PLC 기술 추세와 2006년

[산업일보]
세계 시장의 많은 PLC 또는 DCS, DDC 등 그 이름이야 어떻게 불리던 간에 현재 한 방향으로 치닫고 있으며 살길을 모색한다 하여도 과언이 아니다. 이들 모두가 Web을 기반으로 하는 제어 시스템으로 다시 출발하고자 한다고 말할 수 있다.
한동안 조정기를 맞았는가 하였는데 Web 기간 망이 구축되자 이를 계기로 접었거나, 접으려고 하였던 군소 메이커들 마져도 다시 Web을 기반으로 하는 제품을 개발하기 위해 힘쓰고 있다. 이 또한 제2의 춘추 전국시대에 접어 들었다고 할 수 있겠다. 물론 좋은 현상으로 받아 들일 수도 있으며 이 중에서 훌륭한 제품이 탄생하게 된다는 것도 사실이다.
개발 도중 또는 개발을 완성한 제품이 연속성이 없을 경우에는 이들 제품의 상용자들이 피해를 보기 때문에 안타까운 일이다. 그러면 모두들 개발에 열을 올리고 있는 Web 기반의 PLC 기술에 대하여 엔지니어나 사용자들이 판단하기에 도움이 될까 하여 간단히 기술 하여 보고자 한다.


웹 기반의 PLC 기술
(Web based PLC Technology)
(1) 제어 및 모니터링 시스템에서의 명령 기능
● 기계에서의 공정, 설치 시운전 등에서 상태, 시퀘엔스 공정 등의 감시제어기능을 PLC을 경유하여 직접 실행 시킬 수 있다.
● PLC에 대한 전문 지식이 없는자라도 누구나 쉽게 제어 및 감시 기능을 실행 할 수 있다.
● 제어 및 모니터링 기능들은 HTML 페이지에 기반을 두고 생성된다.
● 이미 잘 알려진 MS의 Frontpage, Word, Exel, Power point 등의 도를 이용하여 쉽게 감시 및 제어 기능을 작성할 수 있다.
(2) 제어 및 모니터링 시스템의 표시 기능
● 이미 알려진 Internet Explorer, Netscape, Navigator 등 웹브라우저를 통하여 쉽게 이들 제어 및 감시 화면을 불러들일 수 있다.
● RS232, RS485 등 직력 통신 포트나 Ether net TCP/IP를 통하여 쉽게 제어 및 감시 체계로 접근 할 수 있다.
● 모뎀을 통해 세계적으로 광역 접근이 가능하다.
● ON-LINE 상태에서 모든 PLC의 진단 및 원격서비스, 시운전 등을 미리 설정된 4개의 제어 및 감시 화면(매개 변수 페이지)을 통하여 쉽게 실시 할 수 있다.
(3) 특징
● PLC 내장형의 WEB SERVER로 TCP/IP 통신을 위한 별도의 기기 구입이 불필요 하다.
● 제어 및 감시용 사용자 지정의 HTML 페이지 및 그림들을 PLC에 저장할 수 있다.
● 사용 중인 PLC 데이터를 HTML 페이지 상에서 텍스트 명령으로 간단히 화면에 표시하거나 수정 할 수 있다.
● PLC에 저장된 HTML 페이지는 모든 종류의표준 BROWSER에 의하여 불리어 질 수 있다.
● PLC에 저장된 HTML 페이지는 4단계의 암호기준에 의하여 보호 되어있으며, 각 암호 별로 추가로 사용자 지정 암호를 지정할 수 있다.
● Web 기반 제어 기술은 Intenet 접속, 인터네서 서비스 제공자, Ethernet네트워크,

TCP/IP 모듈 등 광대한 투자가 이미 이루어 졌기 때문에 이들 결과를 거의 무료로 사용하기 때문에 제어 및 감시를 위한 솔루션으로서 적합하다.
● 별도의 추가 비용없이 PLC에 내장되기 때문에 간단하고 저렴한 솔루션임에 틀림없다.

Web 서버의 개념
일반적으로 Web server는 2개의 영역으로 나눌 수 있다. 그 하나는 웹 브라우저에 접속하는 통신 영역이고, 또 하나는 HTML 페이지와 현재 PLC 데이터에 접근을 제어하는 그림 등을 관리하는 실제 서버 영역이 될 수 있다<그림 2>.
TCP/IP 통신 방식은 컴퓨터 위주의 시스템이다. 따라서 실제 제어 프로그램 적용시에 PLC의CPU의 짐(부하)를 덜어 주기 위하여 Web ser ver의 TCP/IP 통신 부분을 PC에 처리하는 방식을 택하였다.
이 경우 통신 영역은 Web-connect라는 통신 드라이버 프로그램에 의하여 실행된다. 따라서 PLC에는 단지 HTML server, data server, HT ML pages와 관련된 그림 등을 저장하면 된다.

웹 서버의 구성 제품
(1) HTML server
HTML server는 전체 Web server의 심장부 역할을 한다. Serial 포트 또는 Ethernet TCP/ IP를 통해 Web broser의 요청에 의하여 PC에 어떠한 HTML 페이지나 그림 등을 보내는 기능을 한다.

(2) Data server
Data server는 PLC의 현재 데이터를 PLC 메모리에서 직접 HTML server로 보낸다.
이 경우 PLC의 모든 데이터(레지스터,플래그, I/O, 데이터 블록[DB/TEXT])이 현재의 PLC 데이터는 HTML 서버를 통하여 요총헌 HTML 페이지로 전달된다.
(3) HTML pages
제어 및 감시 기능들은 그림 혹은 Java 애플릿을 내포한 사용자 지정의 HTML 페이지에 기반을 두고 있다.
(4) PC 드라이버 ‘Web connect’
‘Web connect’ 라는 PC, 드라이버 프로그램을 PC에 설치하면 PC와 PLC를 연결하게 된다.이 Web connect 프로그램은 Serial 통신 Protocol을 TCP/IP protocol로 변환시키는 역할을 한다. 이렇게 함으로서 PLC에 저장된 HTML 페이지들을 Web browser 위에 표시 할 수 있게 된다.


이 프로그램은 일단 설치만 하면 사용자에게는 편리하다. PLC에 설치된 WEB SER VER는 제어 및 감시 기능을 조작하는 것은 쉽다.
(5) 프로젝트 만들기
제어 및 감시프로젝트의 구성은 단지 아래의 3단계 작업만이 필요할 뿐이다.

1) 제어 및 감시 기능의 HTML pages 만들기
제어 및 감시 기능은 HTML pages로 만들어 진다. 이들은 이미 알려진 어떠한 도구 (예로 MS의 Front page, Word, Exel, Powewr point)로서도 쉽게 제작이 가능하다. 동시에 사진들도 HTML Pages안에 대등하게 입력이 가능하다.
가동 중인 PLC의 현재 데이터를 표시하기 위하여는 간단히 텍스트 명령만 HTML 페이지에 입력하면 된다.
예를 들어 출력 O16의 상태을 다음과 같이 불러 낼 수 있다. %%PDP, O16% <그림 4>
2) HTML page를 PLC 데이터로 변환하기
Web builder 소프트웨어 도구를 이용하여 쉽게 HTML Page를 PLC 데이터로 변환 할 수 있다. 이 도구는 HTML Page와 그림을 선택하여야 변환할 수 있다.<그림 5>
3) 제어 및 감시 기능을 PLC에 다운로딩 실시
이 HTML Page에 포함된 데어터 블록들은 PG5 프로젝트의 핵심 부분이 되며, 제어용 PLC 프로그램과 함께 PLC에 다운로딩 한다.

Web browser 상에 HTML Page 표시하기
PLC에 저장된 HTML Pages 들은 MS의 Internet Explorer 혹은 Netscape Navigator 등 표준 web browser에 의하여 표시될 수 있다.

암호화 보안장치
HTML Pages나 PLC 데이터에 접근은 암호화 되어있어 보호된다. 4단계의 암호와 각기 사용자 지정 가능한 암호가 가능하다.<그림 6>
● Level 1- HTML Page 표시
● Level 2- PLC 데이터 표시
● Level 3- PLC 데이터 수정
● Level 4- 매개변수 리스트의 변경 및 저장

매개 변수 페이지
진진 및 보수를 위하여 모든 PLC 데이터가 직접 입력될 수 있는 개별 매개변수의 테이블을 지정할 수가 있다.
여기에는 Resisters, Flags, inputs/outputs, 등이 있으며 on-line 상태에서 표시되며 프로그래밍 유니트나 특별한 소프트웨어 도구없이 수정이 가능하다. 여기서 매개변수 역시 쉽게 사용자에 의하여 편집될 수 있으며, 암호화에 의하여 보호 될 수 있다. 한대의 PLC 당 4개까지의 매개변수 페이지를 지정하고 PLC에 저장할 수 있다.<그림 7>

기술 사양
(1) PLC 하드웨어



(2) 제어 및 모니터링 페이지



(3) 제어 및 모니터링 페이지 상의 PLC 데이터



(4) 매개변수 표


맺음말
첨단 방식이라고 해서 모두 좋은 것은 아니다. 말로는 Web based 시스템이라고 시설을 하여 놓고 자체 시스템 네트워크만 Ethernet으로 구축하여 운용하며 외부와는 차단 또는 아예 인터넷에는 연결도 안하는 경우가 많이 있다.
이러한 경우에는 오히려 PLC 마다 고유의 통신 PROTOOL을 이용한 네트워크 시스템을 구축하고 필드 레벨의 MMI 또는 HMI를 갖추고 운용하는 편이 낳을 수도 있다.
필자의 경험에 따르면 Web based PLC를 사용하는 대신 표준 Standard Classic PLC를 사용하고, 시중에 유통되는 MMI에 접목시켜 운용을 하면서 PC를 기반으로 하는 원격제어(Web based remote control)시스템을 사용하는 편이 한결 편리함을 느끼고 있어 수 많은 고객 시스템을 현재 관리 운영하고 있다. 따라서 하고자 하는 목적에 적합하여야 하고, 예산 면에서 경제적이어야 한다. 또한 심각한 문제는 PC의 바이러스의 침입에 속수 무책이라는 점이다. 아무리 방화벽을 설치한다 하여도 무차별로 공격하는데는 방어에 한계가 있기 때문이며 경제적 문제도 제기된다고 볼 수 있다.
문의 : (02)784-3651

용어해설
미분시간(Rata Time)
비례 미분동작(PD동작)을 갖는 요소에서 입력변량에 램프상태의 변화를 준 경우 출력변량이 램프입력을 인가한 직후의 변화량이 2배에 달하기까지에 요하는 시간

김 기 중 / (주)오토메이션테크놀러지즈

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