원격 텔레메트리: 성공적인 IIoT 배포의 기초

모든 감시 제어 및 데이터 수집(SCADA) 시스템에서 첫 번째 규칙은 명확합니다: 통신은 실패할 것입니다. 증가하는 데이터 볼륨이 중앙 서버와 중요한 텔레메트리를 전달하는 네트워크 링크 모두에 스트레스를 줍니다.

Ovarro의 아시아 지역 영업 관리자인 Craig Abbot이 원격 텔레메트리 장치(RTU)가 전력, 유틸리티, 방송 및 운송 애플리케이션에서 혼잡을 완화하는 데 왜 필수적인지 설명합니다.

사물인터넷(IoT)은 저비용 센서가 통신 링크를 통해 클라우드 데이터베이스로 보고하여 분석되도록 구상합니다. 더 많은 데이터로 플랜트, 도시, 일상생활을 최적화하는 더 깊은 통찰을 추출하는 것이 목표입니다.

RTU는 수십 년 동안 통신 타워의 전력 소비와 배터리 백업을 모니터링해 왔습니다. Wi-Fi나 5G에 연결된 프로세스 플랜트에서, 서버가 클라우드나 인근 제어실에 있든, RTU는 중요 자산의 데이터를 수집합니다. 그리드 장애가 발생하면 RTU는 운영자가 중단 없는 운영을 모니터링하고 유지할 수 있게 합니다.

RTU는 간단한 원칙으로 작동합니다: 자산 상태를 이해하면 효율적인 관리와 신속한 대응이 가능합니다. 이제 풍력 터빈 타워에 배치되어 소비뿐만 아니라 생산을 모니터링합니다.

각 RTU는 발전 타워에서 필요한 제한된 수의 입출력(I/O) 포인트를 처리하도록 크기가 조정됩니다. 제조업에서 산업용 IoT(IIoT)는 이러한 혜택을 펌프, 밸브, 압축기, 철도 노선, 상수도 시스템으로 확장합니다. 그러나 사이버 보안은 여전히 주요 과제입니다.

사이버 보안과 RTU

많은 산업 애플리케이션은 공공 안전을 다룹니다: 사람이나 유해 물질 수송, 식품, 음료, 의약품 생산. 제어 시스템에 대한 외부 접근은 안전을 해칠 수 있으므로, IoT의 핵심 동인인 개방형 연결성은 견고한 보안과 균형을 이루어야 합니다.

RTU는 원격 현장에서 센서 데이터를 수집하고 즉각적인 자율 응답을 위해 로컬에서 처리합니다. 데이터가 중앙 서버로 전송되어 응답을 기다리는 지연 시간을 제거합니다. 메인 서버와의 링크가 손실되면 RTU는 연장된 기간 동안 로컬 제어를 유지합니다.

데이터 집중기 역할을 하여, RTU는 필수적인 것만 전송함으로써 네트워크 홍수를 방지합니다. 모든 원시 샘플을 메인 서버로 보내면 통신 링크가 빠르게 과부하됩니다.

더 빠르고 낮은 지연 시간의 응답

RTU는 물탱크 수위나 열차 전력선 전압을 초당 여러 번 샘플링하여 알람과 제어에 사용할 수 있지만, 주요 지표(최소, 최대, 평균, 총계, 표준 편차)만 시간당 한 번 전송합니다. 이는 트래픽을 최대 99.9%까지 줄여 제한된 대역폭에서도 통찰을 가능하게 합니다.

오늘날의 RTU는 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)와 유사한 프로세스 제어 알고리즘을 사용합니다. IIoT가 진화함에 따라 이 장치들은 더 정교한 기능을 얻고 있습니다. 예를 들어 Kingfisher CP-35는 1GHz 프로세서에서 Linux를 실행하여 상당한 현장 레벨 처리 능력을 제공합니다. 100대의 그런 RTU 함대는 100GHz의 분산 컴퓨팅을 제공합니다.

SCADA 시스템은 통신 장애를 경험할 수 있으므로, RTU는 데이터를 로컬에 기록해야 합니다. 오프라인 상태에서 수십만에서 수백만 개의 이벤트를 저장하고 연결이 복원되면 업로드합니다. 예를 들어, 100,000개 이벤트는 30개 원격 센서의 시간당 평균 약 140일 분량을 나타냅니다.

IoT에서 엣지 컴퓨터는 데이터를 사전 처리하고 중앙 서버로 전달하기 전에 행동하여, 신속하고 낮은 지연 시간의 결정을 보장하고 백홀 트래픽을 최소화합니다. RTU는 IIoT에서 이 역할을 수행하며, 안전과 보안을 유지하면서 혼잡을 줄입니다.

작성자는 Craig Abbot, Ovarro 아시아 지역 영업 관리자.