PHM (2) - PHM 준비 : 데이터 수집하기 1편 (feat. OPC UA)

PHM (2) - PHM 준비 : 데이터 수집하기 1편 (feat. OPC UA)

PHM을 구성하기 위해 어떻게 공정 데이터를 수집할 것인가?

 

 안녕하세요? 데이터 위자드 시모입니다.

 

 지난 PHM 소개 포스팅에서 PHM(Prognostics and Health Management 건전성 예측 및 관리)이 무엇인지와 PHM의 설비를 구성하기 위해서 어떠한 것이 필요할 것인지에 대해서 이야기했었습니다.

 

PHM (1) - PHM(건전성 예측 및 관리) 소개

PHM (1) - PHM(건전성 예측 및 관리) 소개

 

 오늘은 지난 포스팅에 이어서, PHM 구성을 위한 준비단계 중 어떻게 공정 데이터를 수집하고 관리할 것인지에 대한 내용과 더불어 OPC UA에 대해서 이야기해보도록 하겠습니다. 

 

현장의 데이터 수집을 위해서는 먼저 두 가지 사항을 고려해야 합니다.

 

현장에서 데이터 수집을 하기 위해서는, 먼저 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.

 

• 데이터 보관 & 관리 PC와 현장 PLC 나 DCS의 물리적 연결
  
  
• 데이터를 보관 및 관리할 소프트웨어(솔루션) 

 

개념적으로 이해하더라도, 뭔가 데이터를 수집하려면 공정 라인과 PC를 통신으로 물리적 연결 및 데이터 처리가 필요할 것이라 예상이 되실 것이라 생각됩니다. 각각에 대해서 조금 더 이야기해보자면,

 

데이터 보관 & 관리 PC와 현장 PLC 나 DCS의 물리적 연결

 

말 그대로, 데이터를 가져올 수 있도록 연결하는 작업입니다. 현장에서 소위 말하는 Ethernet이나 485 통신과 같은 Fieldbus 통신을 포함하여, 먼저 데이터를 주고받게 되는 각 Component 들의 연결에 대한 부분이라 하겠습니다.

 

통신은 통해야한다 @Pixabay

 

이 부분은, 본 사이트의 '공장자동화/통신' 카테고리에서  다루고 있사오니, 관련된 내용은 해당 섹션을 참조하여 주시기 바랍니다.

 

https://datawizard.co.kr/category/%EA%B3%B5%EC%9E%A5%20%EC%9E%90%EB%8F%99%ED%99%94/%ED%86%B5%EC%8B%A0

'공장 자동화/통신' 카테고리의 글 목록

 

 

데이터를 보관 및 관리할 소프트웨어(솔루션)

 

 이 역시, 데이터를 수집하여 보관(DB화)하고 이를 관리할 프로그램이 필요할 것이라 쉽게 예상할 수 있을 것입니다. 이에 대한 내용은 다음 단락에서 더 자세하게 논하겠습니다.

 

데이터 수집을 위한 다양한 솔루션을 이미 FA 제조사에서 제공하고 있습니다.

 

 이미 굴지의 FA 제조사들에서는 데이터 수집부터 데이터 보관, Historian과 같은 이력 및 트렌드 관리, 시각화 기능까지 더한 다양한 솔루션을 제공하고 있습니다.

 

Rockwell Automation을 예시로 설명드리자면,

 

FactoryTalk Historian 프로그램이나

https://www.rockwellautomation.com/ko-kr/products/software/factorytalk/operationsuite/historian.html

Operational Historian 소프트웨어 | FactoryTalk 한국

 

FactoryTalk Metrics과 같은 프로그램이 그 예시가 될 것입니다.

https://www.rockwellautomation.com/ko-kr/products/software/factorytalk/operationsuite/metrics.html

FactoryTalk Metrics | FactoryTalk 한국

 

 하지만, FA 제조사들마다 출시되는 솔루션들도 각기 다른 뿐 아니라, 새로운 기능의 추가와 더불어 몇 개의 설루션의 기능이 통합되어 새로운 이름으로 출시되는 경우도 있다 보니, 출시되는 모든 솔루션의 모든 기능을 알고 가기는 현업에서 사실상 어려운 일 일 것입니다.

 

검색하다 보면 머리가 어질어질해집니다. @Pixabay

 

 따라서, 개인적인 생각으로는 다소 뻔한 이야기처럼 들릴 수 있겠지만, 엔지니어 분들은 현장에서 주로 사용하는 FA 제조사 측의 기술 영업에 문의하는 것이 적절한 데이터 수집 및 관리 솔루션을 검토하는데 가장 빠른 방법이 될 것이라 생각됩니다. (제조사에서 가장 최신의 그리고 가장 적합한 솔루션을 제일 잘 알고 있을 테니까요.)

 

OPC UA?

 

 데이터 수집 솔루션 관련 자료를 검토하다 보면, OPC UA라는 키워드가 많이 보이는 것을 느끼실 것입니다.

 

OPC UA는 OPC Foundation에서 발행한 Open Platform Communication으로, 최근 각 FA 별로 각기 다른 프로토콜을 우선하게 되는 춘추전국시대와 같은 필드버스 시장을 통합하기 위한 움직임이라 하겠습니다.

 

OPC UA 홈페이지는 아래 링크를 참조하시기 바랍니다.

 

https://opcfoundation.org/about/opc-technologies/opc-ua/

Unified Architecture - OPC Foundation

 

 OPC 홈페이지 글로만으로는 직관적으로 이해하기 어려울 수 있는 바, OPC UA에 대해서 잘 정리해놓은 블로그 링크를 아래와 같이 첨부합니다. 해당 내용을 참고하시기 바랍니다.

 

https://red-nose-cousin.tistory.com/2   

OPCUA 통신 쉽게 알기 - 1편 OPC 란 무엇인가

 

 

 OPC UA가 없었던 이전의 현장에서 모습은 어떠했을까요? 조금 극단적으로 예를 들어 보겠습니다.

 

 만약 현업에서 각기 다른 FA 제조사 제품을 사용하는 경우(A-B, LS, 미쓰비시, Siemens 등), 그리고 엔지니어가 각 라인별로 임의의 데이터를 수집하여 중앙에서 관리하고 싶다고 할 때,

 

 각 FA 별로 각기 다른 프로토콜을 연결하기 위해,

 엔지니어는 메인이 되는 FA 장비를 기준으로 별도의 통신 모듈을 추가로 설치하고 이를 개별 라인 쪽과 연결해야 하는 번거로운 작업을 진행해야 했습니다. (통상 이러한 번거로운 작업을 피하기 위해, 어느 정도 규모의 사업장의 경우는 FA Vendor를 통일하는 게 일반적이긴 합니다.)

 

 

 반면 OPC UA를 적용하는 경우, 사용자는 중앙 PC에 각 FA에 맞는 OPC DA만 개별적으로 설치해주면 각 개별 FA에 대한 연결에 대한 고민을 상당량 줄일 수 있을 것입니다.(물론, 공정 라인과 PC와의 물리적 연결은 기본적으로 수반되어야 할 것입니다.)

 

글 마무리하며

 

오늘은, 현장에서 PHM을 구성하기 위해서 공정 데이터를 어떻게 가져오고 보관하고 관리할 것인지에 대한 1편으로 데이터 수집과 더불어 OPC UA에 대해서 이야기해보았습니다.

 

 저 역시, 머릿속에 가지고 있는 개념을 정리하여 글로 설명한다는 것이 상당히 어렵다고 느낄 정도이며, 해당 개념은 쉽게 설명될 수 있는 것은 아니라고 생각하는 바입니다.

 

 특히 OPC UA이라는 것을 처음 접하신 분들이라면 아리송한 부분이 많으실 것이라 생각되는데요. 상기 링크된 블로그에 잘 정리되어 있으니, 해당 내용을 참고 주시고 기타 문의사항은 댓글이나 메일로 주시면 도움드릴 수 있도록 하겠습니다.

 

 이어서, 데이터 가져오기 준비단계 2편과 공정에 부착하게 되는 다양한 센서에 대해서 이야기하도록 하겠습니다.

 

도움이 되셨다면 왼쪽 아래 '💗' 클릭 부탁드립니다. 감사합니다.