리모트 I/O, 독립된 시스템으로 진화할 것!

최근 리모트 I/O는 산업용 이더넷의 발전과 함께 빠른 진보를 보이고 있다. 반도체 및 LCD 분야는 물론 조선을 비롯한 태양열 발전 등의 최첨단 분야에서 리모트 I/O는 입지를 넓혀가고 있다. 단순한 데이터 수집을 위한 부속품이 아닌 하나의 시스템으로 다양한 어플리케이션에서 적용되고 있는 것. 특히 현장에 가장 인접한 위치에서 모든 데이터를 수집하고 상황을 인식함과 동시에 돌발적인 에러까지 대처하는 세이프티 기능을 갖춰 나가고 있다.
글·이진수 기자(LJS@motioncontrol.co.kr)

공장 자동화 시스템이 발전되면서 상위 레벨에서 처리해야 할 데이터의 양은 점점 증가되고 있다. 따라서 보다 정확하고 세밀한 정보를 수집하기 위해서 과거에는 사용하지 않았던 다양한 데이터들까지 사용되고 있다. 이런 데이터들을 수집하기 위해 리모트 I/O와 주변기기들이 계속 증가되고 있는 상황이다.
리모트 I/O 시장의 꾸준한 성장을 예상하는 피닉스컨택트 마케팅팀의 이건희는 “PLC와 DCS의 성능이 점점 좋아지고 가격은 저렴해지면서 서로의 영역을 넘어선 경쟁을 하고 있지만 이들과 함께 사용되는 리모트 I/O는 컨트롤러와 상관없이 사용되기 때문에 리모트 I/O의 전망은 컨트롤러 시장보다 더 밝다고 본다.”고 전했다.
리모트 I/O의 꾸준한 성장세를 기록하는 이유로 지멘스의 온현정 과장은 현장의 자동화가 많이 구축되고 있는 상황을 짚었다. 예전에는 수동으로 처리하던 사항들이 자동화가 이뤄지면서 작업현장과 시스템을 연결하기 위해 리모트 I/O가 많이 사용되고 있다는 것.

한국NI의 CompactRIO와 FieldPoint

업체마다 시스템을 설계할 때, 메인으로 사용하는 PLC나 DCS 제품이 있다. 이를 다른 업체의 제품으로 교체하는 일은 시간과 비용의 문제뿐만 아니라 편의성 등의 익숙함 때문이라도 쉽게 바꾸지는 못한다. 이와는 달리, 리모트 IO의 경우 최근에는 원가절감이나 유저가 원하는 통신 프로토콜 또는 제품의 장점 등을 보고 교체하는 경우가 생기고 있다. 이런 상황으로 리모트 I/O 시장은 점점 커지고 업체들간의 경쟁은 치열해지고 있는 상황이다.
트라이텍의 이명복 과장은 “과거에는 일반적으로 PLC 및 DCS 시스템에서는 제어기가 결정되면, 모든 I/O는 자연스레 제어기 벤더에 의해 결정되었으며, 이는 구매의 간단함 및 제품의 신뢰성뿐만 아니라 호환성 등에 대한 이점을 고려한 결정”이라며, “그러나 최근에는 고객들의 다양한 요구에 의해 현재는 제어기와 I/O 를 별도의 시스템으로 분리하여 설계되는 경우가 많아지고 있다.”고 설명했다.
또한 그는 “이러한 리모트 I/O 시장상황을 고려하여 미국의 산업 자동화 리서치 업체인 VDC(Venture Development Corporation)는 이미 2005년에는 3,1888.8 Million 달러, 2010년 4,256.5 Million 달러가 될 것으로 예상하고 있다.”고 덧붙였다.

지멘스의 Simatic ET200pro

산업용 네트워크의 발전
다양한 어플리케이션 적용

기존 필드버스 통신 시스템에서 점차적으로 적용되던 리모트 I/O는 산업용 이더넷의 발전과 함께 매우 빠른 속도로 진보하고 있다. 산업용 이더넷이 발전하면서 산업 네트워크 계층에서 언제나 별개로 구성되던 디바이스 계층의 리모트 I/O를 기존 IT 계층에 얼마나 최적화하여 통합할 수 있는지에 대한 논의가 활발히 이루어지고 있다. VDC(Venture Development Corporation)에 의하면, 2010년에는 이더넷 기반의 리모트 I/O가 전체 I/O 시장에서 20%를 넘길 것으로 예상된다.
리모트 I/O가 산업용 이더넷에 힘입어 산업 네트워크 계층간 수직적 통합을 이루게 되었다. 디바이스 계층의 모든 데이터를 IT 계층으로 전달함으로써 통합적인 통신 시스템 구현을 가능하게 한다. 산업용 이더넷과의 시너지 효과로 리모트 I/O는 다양한 어플리케이션에서의 활용이 검토되고 있으며, I/O 시장의 새로운 이슈로 떠오르고 있다.
ARC 의하면, 산업용 이더넷 프로토콜에 관한 조사에서 응답자 중 63%가 I/O 레벨에서 이더넷을 사용하고 있다. ARC는 2007년 1million 노드 이상이 설치되었는데, 2012은 2007년에 비해 3배가 증가할 것을 전망하고 있다.
피닉스컨택트의 이건희는 “산업용 이더넷이 발전하면서 필드버스 보다 더 광범위한 분산제어와 대용량 데이터 전송이 가능해졌다.”며, “기존 필드버스가 가지지 못한 확장성을 통해 리피터 등 없이 더 넓은 지역에 대한 분산 제어를 할 수 있게 되었고, 보다 많은 데이터를 처리함으로써 사용되는 리모트 I/O 모듈 수는 더욱 증가하게 될 것으로 보인다.”고 예상했다.

트라이텍의 Beckhoff 리모트 I/O

광범위한 적용 분야로
시장창출 가능성 많아

리모트 I/O는 어느 특정한 분야에서 많이 활용이 된다고 보기는 힘들다. 일반적인 생산 자동화 분야에서는 단순한 모니터링 시스템에서부터 조선, 반도체, 제지 등 다양한 제어 시스템까지 모든 분야에 걸쳐 사용되기 때문에 특정한 분야를 선정하기는 쉽지가 않다. 이런 리모트 I/O 시장의 특징은 광범위한 분야로 적용이 가능해 성장할 수 있는 잠재력은 매우 크다.
지난해 리모트 I/O 시장의 특징 중 특히 주목할 점은 선박분야에서 리모트 I/O의 수요가 활성화되는 계기가 마련됐다는 것이다. 관련 업계에서는 현재 주로 선박의 메인 라인보다는 서브라인에 리모트 I/O가 적용이 되고 있는데 차츰 이 선박분야가 리모트 I/O의 대형 수요처로 자리 잡을 것으로 예상하고 있다.
트라이텍의 이명복 과장은 “현재는 반도체 및 LCD 업체에서 리모트 I/O를 가장 많이 활용되고 있다. 이들 장비가 시장상황에 매우 민감한 분야이기 때문에 보수적인 경향이 있는 조선, 화학 등의 시장보다는 많이 활용되는 것으로 본다.”며, “그러나 향후에는 세계적으로 가장 많은 시장 점유율을 자랑하고 있는 조선업계 역시 중요한 시장으로 판단되고 있으며, 특히 대체 에너지 산업에 많이 활용될 것으로 예상된다. 최근 대체 에너지 개발에 더더욱 관심이 높아지고 있는 추세임을 감안하면 태양전지와 풍력에너지가 대표적인 예라 할 수 있다.”고 말했다.
한국내쇼날인스트루먼트의 윤동원 마케팅 매니저 또한 태양광 발전소에 리모트 I/O가 최근에 많이 활용되고 있으며, 실제로 국내 태양광 발전소에 자사의 PAC 제품과 리모트 I/O를 활용해 시스템을 구축한 사례가 있다고 전했다.
태양열 발전소와 풍력 발전소에 리모트 I/O를 많이 활용되고 각광받는 이유로 넓은 지역에 걸쳐 데이터를 수집해야 하는 것과 다른 시스템 제어와는 상대적으로 빠른 시간에 처리할 필요성이 적어 리모트 I/O를 적극 활용하는 것이 비용절감의 측면에서 큰 효과를 가져오기 때문이라고 설명했다. 특히 내쇼날인스트루먼트는 전통적인 PLC 회사와는 달리 아날로그 기술에 기반을 둔 회사이기 때문에 아날로그 I/O를 많이 사용하는 이런 시스템에서는 많은 이점을 제공하고 있다고 강조했다.

피닉스컨택의 Inline과 Fieldline

사용자의 고려사항은
확장성과 세이프티 기능

이렇듯 리모트 I/O 시장의 꾸준한 성장과 새로운 어플리케이션으로의 성장 가능성은 리모트 I/O 제품의 차별화된 성능을 요구하고 있다. 기존 시스템에서의 리모트 I/O는 제어기에서 요구하는 현장의 데이터 값들을 전달하는 수준으로 시장에 나왔던 리모트 I/O들의 기본적인 기능들을 살펴보면 어느 제품이 좋다고 쉽게 말할 수 없었다.
지멘스의 온현정 과장은 “과거와는 달리 지금의 리모트 I/O 제품은 사이즈가 작아지고 다양한 종류의 모듈이 생산되고 있다. 산업용 이더넷의 발전은 데이터 통신 거리를 증가시키고 데이터 통신을 위한 많은 접점 수를 요구하고 있어 리모트 I/O의 모듈당 접점 수가 증가하는 추세”라고 말하며, “특히 현장에 가장 인접한 위치에서 방진, 방수 등의 견고함과 모든 데이터를 수집하고 상황을 인식함과 동시에 돌발적인 에러까지 대처하는 세이프티 기능까지 갖춰나가고 있다.”고 리모트 I/O 제품이 발전하는 추세를 설명했다.
이를 위해 지멘스에서는 모듈당 64점의 접점을 제공하는 제품을 제공하고 있다. 지멘스의 대표적인 리모트 I/O 제품은 Simatic ET200pro는 높은 수준의 IP65/67 보호등급(방수, 방진, 진동, 작동온도 -25°~55°), ERP 레벨에서 필드 레벨에 이르는 통신의 통합, 안전을 위한 Fail-Safe 통신과 진단 등의 탁월한 성능을 갖추고 있다.
피닉스컨택트의 주력 제품은 컨트롤 캐비닛 안에 들어가는 IP20 제품과 외부 노출형 IP67 제품 그리고 무선 리모트 I/O 제품이 있다. IP20 리모트 I/O 자체가 터미널 블록의 기능을 가짐으로써 컨트롤 캐비닛이 작아질 수 있고 모듈타입의 이점을 제공한다. IP67 제품운 일반 산업 어플리케이션에서부터 매우 열악한 환경의 자동차 용접 어플리케이션에서도 사용이 가능한 제품으로 구성되어 있다.
폭넓은 확장성과 호환성을 지닌 제품으로 피닉스컨택트는 다양한 분야에서 유저가 원하는 사양에 맞춰서 유저 맞춤식 솔루션을 제공할 예정이며, 상위 컨트롤러부터 리모트 I/O 그리고 이더넷 인터페이스 모두를 이중화하는 솔루션 등 안정적이고 혁신적인 솔루션을 집중 소개할 계획이다
독일 Beckhoff의 I/O를 제공하고 있는 트라이텍은 Beckhoff의 EtherCAT을 중심으로 산업용 이더넷과 PC 기반 제어시스템을 이끌기 위해 이끌기 위해 다양한 제품군으로 고객들의 요구에 대응하며, 기존 필드버스를 사용하는 고객에 요구에도 부응하고 있다.
Beckhoff는 기존 I/O 모듈을 그대로 사용하면서 통신만을 EtherCAT으로 변경할 수 있어 기존 투자를 안전하게 보호하는 BK1120 제품을 선보였다. 일반 TCP/IP 제품뿐만 아니라 Ether- CAT, ProfiNet, Ethernet/IP, ModbusTCP 등 산업용 이더넷 제품이 완벽하게 구성되어 있다. 이러한 강점으로 다양한 어플리케이션에서 적용을 검토하고 있다. 또한 EN61505, EN954, ISO13849 등의 세이프티 표준에 대응하는 제품 라인업을 구축하고 있다.