산업 제어 시스템을 무선으로 전환

많은 산업 및 제조 회사에서 내부 프로세스를 개선하기 위해 센서 데이터 및 컨트롤러 시스템용 무선 네트워크를 통합하기 시작했습니다. 발전소에서 정유 공장, 모든 유형의 제조 시설에 이르기까지 산업 제어 시스템(ICS)을 통해 더 많은 공장을 더 높은 효율로 운영할 수 있습니다.

WLAN(무선 근거리 통신망) 기술 및 센서 및 제어 유형 기술을 포함하여 플랜트 메커니즘과 통합하기 위해 개조할 수 있는 몇 가지 다른 유형의 무선 기술이 있습니다. 공장 내의 센서와 컨트롤러를 사물 인터넷에 연결하는 것을 산업용 IoT 또는 IIoT라고 합니다.

이 기사에서는 IIoT를 검토하고, 무선 산업용 제어 시스템을 통합할 때 조직이 직면할 수 있는 문제에 대해 논의하고, 산업용 IoT의 이점을 살펴보겠습니다. 살펴보겠습니다.

산업 IoT(IIoT)란 무엇입니까?

사물 인터넷은 크게 소비자, M2M 및 산업의 세 가지 범주로 구성할 수 있습니다.

소비자 IoT 사물, 센서, 가전 제품, 전화, HVAC 시스템 및 기타 무선으로 연결된 "사물"을 소비자의 삶에 구현합니다. 소비자 IoT 장치는 일반적으로 가정에서 볼 수 있습니다. 인터넷에 연결된 경보 시스템이나 Nest의 스마트 온도 조절기를 생각해 보세요. 이것은 시장의 포화된 영역이며 이 분야의 "대기업"이 소비자 IoT 장치에 참여하고 있습니다.

M2M(Machine-to-Machine) 사물인터넷 일반적으로 셀룰러 연결 장치를 말하지만 산업 응용 프로그램을 포괄하는 더 넓은 용어로도 자주 사용됩니다.

산업용 IoT 무선 기술의 가장 오래된 시장 중 하나입니다. 그러나 운영 기술(OT) 스택이 있는 플랜트에는 종종 "에어 갭" 네트워크가 있어 인터넷에 연결되어 있지 않습니다. 이것은 주로 많은 OT 시스템이 원래 인터넷이 존재하기 전에 만들어졌기 때문에 "석기 시대"에 남아 있기 때문입니다. 물리적인 접근 외에는 접근할 수 없는 시스템은 해킹하기 어렵기 때문에 보안도 한몫한다.

정유 공장에서 산업용 IoT 시스템은 자동 탱크 판독 센서와 같은 단순한 것일 수 있습니다. 이렇게 하면 탱크가 넘치지 않고 탱크 레벨을 수동으로 읽기 위해 직원에게 비용을 지불하는 비용이 절감됩니다(나중에 논의할 내용).

일부 회사는 이러한 프로세스를 폐쇄 루프 산업 제어 시스템에 연결하고 현명하게 만들기 시작했습니다. 산업 프로세스의 자동화를 추진하는 것이 산업용 IoT의 주요 가치입니다. .

산업 IoT를 제어 시스템에 통합할 때의 장점 및 과제

누군가에게는 의외일 수 있지만 일부 조직은 ICS 기술을 선택하고 구현하는 것보다 시스템 및 프로세스에 더 큰 문제가 있습니다. 왜요? 공장에서 "스마트"하게 만들 수 있는 많은 기술이 있지만 이 기술을 하드웨어에 구현하는 것이 항상 쉬운 프로세스는 아닙니다.

산업용 제어 시스템을 무선으로 전환할 때 통합할 기술 유형을 결정하는 것은 중요한 결정입니다. 두 가지 주요 선택은 WLAN(WiFi 유형 기술) 또는 보다 특수하게 제작된 센서 중심 무선 기술입니다. 둘 다 고유한 장점과 단점을 제공합니다.

WLAN 기술

Wi-Fi/WLAN의 장점은 모든 것이 꽤 상호 운용 가능하도록 표준화되어 있다는 것입니다. 대부분의 컴퓨터 기반 제어 시스템은 이미 Wi-Fi 네트워크 연결을 위해 개조(또는 쉽게 장착)되어 있습니다. 공장에 Wi-Fi 네트워크를 배포하고 산업용 제어 시스템을 관리하기 위해 컴퓨터 시스템을 구입하는 경우 IT 문제가 발생할 수 있습니다(컴퓨터와 기계가 서로 통신하는 방식을 파악하는 동안). 그러나 Wi-Fi 상호 운용성 및 표준화 문제가 이미 처리되었기 때문에 기술과의 통합에 큰 어려움이 없을 것입니다.

그러나 Wi-Fi에는 몇 가지 단점이 있습니다. 장거리를 이동해야 하는 데이터 패킷이 있는 경우 Wi-Fi의 제한된 범위가 거래 차단기일 수 있습니다.

센서 중심 무선 기술

산업용 시스템 시장에는 WLAN 기술보다 훨씬 적은 수의 센서 및 컨트롤러 중심 무선 기술이 있지만 여전히 많은 옵션이 있습니다. 센서 수준 기술은 시스템 통합으로 인해 문제가 될 수 있습니다. 즉, 센서가 라디오(MODBUS 등)에 인터페이스하는 방법과 데이터 스트림을 캡처하여 기존 데이터 관리 소프트웨어 시스템으로 다시 라우팅하는 방법입니다.

도전 과제는 실제로 센서, 라디오, 컨트롤러 및 소프트웨어가 모두 응집력 있는 시스템의 일부로 함께 작동하는 시스템 통합 중 하나가 됩니다. 경쟁 프로토콜과 기술의 수를 고려할 때 이 수준의 광범위한 표준화는 향후 10년 동안 일어나지 않을 것입니다.

주의 사항

위의 정보를 바탕으로 산업용 IoT에 대한 투자는 비즈니스 중심의 결정이어야 한다는 것이 분명해야 합니다. 조직은 비용 절감, 특정 효율성 개선 등과 같은 특정 비즈니스 결과를 달성하는 데 도움이 되는 시스템 구축에만 집중해야 합니다.

우리는 IIoT가 기술 때문만이 아니라 인프라와 프로세스로 인해 더 어려워지는 방법에 대해 이야기했습니다. 즉, 초기에 인프라에 대규모 투자를 하라고 조언하지 않습니다. 왜요? 표준과 기술은 항상 변하기 때문입니다.

조직은 첫 번째 단계로 통합하기 쉽고 실제 ROI가 연결된 종단 간(또는 대부분 종단 간) 시스템을 살펴보는 것이 좋습니다. 그렇게 하면 순수한 인프라 투자로 잘못된 기술에 투자하지 않고도 조직의 광범위한 요구 사항에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다.

이는 신속하게 이동하려는 일부 조직에게는 당연히 어려운 일입니다. 그들은 이것이 너무 많은 단계적 접근 방식이라고 생각하고 기업 전체에 대규모 시스템을 구축하기 위해 보다 적극적인 계획을 원할 수 있습니다. 모든 기업은 (언젠가) 공간의 끊임없는 변화와 성장으로 인해 잘못된 독점 기술에 투자할 것임을 명심하십시오.

이러한 종류의 값비싼 실수로부터 자신을 보호하려면 먼저 솔루션과 결과 뒤에 투자하십시오. 그러면 미래를 위한 인프라에 대한 보다 전략적인 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

무선 산업용 제어 시스템의 4가지 작업

앞서 언급했듯이 산업용 IoT의 주요 가치는 산업 프로세스의 자동화를 주도할 수 있는 능력입니다. 효율성을 개선하고 비용을 낮추는 것이 조직의 성공과 수익성을 결정할 수 있기 때문에 조직은 항상 이러한 문제를 조정하고 검토하고 있습니다. 이를 위해서는 이러한 중요한 결과가 어떻게 달성되는지 이해하는 것이 중요합니다. 다음은 조직에서 IIoT를 통합할 때 얻을 수 있는 몇 가지 이점입니다.

1. 과도한 "인력"을 피하십시오.

앞서 언급한 정유 공장을 기억하십니까? 그 예로 돌아가자. 이 유전과 정유 공장은 텍사스 시골에 있으며 탱크를 비워야 하는 시기를 모니터링하기 위해 매일 매시간 오일 레벨을 확인하기 위해 누군가 차를 몰고 가야 합니다. 이것은 중요한 작업이지만 정유소에서 관리하는 데 상당한 비용이 듭니다(예:차량용 휘발유, 개인 급여 등). 따라서 경영진은 매시간 무선으로 레벨을 읽는 무선 산업용 제어 시스템을 추가하기로 결정했습니다. 이제 그들은 인력을 절약하는 보다 효율적인 시스템을 갖게 되었고 결과적으로 수익이 향상되었습니다.

2. 스크랩을 저장합니다.

자산 제어 및 관리는 때때로 분석 또는 비즈니스 운영 문제에 더 가깝지만 스마트 산업 제어 시스템으로 해결할 수 있는 문제입니다. 사람들이 필요하지 않은 부품을 찾고 구매하는 데 소비하는 시간은 적을수록 좋습니다. Link Labs에서 매달 새 드라이버를 구입하는 데 많은 돈을 낭비한다고 가정해 봅시다. 물론, 무선 제어 시스템을 통해 드라이버를 추적하는 것이 지속적으로 교체하는 비용의 가치가 없는 손익분기점은 누구에게나 있습니다. Link Labs와 같은 소규모 조직의 경우 스크루드라이버를 추적하기 위해 이와 같은 시스템을 사용하는 것은 생각하지 않지만 일부 대규모 산업 플랜트의 경우 현명한 "스크랩 절약" 솔루션이 재정적으로 타당합니다.

3. 운영 비용을 절감합니다.

많은 조직이 에너지를 낭비하기 때문에 돈을 낭비합니다. 불이 켜져 있든 필요 없을 때 기계가 작동 중이든 불필요한 전기 사용은 대규모 작업 비용을 크게 증가시킵니다. 다행히도 센서 수준 기술은 이러한 유형의 시나리오에 적합합니다. 예를 들어 건설 회사를 생각해보십시오. 고위 경영진이 사용하지 않을 때 사람이 조작하는 무거운 기계가 모두 켜져 있다는 사실을 깨닫는다면 누군가가 좌석에 앉아 있지 않는 한 기계가 켜지지 않도록 하는 센서 기반 솔루션을 구현할 수 있습니다.

유휴 기계의 연료 및 유지 관리 비용은 특히 대규모 조직에서 매우 빠르게 증가할 수 있습니다. IIoT를 통합하면 대기업 전체에서 프로세스를 개선하는 데 도움이 될 수 있으며, 이를 통해 비용을 절감할 수 있습니다.

4. "완전히 최적화된" 프로세스를 더욱 최적화하세요.

IIoT를 사용하면 수십 년 동안 최적화에 직면한 프로세스에서 마지막 한 푼도 절약할 수 있습니다. 육안으로는 프로세스를 이미 있는 것보다 더 이상 최적화할 수 없는 것처럼 보일 수 있지만 일반적으로 여전히 효율성이 있습니다. 인간은 특정(그리고 제한된) 범위까지만 프로세스를 최적화할 수 있기 때문에 기계 수준의 감지 및 제어로 가져갈 때만 개선할 수 있는 것을 볼 수 있습니다. 센서 기술 산업 제어 시스템을 통해 충분히 가능한 밀리초 수준의 시간을 절약하기 시작하면 대규모 최적화 프로세스에서 "마지막 한 방울을 짜내"실 수 있습니다.

주요 요약

이 기사에서 단 두 가지만 제외한다면 다음과 같이 하십시오.

<올>

다른 곳에서 읽은 내용에도 불구하고 WLAN 네트워크는 무선 산업용 제어 시스템에 사용할 수 있는 유일한 옵션이 아닙니다. 무선 센서 네트워크 및 무선 컨트롤러에 매우 잘 작동할 수 있는 다른 기술이 있습니다(WLAN 기술보다 범위와 성능이 우수함).

무선 솔루션을 계속 사용하기로 결정했다면 시스템 수준의 복잡성을 이해하는 파트너가 있어야 합니다. 마지막으로 원하는 것은 지나치게 복잡하고 불충분한 모드버스를 구입한 다음 시스템이 계획대로 작동하지 않을 때 도움 없이 방치되는 것입니다.