. EtherCAT SubDevice 개발자를 대상으로 이론과 실습을 포함한 교육을 진행하고 있으며, 네이버 카페를 비롯한, 링크드인, 트레이드 매거진 등 온라인 활동도 전개하고 있다.

회원사들의 개발에 관련한 지식과 제품의 안정화를 위해서 멤버미팅을 연 1회 진행하고 있으며, 1년에 1회 로드쇼, 개발제품에 대한 퍼포먼스 테스트나 호환성 테스트를 위해 개발자들에 대한 플러그 테스트를 2년마다 1회 진행하고 있고, EtherCAT International Technology Week (ITW) Korea라고 해서 EtherCAT 관련 온라인 특강을 1년에 한 번 진행하는 외에도 로컬 세미나도 진행하고 있다.

공간제약적인 AGV 애플리케이션에서 기존 시스템을 EtherCAT으로 변경한 사례 소개

EtherCAT 애플리케이션이 소개됐다.

AGV는 공간적 제약이 많은 애플리케이션으로, 기존에 해당 고객사에서는 하드웨어 PLC와 터치스크린, 직접 개발한 I/O 모듈로 시스템을 꾸몄는데, 이것을 EtherCAT으로 변경하면서 하드웨어 PLC와 터치스크린은 PC와 모니터가 일체형으로 된 제품으로 변경이 되고, 직접 개발한 I/O 모듈도 슬라이스 타입의 EtherCAT I/O로 변경이 됐다.

이 고객이 EtherCAT 타입으로 변경한 이유는 EtherCAT의 빠른 퍼포먼스나 리얼타임 때문만이 아니라, 공간적인 측면에서도 EtherCAT이 많은 장점을 제공하기 때문이다. EtherCAT은 특별한 스위치가 없이도 EtherCAT 자체만으로 다양한 토폴로지를 구성할 수 있기 때문에, 협소한 공간 내에서 EtherCAT을 활용해 필요한 공간에 분산 I/O를 처리하게 되면 공간적인 효율을 얻을 수 있고, 다른 인프라 구성요소들 필요 없이 EtherCAT 베이직만 가지고도 디지털 인아웃을 구현할 수 있다는 점이 이 고객이 기존 시스템을 EtherCAT으로 변경한 이유다.

EtherCAT을 통해 완전 자동화된 AGV © EtherCAT Technology Group

EtherCAT, 올해 6월말 기준으로 75개국에서 7,777개의 회원사 확보

정 부장에 이어 Martin 협회장이 글로벌 ETG 뉴스와 애플리케이션 사례, EtherCAT 테크놀로지 그룹의 20년에 대한 발표를 진행했다.

EtherCAT은 올해 6월말 기준으로 75개국에서 7,777개의 회원사를 확보하고 있다. 이 가운데 7,500번째 회원사는 박막코팅, 나노입자 등을 공급하는 스웨덴의 Ionautics 사로서, 박막 기술 분야의 혁신적인 공정과 제품의 선구자인 Ionautics는 앞으로 EtherCAT을 중요한 기술로 활용한다는 계획이다.

7,500번째 회원이 가입함으로써 EtherCAT 테크놀로지 그룹은 세계 최대의 필드버스 사용자 협회일 뿐만 아니라, 가장 빠르게 성장하는 협회임을 다시 한번 입증했다. 지난 10년 동안 매년 400개 이상의 새로운 기업 및 기관이 EtherCAT을 선택해, 미래에 유용하게 사용될 기술, 프로세스, 애플리케이션 및 제품을 만들기 위해 ETG에 가입했다.

EtherCAT은 대부분의 아시아 제어 제조업체가 선택하는 시스템 버스

EtherCAT은 유럽에서 먼저 시작됐지만, 지금은 아시아지역의 비중이 늘어나면서 유럽지역과 아시아지역의 비중이 거의 비슷해지고 있다. 앞으로 ETG 내의 회원 비중은 아시아가 더 커질 수도 있다. 미주지역의 비중은 14%로 과거 그대로 유지가 되고 있다고 생각되기 쉽지만, 미주지역도 1,000개 회원사를 넘어서면서 EtherCAT은 미주지역에서도 최대 필드버스 기술이 되고 있다.

아시아에는 3,277개 회원사가 있으며, 이는 유럽 전체와 거의 비슷한 숫자다.

아시아 지역 ETG 멤버 © EtherCAT Technology Group-

Martin 협회장은 EtherCAT은 산업용 이더넷 분야와 필드버스 전체 분야에서 제품의 숫자가 대단히 다양해졌기 때문에, 다른 통신기술들과 비교할 수 없다고 말하고, Safety over EtherCAT의 경우는 60개 밴더가 넘어가고 있으며, 이는 2위의 두 배가 넘는 수치라고 역설했다.

또, EtherCAT은 자동화 기술 분야에서 선도적인 통신기술로 확고히 자리 잡았으며, 성능이 탁월하고, 사용하기 쉬우며, 비용 효율적인 요인으로 인해 대부분의 아시아 제어 제조업체가 선택하는 시스템 버스가 됐다고 강조했다.

EtherCAT 노드 수 7,700만 노드 기록

한편 EtherCAT 노드 수는 작년 말 기준으로 7,700만을 넘어섰다. Martin 협회장은 EtherCAT은 지난 몇 년 사이에 급성장했으며, 제2위 회사보다 1,000만 정도 앞서고 있어 1위의 필드버스로 위치하고 있다고 피력했다.

이 수치는 2023년 판매된 EtherCAT 칩을 기반으로 하며, 개별 I/O 단자용 칩은 포함되지 않는다. 예를 들어, 50개의 EtherCAT 버스 터미널이 있는 I/O 스테이션은 단일 노드로만 계산된다.

EtherCAT은 작년말 기준으로 7700만 노드를 기록했다. 이는 모듈타입 I/O를 포함시키지 않은 수치다. © EtherCAT Technology Group

Martin 협회장은 “2023년에 추가된 새로운 EtherCAT 노드의 수는 인상적이다. 반도체 위기가 끝난 후 칩 판매가 급격히 감소할 것이라고 가정했는데, 이는 모든 사람들이 단기적으로 필요한 것보다 훨씬 더 많은 칩을 비축했기 때문”이라고 설명하고, “특히 지난해에는 시장 전체가 냉각됐음에도 불구하고 EtherCAT의 성장은 중단 없이 계속되고 있다”고 역설했다.

EtherCAT 노드 © EtherCAT Technology Group

ETG는 2023년 11월 14일부터 16일까지 독일 뉘른베르크에서 열린 SPS(Smart Production Solution) 무역 박람회에 참석해, 54개 공동 전시업체의 500개 이상의 EtherCAT 제품을 선보였다.

올해 1월에는 슬로베니아와 크로아티아에서 성공적인 EtherCAT 세미나를 개최했으며, 2024년 5월 허페이, 양저우 및 창저우에서 개최된 중국 EtherCAT Technology Days에는 100명 이상의 엔지니어가 참석했다. 올해 3월에는 5주, 5개 지역에서 EtherCAT International Technology Week(ITW) World Series 2024가 성공적으로 종료되었으며, 거의 1,000명의 참가자가 등록한 유럽, 중국, 미국, 일본 및 한국의 EtherCAT 개발자 커뮤니티 내에서 협업, 지식 교환 및 역학 측면에서 이정표를 구현했다.

또 올해 4월 ‘하노버 산업박람회 2024’에서 55개 공동 전시업체와 함께 EtherCAT 기술을 선보였다.

지난해 북아메리카, 일본, 한국에서 Plug Fest를 진행한 데 이어, 올해 6월 유럽에서 Plug Fest를 진행했다.

2nd Safety over EtherCAT Plug Fest가 올해 12월 독일에서 개최될 예정이며, 올해 싱가포르와 인도네시아, 캐나다, 사우디아라비아, 유나이티드 아랍 에미레이트, 벨지움, 중국, 헝가리에서 EtherCAT 세미나가 진행될 예정이다. 또 북아메리카, 일본에서 Plug Fest를 진행할 계획이다.

EtherCAT, 휴머노이드로봇 의 주된 기술이 되고 있어

새로운 EtherCAT 애플리케이션으로 애질리티 로보틱스(Agility Robotics) 사의 Digit 로봇과 대형 트럭 로봇이 소개됐다.

2023년은 휴머노이드 로봇이 대중 무대에 큰 발걸음을 내디딘 해로서, 모덱스 트레이드 쇼(Modex)에서 Digit은 선반에서 토트백을 집어 들고 컨베이어로 걸어가 토트백을 컨베이어에 올려놓는 능력을 시연했다.

Martin 협회장은 주요 휴머노이드 로봇 생산 업체들은 모두 ETG 회원사들이며, EtherCAT은 현재 이들 로봇에 들어가는 주된 기술이 되고 있다고 설명했다.

애질리티 로보틱스(Agility Robotics)의 Digit. EtherCAT 기술이 탑재되어 있다. © EtherCAT Technology Group -02 PPT 68P 그림 사용

또 한 가지 사례는 컨테이너의 박스를 하역하는 작업을 해주는 Mujin Corp.의 대형 기계(TruckBot)로서, 인터로지틱스월드 즉 모덱스 트레이드 쇼에서 소개된 이 대형 기계에서 EtherCAT이 사용되는 것을 보여줬다. 컨베이어 벨트를 각각 분리해 기계에 갖다 놓기가 쉽지가 않은데, EtherCAT은 제약이 없기 때문에, 큰 기계에도 쉽게 들어가서 제어를 할 수 있다는 것을 보여주는 새로운 애플리케이션이다.

EtherCAT 테크놀로지 그룹의 20년-현재 75개국에서 7,777개의 회원사 보유

2003년 11월 뉘른베르크에서 열린 SPS/IPC/Drives 전시회에서 33명의 창립 멤버와 함께 출범한 EtherCAT Technology Group(ETG)은 창립 20주년을 맞이했다. 초창기부터 협회의 목표는 EtherCAT 기술을 전 세계에 공개하고 홍보하는 것이었다.

ETG 사용자 구성원은 다양한 산업 분야에 분포되어 있으며, 이를 통해 EtherCAT은 광범위한 응용 분야에 최적으로 준비됐다.

ETG는 빠르게 성장하여 세계 최대의 필드버스 협회로 성장했다. 불과 5년 만에 이미 회원 수 1,000명을 넘어섰고, 기업, 대학, 단체 등이 회원으로 가입하고 있다. 2014년에는 3,000명의 회원이 있었고, 2018년에는 이미 5,000명의 회원이 있었으며, 현재 75개국에서 7,777개의 회원사를 보유하고 있으며, 매년 거의 500명의 새로운 회원을 확보하며 빠르게 성장하고 있다.

뉘른베르크에 설립되어 본사를 둔 ETG는 2007년 초에 미국, 중국, 일본, 한국에 지사를 설립했다. 적합성 테스트 센터는 2009년에 문을 열었다. 처음부터 ETG는 무료 워크샵, 소프트웨어 및 기술 구현 지원을 통해 회원을 지원했다. 플러그 페스트(Plug Fests)는 또한 매우 인기가 있는데, 현재까지 ETG는 유럽, 아시아 및 북미에서 장치 상호 운용성을 테스트하기 위해 총 59회의 개발자 회의를 개최했다.

수많은 기술 실무 그룹에서 ETG 회원들은 항상 기술이 이전 장치와 호환되는 방식으로 확장되어야 하지만 버전은 변경되지 않는다는 전제 하에 EtherCAT을 계속 발전시키고 있다. 따라서 EtherCAT은 하나의 버전만 있으며, 오늘날의 장치는 2004년 이후의 시스템에서도 문제없이 사용할 수 있다.

EtherCAT 및 Safety over EtherCAT은 국제 IEC 표준, 중국 및 한국의 국가 표준, 반도체 산업의 SEMI 표준

2005년에는 Safety over EtherCAT이 기술에 추가됐다. 이 확장은 FSoE(Fail Safe over EtherCAT)라고도 하며, IEC 61508 및 IEC 61784의 요구 사항을 충족하고 안전에 중요한 통신을 시스템에 통합하고, 최대 SIL 3의 애플리케이션에 적합하다. Safety over EtherCAT은 또한 안정적이다. 유일한 산업용 이더넷 안전 프로토콜로서, 보다 엄격한 표준의 증가하는 요구 사항을 충족하기 위해 변경할 필요가 없다.

EtherCAT P는 2016년에 도입된 EtherCAT 기술의 확장이다. P는 Power의 약자로, 4선 표준 이더넷 케이블을 데이터뿐만 아니라 전기적으로 절연되고 개별적으로 전환 가능한 24V/3A 공급 장치 2개에도 사용할 수 있다. 여러 EtherCAT 장치를 캐스케이드할 수 있다. 즉, 필드 장치를 연결하고 전원을 공급하는 데 하나의 케이블만 필요하다는 의미다.

EtherCAT G는 견고하고 입증된 100Mbit/s 기술을 대체하지 않고도 EtherCAT의 애플리케이션 스펙트럼을 특히 높은 대역폭 요구사항이 있는 장치로 확장한다.

기술을 개방함으로써, 협회 사양뿐만 아니라 수많은 국내 및 국제표준으로 이어졌다. EtherCAT 및 Safety over EtherCAT은 국제 IEC 표준, 중국 및 한국의 국가 표준, 반도체 산업의 SEMI 표준이며, ETG는 IEC 및 IEEE의 공식 표준화 파트너이다.

협회는 많은 장치 제조업체를 적극적으로 지원할 뿐만 아니라, 전 세계의 세미나 및 전시 부스를 통해 기술을 홍보한다. 현재까지 ETG는 50개국 이상에서 175개의 로드쇼를 개최했으며, 200개 이상의 전시 부스에서 기술을 선보였다.

2023년, 기술 20주년을 기념하기 위해 EtherCAT Technology Group은 처음으로 노드 수치를 발표했다. 버스 터미널과 같은 모듈식 장치를 제외하고, 2022년 말까지 거의 6천만 개의 EtherCAT 칩이 판매되었으며, 다중 프로토콜 칩은 EtherCAT 시장 점유율에 따라서만 계산된다.

IEC가 수년간 IEC에 헌신한 공로로 Beckhoff의 Karl Weber에게 권위 있는 ‘1906’ 상 수여

IEC(국제전기기술위원회)는 수년간 IEC에 헌신한 공로로 Beckhoff의 Karl Weber 씨에게 권위 있는 ‘1906상’을 수여했다. 어워드의 이름은 IEC가 창립된 해를 기념한다. 인증서에 표시된 선택 이유는 IEC 필드버스 표준에 대한 그의 귀중한 기여를 반영한다.

IEC는 “IEC TC 65/SC 65C/WG 9 및 그 전신 WG의 뛰어난 생산성을 자랑하는 회원으로서 20년 넘게 기여한 공로를 인정합니다. 그는 현재 필드버스 시리즈에 참여하는 대부분의 기술에 대한 물리적 계층 사양을 하나의 거대한 문서로 통합하는 필드버스 부분이자 IEC 61158-2의 가장 어려운 부분 중 하나인 필드버스 부분의 편집자 역할을 훌륭하게 수행하고 있습니다.”라고 수상 이유를 밝히고 있다.

다인큐브 김근연 대표, Safety device 개발을 위한 FSoE 개발 방법 발표

Martin 협회장에 이어 다인큐브 김근연 대표가 세이프티 디바이스 개발을 위한 FSoE 개발 방법론과 적합성 테스트를 주제로, 세이프티 디바이스 개발을 위한 FSoE 관련 내용과 적합성 테스트를 어떻게 하는지에 대한 발표를 진행했다.

FSoE(FailSafe over EtherCAT)란 산업용 안전신호를 EtherCAT 통신에 올려서 통신으로 제어할 수 있도록 인증받은 프로토콜이다.

이 발표에서는 로봇안전 인증, 구현할 시스템과 FSoE 필요성, FSoE 프로토콜, FSoE 코드 구조, IPC를 활용한 CPU 이중화, EtherCAT 슬레이브의 PDO Entry 구조/ FSoE Frame 구조, 구현할 시스템 구성도, FSoE 마스터 & 슬레이브 간 통신 전송, EtherCAT 마스터의 Application에서 작업해야 하는 내용, TI 28388D에 FSoE Sample code 이식과정에서 이슈사항 등이 다뤄졌다.

다인큐브는 티치 펜던트, 로봇 모션 컨트롤러 및 안전 컨트롤러(안전 PLC) 등 산업용 로봇 컨트롤러의 3가지 필수 부품을 공급하고 있다. 다인큐브는 사용자에게 더 안전하고 효율적이며 편리한 EtherCAT을 기반으로 모션 컨트롤러를 개발했으며, 국내외 시장에서 다양한 산업용 로봇 및 장비를 사용하는 기업에 2,000대 이상을 공급하고 있다.

이날 행사에서는 로봇 모션 컨트롤러 코어콘(coreCon)을 비롯해서, 반도체 공정에 최적화된 코어TM(coreTM), 로봇 시뮬레이터 코어심(coreSim)이 소개됐다.

한국훼스토, 공압 제어와 EtherCAT을 결합한 기술적 시너지 극대화 사례 소개

이어 한국훼스토에서 공압 제어와 EtherCAT을 결합해 기술적 시너지를 극대화한 사례를 소개했다. 공압 제어 임베디드 소프트웨어 개발 총괄인 마틴 에를레(Martin Ehrle) 씨와 공압 제어 제품 개발을 맡고 있는 이현아 제품 매니저가 발표를 진행했다.

기존의 EtherCAT은 모터 컨트롤러와 함께 널리 사용되었는데, 훼스토는 공압 제어와 EtherCAT을 결합해 기술적 시너지를 극대화한 것이 특징이다. 높은 정밀도와 빠른 제어, 낮은 전력 소비와 같은 피에조(Piezo) 기술의 장점이 EtherCAT의 장점인 빠르고 효율적인 데이터 전송과 실시간 제어 가능성 등과 결합해 더욱 뛰어난 성능을 발휘한다.

특히 훼스토는 최근 EtherCAT 기반의 초정밀 압력 제어 밸브 터미널 ‘VTEP’을 출시했는데, 이 제품은 13개의 압력 센서 동기화 읽기 및 10개의 압력 컨트롤러 계산을 가능하게 해, 실시간 제어와 상세한 오류 처리 및 EtherCAT 진단 기능을 제공, 산업 공정의 디지털화를 가능하게 한다.

VTEP의 연구 개발에 초기 단계부터 참여한 바 있는 마틴 에를레 임베디드 소프트웨어 개발 총괄은, “공압 제어 기술과 EtherCAT의 기술적 시너지는 제조 공정의 생산성을 향상시킬 뿐 아니라, 다양한 산업에서 디지털화와 효율성을 극대화하는 데 기여할 것”이라고 밝혔다.

이현아 제품 매니저는 “특히 반도체 시장에서 EtherCAT의 성장이 두드러지고 있는 현 시점에서, 반도체 산업의 세계적인 트렌드를 선도하는 한국에서 공압과 EtherCAT의 확장은 더욱 가속화될 것으로 보이며, 훼스토의 혁신적인 공압 제어 기술은 시장의 니즈를 충족하는 다양한 솔루션을 제공할 것이다”고 말했다.

삼성전자, 삼성에서 SEMI TWG 사양을 사용하는 방법에 대한 발표 진행

이어 삼성전자 김태민 수석이 삼성에서 SEMI TWG 사양을 사용하는 방법에 대한 발표를 진행했다.

ETG Technical Working Groups 업데이트 내용 소개

김 수석에 이어 Martin 협회장이 각 기술 위원회에 대한 업데이트 내용을 소개하며, Semiconductor Technical Working Group에 대한 일반적인 내용을 발표했다.

2011년에 설립된 Semiconductor Technical Working Group의 목표는 반도체 산업을 위한 EtherCAT 표준을 개발하는 것이다. 기본 기술, 즉 통신의 방법은 당연히 변경되지 않지만, 장치 프로파일은 질량 유량 컨트롤러, 고진공 펌프, 플라즈마 및 고주파 발생기와 같은 산업별 장치에 대한 ‘대상’을 정의한다. 이를 위해 실무 그룹은 일 년에 두 번 만나 며칠 동안 회의를 진행한다. 팬데믹 이후 캘리포니아의 실리콘 밸리와 온라인을 번갈아 가며 진행된 이 회의에는 정기적으로 50-80명의 전문가가 참석한다. 여기에는 장치 공급업체와 반도체 생산 장비 제조업체가 모두 포함되며, 이들의 고객인 칩 제조업체도 지속적으로 참석한다. 따라서 실무 그룹은 전체 공급망을 포괄하고 개발된 사양이 공급업체와 고객 모두의 요구 사항을 충족하는지 확인한다.