PLC: 산업용 사물인터넷(IIoT)의 핵심 인에이블러

점점 더 복잡해지는 산업 세계에서 기술은 인에이블러입니다. 새로운 방식으로 데이터를 수집하고 해석하여 비즈니스 운영에 대한 더 나은 의사결정을 내릴 수 있게 해줍니다. 산업용 사물인터넷(IIoT)을 예로 들어보겠습니다.

1세기 만에 우리는 제3차 산업혁명을 통해 산업의 변혁을 목격했습니다. 최신 진전인 인더스트리 4.0은 스마트 팩토리 개념을 도입했습니다. 이제 기술이 충분히 성숙하여 그 비전을 전 세계적으로 실현할 수 있는 티핑 포인트에 도달했습니다. Control Techniques의 Jamie Smith가 IIoT를 현실로 만드는 핵심 요소(린치핀)를 살펴봅니다.

인더스트리 2.0 이후의 긴 여정

충분히 거슬러 올라가면 PLC가 없던 시절, 릴레이, 타이머, 전기 루프 컨트롤러가 있었습니다. 프로세스 제어 시스템은 고도로 분산되어 공장에 하드와이어링되어 있었습니다. 이러한 시스템을 모니터링하는 것은 시간 소모적이었고 기술자들이 하루 종일 공장을 돌아다녀야 했습니다. 상상할 수 있듯 고장 찾기가 매우 어려웠습니다. 다운타임이 수백만 달러 비용이 될 수 있는 고부가가치 비즈니스에서는 심각한 문제였습니다. 이로 인해 통합 제어에 대한 수요가 증가했습니다. 그 결과 엔지니어들은 릴레이 로직의 신뢰할 수 있는 대안을 찾기 시작했고, 여기서 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)가 탄생했습니다.

PLC는 크기가 너무 커서 기업들이 크기와 환경 요구사항 때문에 중앙 제어실에 PLC를 설치하곤 했습니다. 엄청난 양의 케이블로 현장 장치들과 원격 배선되었습니다. 추가 비용이 들었지만 PLC는 큰 영향을 미쳤습니다. 고장 찾기가 쉬워지고, 다운타임이 줄고, 처리량이 늘고, 안전성이 향상되었습니다. 결국 비즈니스를 더 수익성 있게 만드는 것이 핵심이었고, PLC가 이를 달성했습니다.

산업용 사물인터넷(IIoT)의 티핑 포인트

기술 발전 덕분에 PLC는 크기, 비용이 지속적으로 줄어들고 가혹한 환경에서도 동작 가능해졌습니다. 이는 제어 수준을 높일 새로운 기회를 제공했습니다. 이제 전 세계 여러 공장의 모든 기계를 연결할 수 있습니다. 그 기계들은 더 작은 중앙 컨트롤러에서 공급되는 마스터 프로그램을 개별 PLC들로 실행할 수 있습니다. 덜 복잡한 프로세스에서는 장치에 장착된 간단한 아웃보드 PLC가 복잡하고 값비싼 전자 기계식 옵션을 대체합니다.

기술이 더 저렴해짐에 따라 더 많은 기업이 IIoT의 혜택을 누릴 수 있게 되었습니다. 예를 들어 특정 저가 AC 드라이브에는 추가 비용 없이 온보드 PLC가 탑재되어 있습니다. OEM들에게 매우 매력적일 것입니다.

분산형 PLC 사용의 주요 이점

1. 대형 PLC는 비쌉니다. 중앙 컨트롤러를 제거하고 작업을 더 작은 PLC들로 분산시키는 것이 한 옵션입니다. AC 드라이브 온보드 PLC를 사용하면 비용을 더욱 절감할 수 있습니다.

2. 시스템 업그레이드나 변경 시 추가 코딩이 필요할 수 있습니다. 중앙집중식 제어 시스템에서는 전체 생산 라인 셧다운을 의미할 수 있습니다. 다른 옵션은 로컬 컨트롤러를 격리하여 나머지 라인이 계속 가동되게 하는 것입니다.

3. 일부 프로세스는 중앙 컨트롤러가 즉각 반응하기에 너무 빠릅니다. 분산형 컨트롤러를 두면 지연을 줄여 가동 시간을 늘릴 수 있습니다.

4. 장치가 작업자 근처에 있으면 연결이 쉽습니다. 트렌드 분석, 알람, 배칭, 심지어 프린팅 같은 기능이 가능해집니다.

5. 하나의 대형 시스템을 사용하는 것보다 작은 시스템들로 작업할 때 트러블슈팅이 더 쉽습니다. 분산 제어 소프트웨어는 분석할 정보가 적어 유지보수가 더 쉽습니다.

6. 현장 기반 분산 컨트롤러는 중앙 컨트롤러에 전적으로 의존하지 않습니다. 중앙 컨트롤러가 고장 나도 전체 프로세스가 중단되지 않습니다. 사용자가 프로세스를 계속 가동할 수 있습니다.

7. 분산 시스템의 큰 장점은 파티셔닝이 쉽다는 것입니다. 존 인터록이나 라이트 가드를 사용한 강화된 안전성을 구현할 수 있습니다.

중앙집중식 시스템의 옹호

많은 사람들이 여전히 중앙집중식 시스템을 사용하는 데는 이유가 있습니다. 첫째, 수년간 공장 전체 통신 관리의 효과적인 방법으로 입증되었습니다. 이미 잘 작동하는 것을 바꾸는 것은 비용이 많이 들고 역효과를 냅니다. 불필요한 다운타임을 왜 감수합니까?

새 장비의 경우 분산화가 불필요한 복잡성을 더할 수 있습니다. 공기 중 입자나 온도가 오작동을 일으킬 수 있는 산업에서는 컨디셔닝된 중앙집중식 PLC를 사용한 단순한 설정이 더 나은 옵션입니다.

가장 중요한 것은 시스템에 마스터가 필요하다는 것입니다. 즉, 나머지 시스템에 마스터 통신을 보내는 하나의 PLC가 필요합니다. 이들은 보통 강력한 프로세서로, 더 작은 팔로워 PLC들에게 메시지를 분기시킵니다. 이 접근법의 장점은 제어를 중앙집중화하면서도 시스템 개별 부분의 자율성 이점을 얻는 것입니다.

변화의 핵심(린치핀)

최근까지 크기, 통신, 소프트웨어 표준이 모두 우리의 선택에 영향을 미쳤습니다. 장비 제작 시 우리의 손을 강제했습니다. IIoT의 가능성이 실현 직전입니다. 머지않아 더 지능적인 제품을 생산하여 가동 시간을 늘리는 같은 제품을 제공하는 새로운 비즈니스들이 등장할 것입니다.

질문은, 당신은 다음 혁신의 물결과 IIoT의 성년기를 맞이할 준비가 되었습니까?