자동화의 미래를 위한 기술, ‘PLCnext’

June 10, 2024

PLCnext는 새로운 세대 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)의 첫 번째 기술입니다. 운영 기술(OT) 전문가들은 수십 년 동안 PLC를 사용하여 제조 공정을 자동화하고, 생산 시스템을 모니터링하는 등의 작업을 해 왔습니다. 하지만 IT 기술의 급속한 발전 때문에, OT는 새로운 환경에 적응해야 하는 상황에 처했습니다.

-이 같은 전환기를 맞아 PLCnext가 완전한 맞춤형 솔루션으로 개발된 이유가 바로 여기에 있습니다. PLCnext는 소프트웨어 엔지니어가 이전에는 호환되지 않았던 프로그래밍 언어들을 동시에 실행할 수 있게 해주는 개방형 제어 플랫폼을 제공합니다. 이를 통해 PLC는 기업들이 산업용 IoT(IIoT) 혁명에 유연하게 대응할 수 있도록 합니다.

-PLCnext 소개

PLCnext는 피닉스 컨택트(Phoenix Contact)에 의해 설계되었는데, 그 이유는 이 회사가 PLC 기술을 통해 서로 다른 세계, 언어, 세대를 연결할 수 있는 가능성을 보았기 때문입니다. 오늘날 산업계에는 엄청난 변화가 일어나고 있습니다. 즉, IT/OT가 산업용 사물인터넷(IIoT)으로 융합되는 것입니다. IIoT에서도 이른바 ‘스마트 디바이스’는 여전히 그 자체로서 제 기능을 하지만, 이들이 서로 통신하거나 인터넷에 연결될 때에는 IT의 일부 요소로 기능하기도 합니다. 이는 많은 이점을 제공하지만, 다른 한 편으로 새로운 문제도 유발합니다.

-PLC는 이들 두 세계 사이의 간격을 메웁니다. 그 중심에는 극한의 조건을 견디고 높은 신뢰성을 제공하도록 설계된 견고한 컴퓨터가 있습니다. 다른 PLC와 마찬가지로, 피닉스 컨택트의 목표는 최소한의 하드웨어로 가능한 가장 빠른 시스템을 만드는 것이었습니다. 피닉스는 ARMv7 지원 32비트 프로세서를 사용하여 비용과 전력 소모, 발열량을 줄이고 있습니다.

-소프트웨어는 PLCnext가 다른 PLC와 구별되는 요소입니다. 피닉스 컨택트는 "전 세계 임베디드 개발자들이 임베디드 및 IoT 기기를 위한 맞춤형 리눅스 제품을 만드는 데 사용할 수 있는 기술과 소프트웨어 스택, 설정 및 모범 사례를 공유할 수 있는 유연한 도구 세트와 공간을 제공하는” 리눅스 데비안 운영체제(Linux Debian OS)인 욕토 프로젝트(Yocto Project^®)을 운영하고 있습니다. 이 회사의 엔지니어들은 라스베리 파이에서 영감을 받아 자바(Java), C++, 파이썬(Python) 같은 고급 IT 언어와 함께 래더 다이어그램(Ladder Diagram, LD) 같은 전통적인 IEC 61131-3 PLC 언어를 지원하는 포괄적인 플랫폼을 개발했습니다.

-통합 소프트웨어 솔루션

PLCnext는 ‘PLCnext 엔지니어(PLCnext Engineer)’라는 모듈형 소프트웨어 플랫폼을 포함합니다. 사용자들은 이 독특한 프로그램을 통해 다양한 언어로 애플리케이션을 만들 수 있습니다. 여러 언어를 동시에 실행하는 단일 애플리케이션을 만들 수도 있고, PLCnext 엔지니어 내에서 서로 다른 언어를 실행하면서 원하는 대로 데이터를 교환하는 여러 개의 애플리케이션을 만들 수도 있습니다.

PLCnext 엔지니어의 핵심적인 특징은 이것이 실시간이며 내부 RTC(real-time clock)를 사용한다는 것입니다. 이 내부 클럭은 우리가 모든 언어들의 타이밍을 맞출 수 있게 해주는 정밀 전자 부품입니다. 이 RTC는 PLC가 인터넷 연결에 의존하는 빈도를 줄여주기 때문에 제조 환경에 커다란 이점을 제공합니다. 심지어 인터넷 연결이 끊기더라도 PLC는 계속 실시간으로 작동할 수가 있습니다.

-이 프로그램은 IT와 OT 언어를 통합하기 위한 인프라를 제공하지만 PLCnext의 리눅스 OS는 훨씬 더 많은 옵션을 생성합니다. 기본적으로, 리눅스가 할 수 있는 모든 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 리눅스 시스템에 자바 런타임과 같은 다른 프로그램을 추가할 수 있습니다. 이 프로그램 내에 클라우드 접속 같은 애플리케이션을 설치하면 해당 PLC를 클라우드 기반 솔루션에 연결할 수 있습니다. 또한, 스토리지 및 분석을 위해 사용 보고서와 그 밖에 다른 데이터를 클라우드로 다시 보내기 위해 자바 런타임과 PLCnext 엔지니어 간에 실행할 API를 설계할 수 있습니다.

-PLCopen 은 다음과 같이 결론짓습니다: "소프트웨어는 산업 자동화에서 점점 더 많은 역할을 합니다. 그 결과, 소프트웨어 비용이 전체 시스템 비용 중에서 가장 많은 부분을 차지할 정도로 증가하게 됩니다. 이러한 비용 증대를 제어하려면 애플리케이션을 개발하는 동안 효율성을 보다 높임과 동시에, 소프트웨어 품질을 높이고 유지 보수 및 업데이트 비용을 절감해야 합니다."

-PLCnext는 프로그래머가 기업의 고유한 요구 사항에 맞는 맞춤형 소프트웨어를 만드는 데 사용할 수 있는 무제한 리눅스 플랫폼을 제공함으로써 필요한 효율성과 품질을 제공합니다.

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출처: whiteMocca/Shutterstock.com)

IT/OT 격차 해소

IIoT는 이미 다양한 산업에 뿌리를 내리기 시작했습니다. 스마트 에너지 인터내셔널(Smart Energy International)에 따르면 "분석가들은 산업 분야에서 인터넷에 연결된 디바이스 수가 2020년까지 500억 대 이상에 이를 것으로 예측”하고 있습니다. 이 새로운 네트워크는 운영과 통신을 새로운 방식으로 통합해야 할 것입니다. 다가오는 미래에 생존하려면 IT와 OT가 협력해야 합니다.

-PLCnext는 디바이스 레벨에서의 이 같은 전환을 나타냅니다. 이 디바이스는 기업들이 OT와 IT 기능을 위해 별도의 단말기를 사용할 필요 없이, 단일 장치로 통합적인 접근이 가능하게 합니다. 이렇게 되면 엔지니어는 두 세계의 장점을 곧바로 활용할 수 있습니다. 즉, 높은 수준의 IT 언어를 활용할 때의 이점을 고스란히 유지하면서 IEC 61131-3 언어의 이점도 동시에 활용할 수 있는 것입니다.

피닉스 컨택트는 실현가능성이 있는 에코시스템 내의 모든 것들을 연결할 수 있기를 바랍니다. 바로 이것이 그러한 두 세계를 연결하는 방법입니다.

-기술의 발전으로 점점 더 많은 것들이 연결됨에 따라, PLCnext 같은 디바이스들은 그러한 연결이 이루어질 수 있는 징검다리 역할을 하게 될 것입니다.