산업용 애플리케이션을 위한 개방형 네트워크, Scalance W Wireless LAN

복잡한 플랜트의 보다 빠른 커미셔닝, 모바일 컴포넌트와 데이터 네트워크의 인터페이싱, 작업 하기 힘든 환경에서의 배선의 단순화, 그리고 유지 보수 비용의 절감을 위한 해답으로 씨멘스가 SIMATIC NET의 산업용 무선 랜 솔루션을 제시했다. 이에 안정성과 개방성을 중시하는 산업용 무선 랜인 Scalance W Wireless LAN의 특징과 구성 방안을 알아 본다. 

글_ 장희돈 / 지멘스 자동화사업본부 

자동화 시장의 발전은 크게 네트워크에서의 구조상의 향상 및 제어 시스템에서의 구조상 효율화라는 두 가지 축을 중심으로 발전 되어 왔다. 이중 네트워크에서의 구조상의 향상을 위해 네트워크 구조는 하드 와이어링(Hard Wiring) 방식에서 필드버스 시스템으로 진화하며, 분산 제어 시스템이 정착 되었고, 사용자들은 보다 많은 기능, 편리한 사용을 위해서, 복잡한 시스템에서 통합된 시스템으로 솔루션적인 진화를 요구하기에 이르렀다. 

이에 많은 제조 업체들은 사무실에서 많이 사용 되었던 Ethernet을 산업 현장에 도입하여 활용하는 경향에 도달했다. 물론, 초기 Ethernet의 경우 여러 가지 제약이 있어, 산업용에서는 적합하지 않다는 판단이 내려지기도 했으나, 적극적인 기술개발로 가격의 절감과 Full Duplex 방식 등의 기술적인 향상을 이루었다. 또한 산업 현장에서의 애플리케이션 노력을 거듭하여 Ethernet을 산업 환경에 사용 할 수 있다는 점을 많은 예를 통해 증명하였다. 

차세대 산업용 무선 랜 솔루션 

많은 자동화 전문가들은 다음 세대의 네트워크에 대한 주류에 대해서 Ethernet 및 무선을 이용한 시스템을 예상하고 있다. 지금도 무선 솔루션은 유선 와이어링이 어려운 부분에 적극 적용되고 있으며, 이러한 움직임은 비단 자동화 네트워크 뿐만 아니라, 이미 사무용 네트워크에서도 확인할 수 있는 사실이다.자동화 기술의 강국인 독일을 비롯하여 유럽의 많은 국가들이 현재 무선 솔루션을 산업 현장에 적용 하고 있으며, 특히 물류(Logistic), 컨테이너 터미널(Container Terminal), 무인반송차(AGV) 등 유선으로 적용하기 어려운 산업 분야에서 우선적으로 활발하게 적용되고 있다. 

자동화 분야 선두 주자인 씨멘스는 이미 지난 85년부터 산업용 이더넷 솔루션을 제공해 왔으며, 프로피버스 협회에서 주창하는 프로피넷(Profinet)을 차기 산업용 이더넷 솔루션으로 지원 하고 있다.

또한 산업용 이더넷의 모든 부분에 대한 솔루션을 가지고 있으며 그 범위는 커넥터 및 케이블의 1 차적인 요소 에서 무선 랜, 보안 솔루션과 같은 하이엔드(High End) 제품들에까지 제공하고 있다. 이러한 제품들은 기존의 씨멘스 제품들과 융합하여 사용할 수 있으며, 무선 랜 솔루션은 사용자들에게 보다 넓은 가용성 및 유연성을 제공할 수 있는 기회가 되고 있다. 

씨멘스의 무선 솔루션의 개발 초기에는 Bluetooth, RF 통신 등 다른 통신 방법이 있었지만, IEEE 802.11에서 지원하는 많은 이점 때문에 무선 랜 솔루션을 차기 무선 솔루션으로 지정, 개발하게 되었다. 기존 제품과 비교하여 씨멘스는 다음과 같은 산업적인 환경에서 적합하게 적용될 수 있는 특성 및 제품군을 가지고 있다. 

구성 요소 

Simatic Net의 산업용 무선 랜 장비는 IEEE 802.11의 요소를 충족하는 무선 네트워크 장비이다. 또한 특별한 사용자의 요구에 대응하기 위해, 최고의 신뢰성을 보장한다. 무선 랜 네트워크는 새로운 시대의 컴포넌트들을 적극 수용하였다. 

Access Points에서 Power Supply까지 무선 랜 구성의 모든 요소를 제공하며, 유저는 다양하게 WLAN을 구성할 수 있다. 2.4Ghz, 5Ghz를 지원하며, IEEE 802.11 A, B, G 규격을 지원한다. 또한 Din Rail 및 패널에 마운팅 가능하도록 구조화되어 있으며, 씨멘스의 RCOAX 케이블을 사용하여 AP 본체에서 최대 5M 이격된 장소에 안테나를 설치할 수 있도록 함으로써 설치 및 운영상 높은 가용성을 얻을 수 있도록 지원한다. RUGGED / METAL DESIGN 전원의 리던던트 구성 및 다양한 전원 입력 방식을 지원함으로, 고객은 설치 환경에 적합한 구성을 쉽게 이뤄낼 수 있다. 또한 보호 등급 IP 65를 지원하며 방수 등 거친 환경에 적응하여 사용할 수 있다. C PLUG를 통하여 사용자는 설정을 저장하고, 모듈의 교체시 C PLUG의 교체 작업을 통하여 다운타임을 최소화할 수 있다. 

통신의 신뢰도 / 유선 만큼 신뢰할 수 있는 무선 

주요한 통신 채널에 대해 Data Reserved Time을 적용하여, 매 Scan 마다 우선적으로 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라 15ms 이하의 응답 속도를 보장할 수 있다. 

SCALANCE 788-2 PRO Model을 사용하여, 2 개의 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 통신을 구성하여, 하나의 주파수 대역에서 통신이 실패 하더라도, 다른 주파수 대역으로 전환되는 시스템을 구성 할 수 있다. 

통신 보안 

SCALANCE Module 은 등급에 따라 5 가지의 보안 설정을 할 수 있으며, WPA 와 PSK 방식을 지원 한다. 또한 유저는 RADIUS Server를 이용하여 보다 높은 수준의 보안을 적용 할 수 있다. 특히 씨멘스의 보안 모듈인 SCALANCE S 모듈을 같이 사용 함으로써, VPN Tunnel, Fire Wall 기능을 활용하여 높은 수준의 보안 솔루션을 제공한다. 씨멘스의 이름으로 네트워크의 무선, 보안에 관련된 모든 솔루션을 제공하며, 사용자는 이러한 기능들을 쉽게 적용할 수 있다. 

시스템 구성 방안 

SCALANCE W 모듈을 활용하여, 움직이는 기계장치, 모바일 고장 진단 그리고 Wireless PLC 시스템 구성이 가능하다. 또한 이 솔루션은 씨멘스의 전 제품과 유연한 통합 성능을 발휘하며, 이더넷을 지원하는 3rd party 제품과도 완벽한 통합을 제공한다. 

향후 전망 

국내 시장에서의 전체적인 무선 랜 사용은 지난 2003년을 정점으로 점차 감소하리라 예측되고 있다. 그러나 NetsPot을 대표로 하는 공공 산업 부분의 무선 랜 적용이 2003년 최대치를 이루었고, 기업체에서도 꾸준히 증가되는 추세를 보여 왔다. 중요한 점은 자동화 시장에서의 무선 랜의 사용은 이러한 주변의 무선 랜 사용에 힘입어 이제 시작하는 단계이며, 산업적인 측면에 여러 가지 조건을 충족할 수 있는 제품들이 시장에서 힘을 얻어 가고 있는 상황이다. 

자동화 선진국의 사용 예를 지켜 보면서 이제 우리 국내 시장에서도 다양한 애플리케이션에서 무선 랜을 요구하고 있고, 특히 기존 사무용 무선 네트워크를 사용하던 애플리케이션 분야에서도 산업의 특성에 맞춘 제품을 고려하고 있어 주목된다. 

무선 네트워크를 선택할 때 가장 주목해야 할 중요한 사항은 얼마나 산업 현장에서 필요로 하는 요구정도를 확보하고 있느냐 이다. 산업에서 적용될 수 있을 정도의 데이터 통신에서의 신뢰성과 보안상의 안정성 그리고 산업 현장에서 적용할 수 있는 디자인이 지원되는 제품을 유심히 살펴보아야 할 것이다.

2005년 기사 작성