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[피플] CC-Link IE TSN, 고속 대용량 스마트공장에 실시간 고기능 네트워크로 안착할 것

참석자:
CLPA-HQ 마마다 요시유키(Mamada Yoshiyuki)
CLPA 한국지부 정덕영 사무국장

Q.CC-Link협회가 제조 현장에서 요구되는 고속․대용량이라는 제어 네트워크에 요구되는 기본 성능을 실현하는 것에 더해 IT연계 기능 및 앞으로 더욱 중요해지는 안전 기능이나 시큐리티 기능의 충실에 어떻게 대응하고 있나요?

범용의 TCP/IP 통신이 리얼타임 통신인 CC-Link IE TSN 네트워크와 동일 간선상에서 혼재가 가능해서 IT와의 연계가 용이하며 또한 OPC UA 활용을 손쉽게하는 하는 방식에도 대응하고 있습니다. 안전기능에 대해서는 IEC61784-3에 대응하고 있으며 CLPA 파트너에서 제품화도 계획 중입니다. 시큐리티에 관해서는 기존에는 방화벽 등을 사용하여 FA 네트워크의 입구에서 방지 대책을 해왔습니다만, 메이커에 따라서는 디바이스 레벨에서 시큐리티 대책을 실시하고 있습니다.

예를들면 미쓰비시전기의 PLC의 경우, IP 필터에서 통신 상대의 IP 어드레스를 식별하여 잘못된 IP 어드레스 지정으로 인한 액세스를 방지할 수 있습니다. 파라미터에서 지정한 IP 어드레스에서 액세스를 투과 혹은 차단 설정하는 것으로 허가된 기기 이외로부터의 액세스를 방지합니다. 또한 파라미터에서 설정하거나 리모트 패스워드에 의해 외부 기기로부터의 액세스를 인증하고 미인증 외부 기기의 액세스를 제한할 수 있습니다. 따라서 PLC로의 잘못된 액세스를 방지할 수 있습니다.

CLPA-HQ 마마다 요시유키(왼쪽), CLPA 한국지부 정덕영 사무국장
CLPA-HQ 마마다 요시유키(왼쪽), CLPA 한국지부 정덕영 사무국장(오른쪽) [사진. 아이씨엔미래기술센터]

 

Q. 스마트공장 구축의 관점에서 CC-Link IE TSN 네트워크는 어떤 역할을 담당하게 되나요?

스마트 공장을 실현하기 위해서는 우선 생산현장의 데이터를 리얼타임으로 수집하고 그 데이터를 에지컴퓨팅으로 1차처리한 후 IT 시스템으로 심리스하게 전송하는 것이 중요합니다.

또한 장치와 설비의 고성능화・고기능화에 의한 생산성향상이 요구되고 있으며 그에 따른 고도의 모션제어가 필요하게 됩니다. 현재 공장에서는 복수의 산업용 네트워크와 표준 이더넷이 사용되고 있어, 보다 간단히 생산현장의 데이터를 수집하고, IT 시스템으로의 심리스한 전송을 실현하기 위해서 네트워크의 통합이 요구되고 있습니다. 그리고 생산현장으로부터 수집되는 데이터가 방대해지는 것을 고려하면, 「고속・대용량통신」의 네트워크가 필요합니다.

또한, 데이터를 활용하면서 장치나 설비의 고성능・고기능화에 의한 생산성향상도 요구되어지면서 「고정도 동기제어」도 필수불가결하게 되었습니다. 이러한 네트워크에 대한 요구에 대응 가능한 것이 CC-Link IE TSN」입니다. 저희 CLPA는 확장된 표준 이더넷 기술인 TSN 기술을 세계적으로 앞서 적용하고 동일 간선상에서 복수의 다른 네트워크와의 혼재를 가능하게 했습니다. 또한 효율적인 프로토콜인 기존 CC-Link IE의 특징인 고속 대용량을 계승하면서 고정도 동기(이른바 모션제어)를 대폭으로 향상하였습니다. 이러한 특징으로 스마트 공장 구축이 가능하다고 생각합니다.

제어통신과 정보통신의 융합에 따른 스마트공장 구성도
제어통신과 정보통신의 융합에 따른 스마트공장 구성도 (이미지. CLPA 한국지부)

 

Q. CC-Link IE TSN은 기존 네트워크 프로토콜과 어떤점에서 가장 차별화된 진화를 실현했다고 보시나요?

SLMP는 유저가 네트워크의 차이를 의식하지 않고 모든 단말에서 모든 기기에 간단히 액세스할 수 있게 해주는 비리얼타임 통신용 기술입니다. SLMP의 최대 특징은 필드 네트워크에 CC-Link IE 이외의 기기나 설비도 손쉽게 접속할 수 있게 해준다는 점입니다. SLMP는 네트워크의 애플리케이션층에 위치하고 네트워크층 이하의 차이를 흡수합니다.

이 때문에 다른 네트워크 규격이어도 SLMP에 대응하는 프로토콜을 탑재하면 인터페이스를 공통화 할 수 있어, SLMP라는 하나의 프로토콜로 모든 네트워크 대응기기를 사용할 수 있게 됩니다. 이에 대해 CC-Link IE TSN은 기존 CC-Link IE를 계승하면서 모션제어 기능을 더욱 강화하고 개발에 있어서도 하드웨어뿐만아니라 소프트웨어 프로토콜 스택으로도 대응제품 개발이 가능하다는 등 개발 방법의 다양화에 대응하고 있습니다.

사용자의 요구에 따라 하드웨어가 실장된 기기만으로 구성된 통신정도가 높은 고기능 고성능 시스템 구축 또는 소프트웨어가 실장된 기기만으로 구성된 통신 정도가 크게 요구되지 않는 저비용의 시스템 구축 등 용도에 따라 시스템 구축이 가능합니다. 또한 CC-Link IE TSN에서는 TSN의 시분할 방식으로 각 네트워크 프로토콜이 시간대를 나누어 동일 간선상의 혼재가 가능하게 되어 FA와 IT를 융합할 수 있는 점과 일반제어와 안전제어 그리고 고도의 모션제어가 하나의 네트워크에서 통합이 가능하게 된 것이 기존 네트워크와 비교하여 가장 큰 차이라고 말할 수 있습니다.

 

한국지부 정덕영 사무국장(좌측), CLPA-HQ 마마다 요시유키(가운데)
한국지부 정덕영 사무국장(좌측), CLPA-HQ 마마다 요시유키(가운데) [사진. 아이씨엔미래기술센터]
Q.이번 CC-Link IE TSN의 출시로 더욱 집중해서 공략하게 될 시장이나 애플리케이션이 있다면 말씀해 주십시오.

CC-Link IE TSN의 대응 분야는 그전부터 CC-Link Family가 많이 사용되어 온 자동차나 액정분야를 비롯해 고속 모션제어가 요구되는 반도체, 2차전지 등 장치계 분야로 적용을 가속화할 예정입니다. 또한 장치계 산업은 비전센서에 의한 화상, 영상 등 대용량의 정보 데이터를 취급하는 경우가 많아, 더욱 CC-Link IE TSN이 최적이라고 생각합니다.

예를 들면 범용 IP통신기기와 고도의 구동제어를 활용한 장치의 케이스입니다. 종래대로라면, 얼라이먼트 조정 시에 일단 서보모터를 정지시킨 후 비전센서에서 정확한 워크위치를 계측했었습니다만, CC-Link IE TSN에서는 서보앰프와 비전센서간에서 시각동기를 가능하게 할 수 있기 때문에 워크를 정지시키지 않고 위치를 파악할 수 있어서 대폭으로 택타임 단축을 기대할 수 있습니다.

또 이런 생산현장의 네트워크에 비전센서라는 범용의 IP통신기기를 연결하고 있는 점도 포인트입니다. 서보의 제어성능에 영향을 주지 않고 화상・영상 데이터를 IP통신으로 전송할 수 있기 때문에 배선절감도 실현합니다.

 

Q.TSN 관련 테스트베드 운영을 위한 계획이 있는지요?

CLPA로서 TSN관련 테스트베드를 운영하고 있지 않습니다. 단, 상호 접속성에 관해서는 관련 네트워크 단체와 협력하거나 테스트베드에 참여하고 있는 파트너와 연계하여 진행하는 것을 검토하고 있습니다.

 

Q.CC-Link IE TSN의 현장 적용시점은 어떤 분야에서 언제쯤 될 것으로 예상하는지요?

CC-Link IE TSN은 3년 보급을 목표로 하여 진행하고 있습니다. 이미 일본에서는 CLPA 파트너 메이커, CC-Link IE TSN 대응제품이 출시되었습니다. CC-Link IE TSN의 대응 분야는 그전부터 CC-Link Family가 많이 사용되어 온 자동차나 액정분야를 비롯해 고속 모션제어가 요구되는 반도체, 2차전지 등 장치계 분야로 적용을 가속화할 예정입니다.

 

Q.대부분 다른 통신에서도 TSN을 채용하고 있습니다. 타 산업용 이더넷 프로토콜에 비해서 CC-Link는 좀 늦은감도 있다고 봅니다.

CC-Link IE TSN 네트워크는 전세계에서 가장 앞서서 산업용 네트워크에 TSN기술을 적용한 네트워크입니다. 그리고, 앞에서도 말씀드렸지만, CC-Link IE TSN은 기존 CC-Link IE를 계승하면서 모션제어 기능을 더욱 강화하고 개발에 있어서도 하드웨어뿐만 아니라 소프트웨어 프로토콜 스택으로도 대응제품 개발이 가능하다는 등 개발 방법의 다양화에 대응하고 있습니다. 또한 CC-Link IE TSN에서는 TSN의 시분할 방식으로 각 네트워크 프로토콜이 시간대를 나누어 동일 간선상의 혼재가 가능하게 되어 FA와 IT를 융합할 수 있는 점이 기존 네트워크와 비교하여 가장 큰 차이라고 말할 수 있습니다.

 

 

Q. 최근 CLPA 주요 회원사인 일본 미쓰비시전기가 CC-Link IE TSN 대응 제품 102 기종을 5월부터 순차 발매한다고 발표했습니다. 현재 어디까지 진행되고 있나요?

2018년 11월에 사양발표 시, 52사의 참여 파트너사가 있으며 19년도 2분기 이후 순차적으로 개발툴 및 CC-Link IE TSN 대응제품이 출시되고 있습니다. CC-Link IE TSN에서는 마스터와 슬레이브 또한 1G와 100M 지원 기기에 있어서도 하드웨어, 소프트웨어 모두 개발할 수 있는 환경을 개발툴 파트너사와 함께 제공해 나갈 예정입니다.

풍부한 개발방법을 제공함으로써 기기벤더는 단기간, 저코스트로 간단히 개발할 수 있게 되며 대응제품을 조기 확충할 수 있어 사용자의 선택의 폭을 넓혀 스마트 공장 구축에 공헌할 것을 기대하고 있습니다.

 

Q.CC-Link IE TSN의 글로벌 확산을 위한 방안은 무엇입니까?

CLPA에서는 글로벌 확산을 위한 방침으로 주요 개발툴 벤더에 의한 초기 시장 릴리스, 업종별(자동차, 반도체, 2차전지, 위생용품, 포장기, 간이공작기) 공략 활동의 전개, 각종 프로모션 강화, 오픈 단체와의 연계에 주력하여 활동해 나갈 예정입니다.

 

industrial transformation AP

About 박은주 기자

뉴스 에디터입니다. 국내외 최신 기술 정보 발굴에 나서고 있습니다.

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