산업용 IoT vs SCADA: 우월한 제어 시스템 결정하기

주변 거의 모든 산업이 SCADA(감시 제어 및 데이터 수집) 시스템으로 운영됩니다. 전체 산업 업무가 크게 의존하는 시스템입니다. SCADA는 감독자에게 플랜트 상태 통찰을 주는 자동화 제어 시스템이라 할 수 있습니다. 수처리, 폐수, 전력, 오일·가스, 제조, 식품 생산 등 거의 모든 산업 분야에서 제어실에서 플랜트 전체에 접근하는 데 사용됩니다. SCADA와 그 역사를 더 알아보겠습니다.

SCADA 이전, 산업혁명은 3단계로 접어들며 부분 자동화로 급격한 전환을 맞았습니다. 산업계는 메모리 프로그래머블 제어기와 컴퓨터를 사용했습니다. 이 혁명에서 인터넷은 우리 주변 모든 것에 대한 주요 돌파구로 등장했습니다. 컴퓨터와 소프트웨어 발명은 혁명적이었고 작업 자동화, 즉 지능형 자동화로 이어졌습니다.

SCADA 시스템은 소프트웨어와 하드웨어로 구성된 감시 제어 및 데이터 수집 시스템으로, 산업체가 로컬과 원격 위치 모두에서 공정을 제어할 수 있게 합니다. 수처리, 폐수 시스템, 전력, 오일·가스, 제조, 식품 생산 등 많은 산업이 SCADA 시스템으로 실시간 데이터를 수집·모니터링·처리합니다. 또한 SCADA 도입으로 밸브, 펌프, 모터 같은 디바이스와 직접 상호작용하며 산업 공정 관리가 훨씬 간편해졌습니다. SCADA는 개발, 제조, 생산, 가공 등 모든 부문에서 산업 설비 모니터링·제어를 도왔습니다. 기본 SCADA 시스템 구성 요소:

• 휴먼 머신 인터페이스(HMI)
• 감시 시스템
• 원격 단말 장치(RTU)
• 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)
• 통신 인프라
• SCADA 프로그래밍

이 모든 구성 요소가 결합되어 기능적인 SCADA 시스템을 형성합니다. HMI는 입출력 장치로 인간 운영자가 데이터를 제어하게 합니다. 감시 시스템은 HMI를 PLC·센서 디바이스 등 다른 장비와 연결하는 통신 서버입니다. RTU는 기록된 데이터를 감시 시스템으로 전송합니다. PLC는 센서를 통해 작동하며 산업 공정 실시간 모니터링의 큰 부분을 담당합니다.

SCADA 시스템 작동 원리:

1. 데이터 수집

SCADA 시스템은 지능적 비즈니스 결정을 위한 방대한 데이터를 제공해 중요하고 신뢰할 수 있습니다. 센서, 컨트롤러, 실시간 유닛이 데이터 수집에 핵심 역할을 합니다. 실시간 시스템은 수많은 센서로 구성되어 실시간 데이터를 수집합니다. 전체 시스템이 완벽히 작동하도록 이 센서들을 모니터링하는 것이 중요합니다.

2. 데이터 통신

SCADA 시스템은 유선 네트워크를 사용해 사용자와 디바이스 간 효과적으로 통신합니다. 이는 센서 디바이스 효율을 높이고 센서로부터 많은 데이터를 가져오며, 이 데이터는 효과적 통신을 위해 안전하게 보관되어야 합니다. SCADA 시스템은 네트워크 통신으로 데이터를 전송합니다.

3. 데이터 표현

센서 디바이스를 통해 대량 데이터가 수집되면, 이를 유용한 정보로 변환하는 것이 가장 중요합니다. 수많은 센서를 동시에 다루기 복잡해지므로 SCADA 시스템은 HMI(휴먼 머신 인터페이스)를 사용해 모든 센서 데이터를 모아 유효 정보로 만듭니다.

4. 휴먼 머신 인터페이스

SCADA가 HMI를 사용하므로 표시된 정보는 인간이 모니터링해야 합니다. 다중 제어 유닛과 PLC에 대한 접근을 제공합니다.

5. 제어 및 모니터링

SCADA 시스템은 스위치로 각 디바이스를 작동시킵니다. 이 스위치로 각 디바이스를 ON/OFF 합니다. SCADA 시스템은 인간 개입 없이 자동으로 작동하지만 특정 상황에서는 수동 조작이 필요합니다.

기술 측면에서 산업 자동화의 미래는 로봇이 사람을 대체하는 방향으로 진화하고 있습니다. 이제 산업용 사물인터넷(IIoT) 또는 인더스트리 4.0의 도입으로 더 큰 혁명의 시기가 왔습니다.

IoT(사물인터넷)는 센서 기반 기술과 데이터 중심 접근으로 산업계가 널리 받아들이는 진보된 개념입니다. 산업가가 비즈니스 결정을 전략화하고 허점을 개선해 더 나은 품질로 서비스할 수 있게 합니다. 예: SCADA 시스템이 상세 리포트를 생성한다면, IoT 솔루션으로 포맷을 개선해 훨씬 단순하고 효과적으로 제공할 수 있습니다. 또한 기술 솔루션으로 리포트를 본사나 특정 담당자에게 직접 공유할 수 있습니다. 이제 IoT가 어떻게 PLC와 SCADA 시스템을 대체했는지 살펴보겠습니다.

향후 수조 개의 디바이스가 인터넷에 연결될 것으로 예측됩니다. 인더스트리 4.0은 모든 것을 자동화하고 모든 산업 분야의 역학을 바꾼 시대이자 혁명입니다.

IoT가 SCADA와 PLC를 대체한 방식

PLC는 지난 몇 십 년간 SCADA의 동반자 기술이었습니다. 하지만 기술 발전으로 구식이 되었습니다.

PLC도 센서에서 데이터를 받아 프로그래밍된 파라미터에 따라 처리·전송합니다. PLC는 운전 온도 등 실시간 데이터를 기록·모니터링할 수 있습니다. 프로세스 자동 시작·중지, 오작동 시 알람 생성이 가능합니다.

그러나 산업용 IoT(사물인터넷)가 시장에 등장해 기존 SCADA와 PLC보다 진보된 기술로 진화했습니다. 의심할 여지 없이 그 지능적 역량은 오늘날 현대 산업에 높은 적응성을 가집니다. 많은 산업 통계에 따르면 SCADA 시스템의 강점은 인더스트리 4.0 혁명에서 여전히 유효했지만, 완전한 연결 생태계를 갖춰 비즈니스 전반으로 처리·확장하는 데 한계가 있었습니다.

산업용 IoT는 SCADA 위에 구현되는 기술로 등장했습니다. 확장성, 데이터 분석 같은 파라미터가 파괴적 기술 IoT 도입으로 실현되었습니다.

SCADA 시스템에서 생성된 데이터는 여전히 산업용 IoT의 데이터 소스 역할을 합니다. 산업용 IoT는 세밀한 기계 데이터를 분석해 생산성 향상에 초점을 맞추는 반면, SCADA는 모니터링과 제어에 집중했습니다. IoT는 SCADA의 지형을 바꾸는 새로운 비즈니스 물결을 가져왔습니다.

IoT와 SCADA의 차이점

다음 표는 양자의 차이를 보여줍니다:

번호	특징	SCADA	IoT
1	확장성	SCADA 시스템은 전통적 아키텍처로 사용자 증가 시 성능이 급격히 저하됩니다. 중앙 플랜트와 다른 국가·지역 플랜트 간 리포트 실행에도 오랜 시간이 걸립니다.	IoT는 센서로부터 대량 데이터 수집·처리가 가능하며, MQTT, HTTPS, XMPP, COAP, REST 등 프로토콜로 관련 모든 것을 연결합니다. 서버리스 아키텍처 기반 온디맨드 확장성을 제공합니다.
2	데이터 분석	SCADA 주용도는 일일 플랜트 운영과 한정된 데이터 수집·저장으로, 심층 분석을 위한 히스토리컬 데이터 보존은 하지 않습니다.	IoT는 장기 데이터 보존으로 예측 정비 스케줄, 전체 다운타임 감소, 설비 수명 연장을 위한 분석을 지원합니다. 예측 분석과 예방 정비 역량이 머신러닝 모듈로 지원됩니다.
3	표준화	SCADA 시스템은 주로 OPC를 데이터 수집에 사용합니다. 시간의 검증을 거친 표준이지만, 주요 단점은 DCOM 기술에 의존하며 풋프린트와 무관하게 디바이스 간 데이터 수집·교환이 불가능합니다.	산업용 IoT의 주목표는 센서 네트워크, 데이터 수집, 집계 표준화입니다. OPC UA 등 IoT 표준이 이미 다양한 제어 디바이스·센서가 있는 플랜트 내 실시간 보안 통신 정의에 사용됩니다. 보안이 IoT 표준에 내장되어 MQTT, HTTPS, RAML 등을 지원합니다.
4	상호운용성	SCADA 시스템에서 동일 제조사 제품이 아니면 쉽게 통합되지 않습니다. 때로는 동일 제조사의 다른 버전조차 상호 교환 작동에 어려움이 있습니다. 따라서 SCADA는 사일로에서 작동하는 분산 비즈니스 프로세스를 제공합니다.	산업용 IoT 생태계는 여전히 파편화되어 있지만, MQTT 등 프로토콜로 벤더와 무관하게 플랫폼 간 디바이스 통신이 가능합니다.

비교 분석 후 미래는?

결론적으로 SCADA와 IoT 모두 센서와 데이터 수집을 포함합니다. 여러 측면에서 차이가 있지만 공통 목표를 공유합니다. SCADA는 완전한 제어 시스템이 아니지만, 산업용 사물인터넷은 수많은 디바이스가 서로 연결된 구성입니다. 서로 다른 네트워크와 아키텍처 전반에서 객체 원격 제어를 허용합니다. 하지만 IoT를 SCADA 시스템과 결합하면 산업 현장 전체를 더 단순화된 방식으로 전체적으로 이해할 수 있습니다. SCADA에서 분석 리포트를 수동 생성해야 했던 것을 IoT 기반 솔루션으로 자동화해 시간을 절약하고 품질 높은 산출물을 얻습니다.