[인터뷰] “스마트 팩토리 솔루션 에지단으로…더욱 작아져야”

[테크월드=양대규 기자] “초콜릿을 생산할 때, 가장 중요한 것은 맛의 일관성을 유지하는 것이다. 하지만, 초콜릿에 들어가는 재료들은 종류가 다양하며, 전 세계의 다양한 곳에서 공급되기 때문에 균일한 질을 유지하기 힘들다. 이런 상황에서 초콜릿의 맛을 일정하게 유지하기 위해서는 에지단의 센서들이 일관성있게 작동해야 한다”

제프 드앤젤리스(Jeff DeAngelis) 맥심 인터그레이티드 인더스트리·헬스케어 사업부 총괄은 지난 11월 6일 열린 국내 인터뷰를 통해, 이와 같은 예시를 들며 스마트 팩토리 솔루션은 에지단으로부터 이뤄져야 된다고 강조했다.

그는 “스마트 팩토리가 제조업에 준 이익을 보면 다음과 같다. 65%의 생산성 향상, 43%의 생산 사이클을 단축 시켰으며, 60%의 품질 향상과 생산의 일관성 유지, 28%의 소모되는 부분을 줄일 수 있었다”며, 스마트 팩토리를 위한 맥심의 새로운 솔루션인 ‘Go-IO’를 소개했다.

“인더스트리 4.0 구현 위해 중앙 아닌 에지단으로 이동해야”

제프 드앤젤리스 총괄은 맥심의 새로운 Go-IO 산업용 IoT 플랫폼을 소개하며 제품이 인더스트리 4.0 디지털 공장 장비에 인텔리전스를 제공하며, 공장 내부 PLC(Programmable Logic Controller)의 엄격한 크기와 전력 필요 사항을 충족시킨다고 밝혔다.

그는 “인더스트리 4.0 구현을 위해서는 중앙이 아닌 에지단으로 이동해야 한다”며, “공장과 제조 시설이 점점 더 많은 자동화된 기계에서 데이터를 수집하기 때문에 PLC는 하부 조립 라인이나 복잡한 기계 등에 맞게 크기의 소형화가 이뤄져야 하며, 소프트웨어를 통해 실시간으로 모니터링한 내용이 클라우드 서버로 보내져야 한다”고 강조했다.

맥심에 따르면, 신용카드 절반 크기에 17가지로 구성 가능한 IO(Input/Output)가 집적된 Go-IO는 자동화된 공장 서브시스템(subsystem)에서 산업용 IoT의 잠재력을 최대한 이끌어내고 생산성을 향상시키는 자가 진단 기능을 구현한다.

디지털 공장은 변화하는 상황에 따라 즉시 제조 라인을 조정해야 한다. 자동화된 장비는 완전한 산업 융합을 위해 자가 진단과 최적화 기능도 요구된다. Go-IO는 최첨단 인텔리전스를 지원해 장비 상태, 상황 정보를 모니터링, 커뮤니케이션하고 처리량과 생산성을 높여준다.

Go-IO는 제어 기능과 인텔리전스를 단일 중앙 제어 센터에서 각각의 자동화된 장비로 이동시켜 변경된 제품 사양이나 제조 요구사항에 장비가 즉각 대응하도록 한다. 이 레퍼런스 디자인은 이전 버전인 포켓 IO보다 전력 소비는 50%, 크기는 10배 더 작아 한층 까다로워진 PLC의 크기와 전력 필요사항을 만족시킨다.

이에 대해 제프 드앤젤리스 총괄은 ‘맥심의 스마트 팩토리를 위해 걸어온 여정’을 소개하며, “2014년 출시한 마이크로 PLC라는 소형화된 PLC 레퍼런스 보드는 기존 PLC 보다 대략 15% 작은 사이즈를 가졌다. 이후 맥심은 2년마다 새로운 칩셋 군을 출시했다. 2016년 출시한 포켓 IO에서 가장 중점으로 뒀던 부분은 생산의 유연성이었다”고 설명했다.

산업·빌딩 자동화, 로봇 분야에 적합한 ‘Go-IO’

유연하고 견고한 오픈소스 Go-IO는 산업·빌딩 자동화, 산업용 로봇 분야에 이상적이다. Go-IO에는 ▲12개의 고집적 IC ▲다중 디지털 IO 구성을 지원하는 17개 IO ▲아날로그·디지털 센서 모두에 범용 IO 인터페이스를 제공하는 4채널 IO 링크 마스터 ▲시간에 민감한 상태와 상황 정보를 로컬 데이터 레이크(Data Lake)나 클라우드에 업로드하기 위해 안정적인 멀티 드롭 데이터 네트워크를 제공하는 강력한 25Mbps 절연 RS-485 통신 채널이 포함된다.

제프 드앤젤리스 총괄은 “기존 PLC 제품의 경우 75개의 IC가 사용됐으며, 포켓 IO에는 28개의 IC, Go-IO는 12개의 IC 안에 같은 기능이 사용된다”며, “무엇보다 Go-IO는 입출력단의 유연성과 디지털 입출력단의 안전에 대한 규격이 보장됐다. 포켓 IO와 달라진 점이 있다면, 포켓 IO에는 모터드라이버 블록이 들어가 있었지만, Go-IO에는 그것이 빠져있다는 차이가 있다”고 설명했다.

Go-IO는 ▲MAX14819 ▲MAX22192 ▲MAX14912 ▲MAXM22511 ▲MAX14483/MAX14130 ▲MAXM15462로 구성된다. 

MAX14819는 저전력 듀얼 채널 IO 링크 마스터 트랜시버(transceiver)로 센서·액추에이터(Actuator) 전력 공급 컨트롤러를 탑재했다. MAX22192는 8채널 디지털 입력 디바이스로 절연 SPI(Serial Peripheral Interface), 단선(Wire Break) 탐지 기능, 정확한 입력 전류 제한기를 탑재하고 6mm x 10mm 패키지로 제공된다. MAX14912는 8채널 디지털 출력 드라이버로 640mA 고압측(High-Side) 스위치 또는 푸시 풀(Push-Pull) 설정이 가능한 출력을 지원한다. 200kHz 스위칭, 맥심 고유의 빠르고 안전한 유도성 반응 비자성화(Demagnetization Inductive Kickback) 기능을 제공한다.

MAXM22511은 통합 2.5kVRMS 절연 전력< 디지털 절연 RS-485 트랜시버 모듈이다. +/-35kV 정전기방전(ESD) 보호와 함께 25Mbps 데이터 전송률을 지원하며 컴팩트형 9.5mm x 11.5mm 패키지로 제공된다. 제프 드앤젤리스 총괄은 “기존의 포켓 IO의 MAX14949와 트랜스포머를 하나의 칩으로 통합해 40%의 공간절약이 있었다”고 설명했다.

MAX14483은 컴팩트형 20핀 SSOP(Shrink Small Outline Package)로 제공되는 6채널 3.75kVRMS 갈바닉(galvanic) 저전력 디지털 절연기다. MAX14130은 컴팩트형 16핀 QSOP(Quarter-Size Small Outline Package)로 제공되는 4채널 1kVRMS 갈바닉 디지털 절연기다. MAXM15462는 히말라야 uSLIC 전압 레귤레이터 IC, 전력 모듈로 2.6mm x 3mm의 더욱 작고 단순하며 냉각효과가 향상된 산업용 전력 장치를 지원한다.

제품 소개 이후, 제프 드앤젤리스 총괄은 Go-IO를 이용해 동작을 컨트롤 하고, 스테이터스들을 업로드하는 데모를 선보였다. 애플의 아이패드(i-pad)를 이용해서 축구공 공장 로봇을 컨트롤해 공의 사이즈, 압력, 원형에 대한 테스트를 진행했다.

그는 “(사이즈, 압력, 원형) 세 가지 기준은 FIFA에서 관리하는 규정과 동일하다”며, “두 개의 Go-IO 모듈이 축구공 공장에 설치돼 있으며 하나의 모듈은 각 포지션을 이동시키거나 테스트의 동작을 컨트롤하고, 또 다른 모듈은 각각의 스테이터스에 대한 정보를 업로드 하는 역할을 한다. 두 모듈은 서로 통신을 하면서 호환하고 전체적인 동작 알고리즘은 AI를 이용해서 움직이며 필요에 따라 역할을 바꿔 갈 수 있다. 아이패드 화면에서 바로 결과를 확인할 수 있다”고 설명했다.

IHS 마킷(IHS Markit)에 따르면, 산업용 IoT를 구현하려면 자동화된 최첨단 공장 장비 내 스마트 커넥티드 센서와 PLC 수를 늘려야 한다. 이런 디바이스 도입을 가속화하는 솔루션은 자동차, 화장품, 스포츠 장비에 이르기까지 다양한 상품을 제조하는 과정에서 그 가치를 입증할 것이다.

제프 드앤젤리스 총괄은 “공장과 제조 시설이 점점 더 많은 자동화된 기계에서 데이터를 수집하기 때문에 PLC는 하부 조립 라인이나 복잡한 기계 등에 맞게 크기가 작아져야 한다”며 “Go-IO는 생산성을 높여줄 뿐만 아니라 실시간 중요 의사결정을 위해 필요한 기계의 상태, 상황 정보를 제공한다. 차세대 산업용 IO 솔루션으로 산업 융합을 촉진시킬 것”이라고 밝혔다.