TIA(통합자동화)의 핵심 컴포넌트인 ET200시리즈

"TIA(통합자동화)의 핵심 컴포넌트인 ET200시리즈는 통합자동화의 특성을 그대로 활용할 수 있어"

최근, 한정된 공간에서 M8 커넥터가 사용되는 케이블 캐리어와 같은 생산 현장의 기계나 조립 라인에 직접 장착되는 ‘ET200AL’ 출시

지멘스 이광무 부장

-국내 분산 I/O 수요 상황은 어떠한가.
▲분산 I/O는 특성상, PLC와 성장을 같이 하는 품목이다. 국내 연간 PLC 전체 시장을 약 2,600억 원 정도로 추정할 때, 이의 절반 이상을 리모트 I/O가 차지하고 있다.
국내 중소형 PLC 시장은 LS산전이나 미쓰비시전기와 같은 업체들이 큰 점유율을 차지하고 있으며, 우리 지멘스는 하이엔드 수요를 중심으로 국내 PLC 시장에서 약 30% 내외의 점유율을 차지하고 있는 것으로 추정하고 있다. I/O는 PLC 판매와 비례하기 때문에 I/O 시장에서도 비슷한 점유율을 예상할 수 있다.
우리 지멘스의 PLC 및 I/O의 주요 수요처는 HMC, KMC를 비롯한 포항제철, 삼성전자, 현대위아, HHI, 로템 등이 있다.

-올2014년 분산 I/O 비즈니스 성과는 어떠한가.
▲올해는 주요 수요처의 투자가  위축되고 있는 상황이라 어려운 시장상황이 이어지고 있으나, 지난해 수준의 매출은 유지될 것으로 예상하고 있다.

-최근 들어, 분산자동화에 대한 중요성이 강조되고 있는 추세다. 분산자동화가 왜 중요한가.
▲유연한 분산 솔루션은 고객의 요구를 충족하고, 비용을 절감하기 위한 최신 자동화 솔루션의 핵심요소이기 때문이다. 콤팩트형 또는 모듈형에 상관없이, 디지털 I/O 인터페이스 또는 드라이브 기술이 포함된 분산형 시스템은 혹독한 산업 환경에  직접 설치되어 사용된다.

-지멘스의 분산 I/O는 모듈형이다. 모듈형이 고객에게 주는 이점으로는 어떤 것이 있나.
▲지멘스의 ET200시리즈는 모듈형 설계에 따라 일부 단계만 거쳐 간단하게 업그레이드하고 확장할 수 있다. 이미 통합된 추가모듈에 따라 비용이 절감되는 동시에, 광범위한 분야에 적용 및 설치가 가능하다. 모듈형이기 때문에, 다양한 조합 옵션 가운데 원하는 옵션을 선택할 수 있다.
디지털 및 아날로그 입/출력, CPU 기능의 지능형 모듈, 안전 엔지니어링, 모터 스타터, 공압 시스템, 주파수 컨버터 등 다양한 모듈을 설치할 수 있다.
특히, 분산 필드버스 시스템은 자동화 환경의 기본 컴포넌트이다. 통신은 현장 레벨에서 Profinet과 Profibus를 통해 수행되며, 이 시스템은 컴포넌트 간에 고속 데이터 전송과 자동화 솔루션의 일관된 분산화를 보장한다. 필드버스 시스템 외에 포인트 투 포인트 연결 I/O-Link도 센서와 액추에이터의 지능형 연결에 사용할 수 있다.

SIMATIC ET200 제품군

-지멘스의 분산 I/O 제품 포트폴리오는 어떻게 되나.
▲지멘스의 SIMATIC ET200은 Profinet을 사용한 속도가 빠른 자동화 시스템이며, PROFIenergy를 이용한 에너지 효율적이면서, PROFIsafe를 사용한 비용 효율적인 통합 안전 솔루션인 동시에, 지능형 분산 I/O 시스템이다.
구체적으로는 SIMATIC ET200은 크게 제어 캐비닛 내부에 설치되는 IP20 등급의 솔루션과 제어 캐비닛이 없이 외부에 설치되는 IP65/67 등급의 솔루션으로 구분이 된다.
우선 제어 캐비닛 내부에 설치되는 제품군에는 ET200S와 ET200SP, ET200M과 ET200MP, ET200SP가 있다.
ET200S는 개별 모듈형 설계 및 멀티펑션 제품이며, ET200SP는 확장 가능한 차세대 I/O 모듈, ET200M은 S7-300을 포함하는 모듈형 설계 제품, ET200MP는 S7-1500용 멀티채널 및 멀티펑션 I/O 장치, ET200iSP는 위험 구역에 적합한 내부 안전성을 갖춘 I/O 제품이다.
또 제어 캐비닛이 없는 제품군에는 ET200pro와 ET200eco PN, ET200eco가 있다.
ET200pro는 모듈형 설계 및 멀티펑션 제품이며, ET200eco PN은 저비용, 공간절약형 블록 I/O, ET200eco는 저비용, 디지털 블록 I/O다.
지멘스에서는 최근, 캐비닛이 없는 제품군에 ET200AL이라고 하는 신제품을 추가했다.

-지멘스는 지난 7월에 개최된 로드쇼를 통해, 새로운 I/O 제품인 SIMATIC ET200SP와 지금 얘기한 ET200AL을 소개했는데, 이 두 가지 신제품은 각각 어떤 점이특징인가.
▲새로운 ET200SP는 기존의 ET200S가 하나의 모듈 당 8점까지 수용하던데 비해 16점까지 수용할 수 있고, ET200S에 비해 설치면적이 50% 줄어들었을 뿐 아니라, 푸시인 터미널로 배선 시 공구가 필요 없고, 전원모듈이 시스템에 통합되어 있어 추가로 공간을 절감시켜주며, 백플레인 버스는 Profinet과의 등시 모드를 지원하기 때문에 지터가 거의 없는 높은 정밀도의 데이터 전송을 보장하는 것이 특징이다. 즉, ET200S는 사용이 간편해지고 크기가 더욱 작아졌으며, 성능이 더욱 강력해진 I/O다.
또 ET200AL은 공간이 한정되어 있고 자유로운 동작을 필요로 하는 분산 환경에 적합하도록 특별히 설계된 I/O 제품으로서, 한정된 공간에서 M8 커넥터가 사용되는 케이블 캐리어와 같은 생산 현장의 기계나 조립 라인에 직접 장착된다. 또 이 SIMATIC ET200AL은 나사를 이용해서 모든 위치의 전면이나 측면에 유연하게 장착할 수 있으며, 케이블 타입으로도 연결할 수 있는 것이 장점이다.
ET Connection을 통해 ET 200SP와 연결할 수 있으며, Profienergy 기능성이 탑재되어 있어서 비 가동시간 동안 개별 부하나 전체 생산 단위를 차단하기가 용이하고, ET 200AL 장치의 출력을 통해 액추에이터를 그룹별로 안전하게 차단할 수 있다.
앞으로는 M8 방식으로 작게 나오는 것이 추세가 될 것으로 보인다.

-ET200SP는 국내에서 레퍼런스가 있나.
▲물론이다. 모 자동차의 혁신라인에 적용이 되어 있다.
이 자동차 라인에는 과거 우리 지멘스의 ET200S를 사용했었는데, 박스가 10개 이상 사용이 되면서 대단히 공간적으로 빽빽한 상황이었다. 이것을 ET200SP로 대체해서 공간을 절반으로 줄인 사례가 있다. 이 자동차 혁신라인에는 현재, 인터페이스 모듈 기준으로 약 10개 정도의 ET200SP가 적용이 되어 있다.
ET200SP는 앞서 설명했듯이, 전원모듈이 베이스 유닛에 통합이 되어 있기 때문에, 전원모듈을 별도로 꽂을 필요가 없어서 가격이 절감이 된다. 이 ET200SP는 안전모듈이 Full로 출시가 되어 있다.

-ET200AL도 안전모듈이 출시되어 있나.
▲ET200AL의 경우 안전모듈이 별도로 나와 있진 않지만, ET200AL의 마지막 단을 마그네틱 커넥터로 전원을 끊어주게 되면 그 자체로 안전기능이 수행이 된다. 지멘스에서는 이에 대해 SIL2까지 안전인증을 받았다.   

SIMATIC ET200SP(위) 및 ET200MP(아래)

-지멘스는 Profinet 기술 안에 I-Device(지능형 IO-Device) 기능을 추가하고 있는 것으로 알고 있다. 이 I-Device 기능의 이점은 무엇인가.
▲지멘스에서는 공유장치를 통해 2개의 컨트롤러가 분산 ET200 스테이션과 같은 동일한 Profinet I/O 장치에 액세스할 수 있다. 현장에 일부 원격장치만 설치하면 되기 때문에, 엔지니어링 및 배선, 설치비용이 절감되며, 또한 모듈을 CPU 2개 중 하나로 유연하게 할당할 수도 있다.
I-Device 기능은 Profinet IO 프로토콜에 따라, IO 주소 이미지를 직접 액세스하여 빠르고 간편한 컨트롤러와 컨트롤러 간의 통신을 가능하게 한다. 예를 들어 ET200S CPU와 같은 로컬 컨트롤러를 모듈형 기계 또는 안전 어플리케이션에 쉽게 통합할 수 있다.

-ET200시리즈는 에너지 소비나 플랜트의 가용성과 같은 측면에서는 어떤 이점이 있나.
▲PROFIenergy 프로파일의 Profinet 시스템은 에너지 소비를 통제할 수 있다. 이 시스템은 생산 중단 시 자동 조정방식에 따라 분리되었다가 생산이 재개될 때 다시 연결되도록 신뢰성 높은 플랜트급의 올바른 순서와 간격으로 구성할 수 있다.
또 링 토폴로지와 매체 이중화 프로토콜(MRP)을 사용해 플랜트의 가용성을 높일 수 있다. 이는 통합 Profinet 포트를 통해 SIMATIC 컨트롤러와 ET200 I/O 스테이션에 직접 작용하며, IE 스위치의 유무와 상관없이 사용할 수 있다.
또 ET200시리즈는 핫스와핑(Hot Swapping) 및 CiR(Config
uration in Run)을 통해서도 플랜트의 가용성을 향상시켜준다.
핫스와핑이란 고장 시 장비에 전원이 공급되어 작동되고 있는 동안에도 전자모듈을 쉽게 교체할 수 있는 것을 의미한다. 따라서 스테이션이 기능 상태를 유지하여 플랜트를 계속 사용할 수 있다. 비용이 많이 드는 플랜트의 셧다운과 스타트업이 필요하지 않으며, 컴포넌트를 교체하는 동안 배선은 그대로 유지된다.
또 서브시스템이 작동하고 있는 동안이라도 교환 또는 확장이 필요한데, 시스템 재가동 비용이 높은 공정에서는 생산공정의 중단이 불가능하다.
분산 I/O가 지멘스의 S7-400에 연결되면 Run 모드에서 하드웨어 구성을 변경할 수 있다. 따라서 새 프로세스 라인 구성 시 스테이션을 추가 및 제거가 가능하고, 추가로 센서를 구현할 때 I/O 모듈을 추가 및 제거할 수 있고, 교체부품일 때 I/O 모듈의 파라미터를 재설정할 수 있다.

-최근 들어 극한 환경에서 사용할 수 있는 I/O 제품들이 잇달아 출시되고 있다. 지멘스에도 극한환경용 I/O가 있는 것으로 알고 있는데.
▲ET200 가운데는 SIPLUS extreme이라는 버전의, 극한환경 조건에서 사용할 수 있는 I/O가 있다. -40도에서 70도의 온도범위와 부식성 환경/응결조건에서 J/O 모듈을 SIPLUS 컴포넌트로 사용할 수 있다.

-아날로그 및 디지털 신호 외에 ET200에서 제공하는 모듈로는 어떤 것들이 있나.
▲분산 자동화 솔루션은 점차 폭을 넓혀 디지털 및 아날로그 신호뿐 아니라, 모션제어, 모터스타터, 또는 공압식 인터페이스까지 포함한다. 비트 모듈형 ET200은 이러한 작업을 수행하는 광범위한 모듈을 제공한다.
우선, 기술모듈은 카운팅 및 위치제어 작업, 캠제어 또는 폐루프 제어 작업 등에 사용할 수 있으며, 모터 스타터/소프트 스타터를 사용하여 최대 7.5kW까지 3상 부하를 연결할 수 있다. 모터 스타터는 고장 안전 설계를 포함한 여러 설계로 사용할 수 있다.
모터 스타터는 PROFIenergy 기능을 갖추고 있으며, 비주기적 서비스를 지원한다. 비주기적 서비스는 작동 중에 정밀진단 및 파라미터 설정용 데이터 세트와 같은 데이터 세트를 송수신할 수 있다.
또 I/O-Link 모듈은 비접촉식 음파방식의 근접스위치와 같은 지능형 센서의 연결을 지원하며, 고장안전 I/O모듈에서는 SIMATIC Safety Integrated를 사용해 안전관련 플랜트에 통합할 수 있다.

-분산 I/O 시장 확대 전략은 어떻게 전개해 나가고 있나.
▲잘 알려져 있다시피, 우리 지멘스에서는 전략적으로 통합자동화(TIA) 시스템의 기술을 진화시켜 나가고 있다.
TIA는 엔지니어링과 통신, 진단, 안전, 보안, 내구성이라는 6가지 측면에서 이점을 제공하며, 6가지 고유한 시스템 특성을 갖춘 TIA는 기계 또는 플랜트의 라이프사이클 전체를 지원한다. 따라서 광범위한 제품군을 기반으로 일체형 시스템 아키텍처가 모든 자동화 부분을 위한 종합 솔루션을 제공한다.
특히 최근, 보안기능이 PLC뿐만 아니라 하단의 분산I/O까지 내려와서 강화가 됐다.
I/O만을 단독으로 사용하게 되면 이러한 이점을 포기하는 것이 되기 때문에, 우리 지멘스에서는 고객이 TIA의 이점을 충분히 누릴 수 있도록 I/O 단품이 아닌, PLC와 함께 솔루션으로 판매하는데 초점을 맞춘 사업을 전개하고 있다.

-향후 분산 I/O 업그레이드 계획은 어떠한가.
▲올해 안에 ET200SP의 CPU 및 ET20OSP의 고장 안전 CPU가 출시될 예정이다. 특히, 새롭게 출시되는 ET200SP의 CPU는 S7-315 CPU보다 더욱 강력한 성능을 지니는 제품으로 소개가 될 계획이다.
현재 ET200SP 펑션모듈 및 소프트스타터 모듈 등에 대한 지속적인 개발이 이루어지고 있고, 새롭게 출시된 ET200AL 모듈의 다양화를 전개해 나가고 있다.

-전체 솔루션이 아닌 I/O 비즈니스만 전문으로 하는 기업들의 움직임도 활발하다. 이에 대해 어떠한 의견인가.
▲I/O는 PLC와 달리 교육이 필요가 없는 제품이기 때문에, I/O만 전문으로 생산해서 판매하는 업체들의 비즈니스가 활발한 것이 사실이다. 그러나 특수모듈, 특히 고장안전 모듈과 같은 제품을 개발하기는 쉽지가 않다.
현재 제조업계의 추세가 통합안전으로 전개가 되고 있는데, 단순하게 I/O만 생각하면 I/O만 별도로 구매할 수도 있겠지만, 일원화된 엔지니어링이나 투명한 진단 등 통합적인 자동화를 고려한다면, I/O만 별도로 판매하는 시장은 한정적일 수밖에 없다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - TIA(통합자동화)의 핵심 컴포넌트인 ET200시리즈