기계에 있는 모든 IO-Link 장치를 자동으로 인식하는 툴이 있을까? 이 툴로 장치 설명(IODD)도 자동으로 다운로드할 수 있다면 좋지 않을까? 그리고 제어 시스템 및 필드버스에 관계없이 전체 라이프 사이클에 걸쳐 IO-Link 장치를 설정하고 감시할 수 있다면 미래에도 확실한 기계 컨셉과 인터스트리 4.0에 부합하지 않을까? 세 가지 질문에 대한 답이 하나 있습니다. 그것은 SICK의 Fieldecho입니다.
FieldEcho가 추구하는 목표는 모든 제조사의 IO-Link 장치를 가급적 간단하게 취급할 수 있게 만들고 그러면서 IO-Link 장치의 사용을 방해할지 모를 모든 요인을 제거하는 것입니다. 이 시스템 독립적인 소프트웨어 툴은 늘 사용할 수 있으며, 통합과 관련한 빈틈을 메웁니다. FieldEcho는 기계 HMI에 독자적으로 통합되며 모든 IO-Link 장치의 공정 및 서비스 데이터에 직접 액세스하게 해줍니다. 매개변수 값, 진단 메시지, 이벤트, 알람이 바로 여기에 해당합니다. 이러한 데이터는 기계 또는 설비의 제어 프로그램에서 대개 필요하지 않거나 드물게 필요하지만 MES 또는 클라우드 애플리케이션에 결정적인 정보를 제공합니다. 이때 FieldEcho는 장치 데이터의 완전한 투명성을 보장하며 이로써 커미셔닝, 설비 작동 중 감시, 맞춤 정비 조치를 지원합니다. FieldEcho는 개발 시간을 절약해 줍니다. 추가로 필요한 PLC 코드는 단 한 줄이며 따라서 PLC 사이클 시간에 영향이 가지 않습니다. OPC UA 또는 TCP/IP를 통한 제어 통신 그리고 REST를 통한 IT 또는 클라우드 기반 애플리케이션과의 데이터 교환 덕분에 어떤 인더스트리 4.0 애플리케이션에도 IO-Link 데이터를 최첨단으로 통합할 수 있습니다.
디지털화, 인더스트리 4.0, 스마트 팩토리 또는 산업용 사물 인터넷(IIoT) – 이러한 메가 트렌드를 구현하려면 무엇보다 데이터가 필요합니다. 점대점 통신인 IO-Link는 그런 데이터(일반적으로 측정값, 매개변수 설정, 장치 정보)를 제공하기 위한 이상적인 채널입니다. IO-Link가 성공을 거둔 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. IO-Link 장치는 필드버스 독립적이고 비용을 최소화하도록 도와주며 그 자체로 비용 중립적입니다. IO-Link 장치는 기계에서 다수의 여러 I/O 유형을 하나의 IO-Link 마스터로 축소하고, 데이터를 디지털로 전송하며, 추가적인 진단 정보를 제공합니다. IO-Link 장치는 표준 센서 케이블을 사용하여 연결할 수 있으며 양방향으로 통신합니다. 따라서 작동 중에 장치를 설정하고 판독할 수 있습니다. 이 모든 것은 배치 사이즈 1의 생산이든, 조작 요소의 차단이든, 사전 처리된 데이터의 제공이든 관계없이 매우 다양하고 새로운 애플리케이션 기능을 열어줍니다. 지능형 센서는 심지어 예를 들어 계수 또는 길이 측정 등 이른바 스마트 태스크를 독자적으로 수행하고 IO-Link를 통해 이 정보를 제공할 수 있습니다. 따라서 IO-Link가 인기 있는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 점점 더 많은 필드 장치(특히 Ethernet용 공간을 제공하지 않는 장치)에 이 인터페이스가 탑재되고 있습니다. 그러므로 기계 라인에 수백 대의 IO-Link 디바이스가 있는 것은 이제 드문 일이 아닙니다.
통합과 관련해 아직 남은 빈틈을 메우고, 가급적 자원을 아끼며 간편하게 IO-Link 장치를 구성하고, 이와 동시에 통상적인 IT 절차로 IO-Link 데이터를 인더스트리 4.0 애플리케이션에 제공하려는 목적으로 SICK는 소프트웨어 툴 FieldEcho를 개발했습니다. 이 툴을 사용하면 언제든 모든 IO-Link 장치 데이터에 완전히 액세스하여 데이터를 브라우저나 HMI(Human Machine Interface)로 불러오거나 관찰하거나 변경할 수 있습니다. IO-Link 장치가 연결되고 FieldEcho에 의해 인식되면 해당 IODD가 자동으로 다운로드되며, 구성된 IO-Link 마스터의 포트에서 제공됩니다. 번거롭게 수동으로 다운로드할 필요가 없습니다. 통신은 시스템에 관계없이 이루어집니다. 즉 다양한 PLC, 필드버스, IO-Link 마스터로 통신이 가능합니다. 이때 개발 부담은 최소한입니다. 기계 제작사의 소프트웨어 개발자가 PLC 코드 단 한 줄만 쓰면, FieldEcho와 함께 제공되는 포괄적인 기능 블록을 불러와서 IO-Link 장치에 쓰기 및 읽기 요청을 전송할 수 있습니다. 현재 Beckhoff, Mitsubishi, Rockwell Automation, Siemens 제어기가 지원됩니다. 데이터에 쓰기 및 읽기 액세스를 할 때 FieldEcho는 OPC UA 또는 TCP/IP를 통해 기계 PLC와 통신합니다. 산업용 통신 분야에서 확고히 자리 잡은 두 표준은 미래에도 안심하고 사용할 수 있습니다. JSON 형식으로 데이터를 전송하고 수신하는 REST API도 탑재되어 있습니다. 이로써 IO-Link 장치 데이터를 ERP 및 MES 시스템과 클라우드 기반 서비스로 전송하여, 인더스트리 4.0 세계에서 예를 들어 데이터 분석, 예측 정비 또는 재물 조사에 데이터를 사용할 수 있습니다.
FieldEcho는 현대적이고 이해하기 쉬우며 매력적인 디자인의 웹 기반 그래픽 사용자 인터페이스를 제공합니다. 이 사용자 인터페이스를 브라우저로 열거나 기계 또는 설비의 HMI에 통합할 수 있습니다. 모든 구성 가능한 IO-Link 마스터 그리고 각 포트에 연결되고 자동으로 인식되는 IO-Link 센서 및 액추에이터가 시스템 및 IO-Link 마스터 개요에 시각화됩니다. 또한 모든 IO-Link 장치의 상태가 일목요연하게 표시됩니다. 뿐만 아니라 소프트웨어에서 장치 페이지를 열 수 있습니다. 이로써 사용자는 줌 기능을 사용하듯 장치의 데이터를 들여다볼 수 있습니다. 이 보기에는 일련번호나 소프트웨어 버전과 장치 이름, 이미지 등 장치 식별 정보가 표시됩니다. 들어오고 나가는 공정 데이터를 한눈에 볼 수 있습니다. 또한 그래픽 사용자 인터페이스로 모든 IO-Link 장치의 전체 매개변수 설정이 가능합니다. 이로써 FieldEcho는 무제한의 투명성을 보장합니다. 운영자는 전체 IO-Link 시스템을 마치 열린 책처럼 화면으로 볼 수 있습니다. 기계 제작자 또는 시스템 통합 설계자에게는 시간이 절약될 뿐 아니라 PLC의 부담도 줄어들어 기계 또는 설비의 평소 성능이 유지됩니다.
FieldEcho를 사용하면 REST API를 통해 ERP 및 MES 시스템과 전용 애플리케이션 또는 클라우드 기반 서비스에 IO-Link 데이터를 통합할 수 있습니다. FieldEcho 대시보드는 이 REST API를 사용하여 모든 IO-Link 장치의 상태를 전부 개관해 줍니다. 또한 이상이 발생한 경우 자율적으로 경고나 알람을 보냅니다. FieldEcho 대시보드는 FieldEcho와 자동으로 연결되고, REST API를 통해 전체 IO-Link 시스템에 대한 정보를 스스로 가져오며, 수신한 데이터를 이용하여 독자적이고 동적으로 인터페이스를 구축합니다. 따라서 사용자가 구성 작업을 하지 않아도 됩니다. 다수 IO-Link 장치의 많은 정보를 관리할 수 있도록 대시보드에는 데이터베이스가 내장되어 있습니다. 어떤 애플리케이션도 이 데이터베이스에 액세스할 수 있으며(REST API를 통한 조회 대신에) 이로써 필드버스와 IO-Link의 통신 부하가 줄어듭니다. 대시보드를 사용하면 클라우드 수준에서 개별 공정 데이터와 장치 매개변수를 선택하여 관찰하고(그렇지 않으면 FieldEcho와 대시보드 없이 PLC에서 수고스럽게 프로그래밍 작업을 해야 함) 한계값과 알람을 설정할 수 있습니다. 이 기능으로 예를 들어 광센서의 Quality of run 진단을 구현하여 오염이 발생하기 시작할 때 광센서의 감지 확실성을 조사할 수 있습니다. 보통은 이를 위해 장치에 스위칭 임계값이 지정되어 있으며 이 임계값에 도달하면 센서가 자동으로 해당 신호를 생성합니다. 이제 센서의 스위칭 임계값에 관계없이 대시보드에서 자체 오염 한계값을 정의하고 감시하여 예측 정비 애플리케이션에 활용할 수 있습니다. 경고와 알람은 시각화되며 음성 메시지 형식의 경고와 알람도 가능합니다. 또한 대시보드는 예를 들어 설비 운영 책임자나 기계의 서비스 인력에게 해당 이메일을 전송할 수 있습니다.
제조사 독립적인 통합 툴인 FieldEcho를 사용하면 IO-Link 데이터에 액세스할 수 있으며 데이터가 투명해집니다. 시스템과 관계없이 전체 라이프 사이클에 걸쳐 설비 내 모든 IO-Link 장치에 액세스하여 매개변수를 설정하고 장치를 모니터링할 수 있습니다. 연결된 IO-Link 장치를 자동으로 인식하고 해당 IODD를 자동으로 불러오므로 시간이 최대한으로 절약되며 엔지니어링 및 커미셔닝 시 오류 원인이 최소화됩니다. FieldEcho와 자동화 시스템 사이 데이터 교환은 OPC UA를 통해 이루어지며 아니면 TPC/IP로도 데이터 교환이 가능합니다. REST API는 MES, ERP 또는 클라우드 애플리케이션을 위한 통신 채널로 사용됩니다. FieldEcho는 IO-Link 통합과 관련하여 현재 아직 남아 있는 빈틈을 메우며 IO-Link 기술이 자동화 기술의 전 분야에서 확산되도록 계속 동력을 제공합니다.
Industrial Integration Space 제품 관리 전무
Christoph Müller는 Global Business Center Industrial Integration Space의 제품 관리 및 마케팅 책임자이며 수직 통합과 데이터 기반 인더스트리 4.0 솔루션 전반에 대한 SICK 활동을 책임지고 있다. 이전에는 특히 글로벌 마케팅 및 커뮤니케이션 영역과 신규 사업 분야 구축을 이끌었다.
