PAC 의진보 어드밴텍 www.advantech.co.kr PAC란무엇인가? 대부분의산업공정이하드에내장된릴레이로직이나아날로그루프컨트롤러에의한제어가가능해진것이불과 30 년전의일이다. 30년전우주왕복선의 3개컴퓨터시스템에내장된램이 100 킬로바이트이하였고, 이를통해그우주선내의복잡한프로그램을실행하였다. 불과 30년전에는 PC와같은것은없었다. 지난 30년동안, 우리는하드에내장된릴레이와 아날로그컨트롤러로부터아주멀리까지와있고컴 그림 1 퓨터는당시의사람들의확신과예상그이상으로변화해가고있다. PLC가먼저개발되다 1979년대, 마이크로프로세서는느리고, 비쌌으며오류가많았다. 메모리또한마찬가지였다. Bedford Associates( 후에 Modicon) 의 Richard Morley와 Allen-Bradley의 Otto Struger는 PLC라고불리는디바이스를생산해냄으로써자동차산업에서하드에내장된릴레이로직과관련된비용을어떻게줄일지에대한도전에직면하였다. 컴퓨터로불리던것을컨트롤러라고명명했지만, 사용자들은놀라지않았다. 라고 Morley는회상하고있다. PLC는전기공들이익숙해했던싱글라인의와이어링다이어그램플랜트와유사한 Ladder Programming 의사용으로하드에내장된릴레이의로직을쉽게복사할수있었다. 자동차산업을선두로, 비용절감에뛰어난장점을지닌 PLC는그후보편화되었다. 이로써 PLC는개별제조산업의제어에대변혁을 32 C &I 2009. 3
PAC 의진보 그림 3 그림 2 일으켰으며동시에, 퍼스널컴퓨터또는 PC는사무실과기업의제어에있어서대변혁을일으켰다. 이어서 PC가개발되다. 30년전, 오피스에서의컴퓨팅은미니컴퓨터와메인프레임시스템으로이루어졌다. 대부분은독립적으로사용가능했으나, 네트워킹컴퓨터시스템으로나아가려는시도도있었다. 소프트웨어는간단한워드프로세싱을처리하는데스프레드시트비용은라이센스 (Seat License) 당 10,000달러를초과했다. ( 다운로드하는데비용이들지않는오늘날의개방형의 Open Office와는대조됨 ) 메모리와저장장치도매우비쌌고, 프리미엄이붙기까지했다. 이후, Apple, IBM과다수의제조업체들은간단하면서도저렴한 퍼스널컴퓨터 를만들어내면서 1980년대말까지, 퍼스널컴퓨터가기업을점령하게되었고, 1990년대말쯤에는, 전세계적으로비즈니스와제조업컴퓨팅의표준이되었다. PAC가개발되다. 비용은줄어들었고메모리와프로세서파워는증가하였으며, 시스템의신뢰도가중요하게되었다. 즉, 한대의 PC 싱글보드컴퓨터를만드는것이 PLC를만드는것보다더저렴하게됐다. 이에회사 와사용자들은기존의 PLC를대체하기위해 PC의유용성을조사하게되었다. 2000년대초까지, 프로그램이가능한자동화컨트롤러인 PAC를집중적으로실험했다. ARC Advisory Group의 Craig Resnick은 ladder-logic이프로그래밍된 PLC를대신하여퍼스널컴퓨터형태의구조를가진 PAC의명칭을만들었으며 2002년, 그는 PAC는다음의기능을포함한다고서술하였다. 단일의플랫폼상에로직, 모션, 드라이브와프로세스를포함하는멀티-도메인기능 일반적인태깅과단일의데이터베이스를통합하는단일의플랫폼 여러대의장비나프로세스유닛이교차하는공정흐름에의한디자인을허용하는소프트웨어툴 공장의장비배열에서부터공정플랜트의유닛운용에이르는산업애플리케이션을반영하는오픈형의모듈러아키텍쳐 네트워크화된다양한제조업체시스템의부분으로서데이터교환을허용하는네트워크인터페이스, 언어등을위한사실상의표준 ( 의채용 ) 어디에서 PAC를사용합니까? PAC는오래되고한계를지닌 PLC의설계에비해서상당한장점을가지고있는데, 그장점들은다음과같다. 2009. 3 C&I 33
더상위수준의플랫폼과의 COTS (Commercial Off The Shelf) 네트워킹 와이어가필요없고필드버스형태의연결성 멀티플프로토콜을통한인터페이스 뛰어난프로세싱속도와수치연산을위한코프로세서가있는고속의 COTS CPUs DOS, 리눅스, Windows CE 와같은 COTS 운용시스템의사용 제한이없는메모리와저장 하나의플랫폼상에 HMI 기능 향상된컨트롤알고리즘 광범위한데이터베이스조작 통합된커스텀컨트롤루틴 복잡한프로세스시뮬레이션사실, PAC는하드에내장된릴레이, 아날로그컨트롤러와 PLC가사용되고있는거의모든애플리케이션에사용할수있다. 초고속의모션컨트롤이요구되는곳에서나계장안전관리기술시스템 (Safety Instrumented Systems) 용에서만약간의예외가있을뿐이다. 그리고실재로지난 10년간, PAC는많은애플리케이션에서 PLC를대체하고있다. 일부 PLC 제조업체는 PAC를만들고있고, 일부는 PAC에대한기준을사실상충족하는 PLC 디바이스로분류하고있다. 임베디드컴퓨팅의혁명 PAC는 임베디드컴퓨팅 이라불리는혁명의한부분으로타이어에서토스트기까지거의모든장치의내부 PAC에는컴퓨터디바이스종류가설치되어있다. PAC는산업용자동화컨트롤러로서사용되는임베디드컴퓨터이다. PAC는임베디드컴퓨팅에서의사용을위해사용자의용도에맞는상업용운용시스템을사용한다. 이는 PAC가단순히산업용자동화시장만을위한것이아니라, 전체임베디드컴퓨팅시장의성장에 그림 4 영향을주었고, 임베디드컴퓨팅제품의개선과개발역시도 PAC의성능에즉시반영되고있음을의미한다. OS도선택할수있다 PAC는도스 (DOS) 나윈도우즈기반의운용체제와사용이가능하며, 리눅스 (Linux) OS와도함께사용된다. 여전히도스는도스는다른운용체제보다큰장점을지닌운용체제로평가되고있다. 우선, 도스는윈도우즈와리눅스처럼빠르게업데이트되고있지않기때문에, 도스를기반의 PAC도업데이트나패치에의한잠재적인손상이없다. 또한, 도스는좀더비용효율적이며, 엔드유저나머신빌더의낮은전력요구사항을만족시키며, 열손실에대한요구사항도엄격하지않다. 팬리스 PAC의운용은도스기반의 PAC로구동하는것이좀더쉽다. 이에비해, Windows CE 기반의 PAC는애플리케이션, 주변장치및네트워킹에대한일반적인윈도우즈성능의대부분에영향을줄수있다. 윈도우즈는사용자가터치패널이나평면모니터를컨트롤러의 VGA 포트로연결할수있다. PAC는때때로동일한하우징에디스플레이와컨트롤러가탑재된복합유닛으로조립되기도한다. 사용자는컨트롤러상에패널소프트웨어를설치할수있고터치스크린대신에비용이저렴한평면 34 C &I 2009. 3
PAC 의진보 패널을사용할수도있다. PAC OS용으로 Windows CE의사용은이더넷네트워킹을포함하여 USB 연결등도스에서는허용하지않는특수모듈의사용이가능하다. PAC 선택하기 PAC를선택하는것은 PLC나데스크탑 PC를선택하는것과같다. 사용자는하드웨어와운용체제를선정해야하고, 함께구동될주변장치를선택해야한다. 이어서 PAC상에서작동될애플리케이션을선택하거나만들수도있다. 사용자는원하는 PAC 플랫폼의선택시다음과같은사항을고려해야한다. 저전력운용이필요한지, 아니면통풍이필요한곳인지, 팬쿨링이적합하지않는위치인지등어떠한환경에서 PAC가사용될것인지에대한사전조사이다. 도스기반의 PAC를원하는지아니면터치스크린사용을할수있는더나은기능과성능을위해서 Windows CE를탑재하기를원하는지아니면그외의다른윈도우즈기반의 HMI를원하는지결정해야한다. 또한, 어떤종류의 I/O가필요한지, 또얼마나필요한지도계산해두어야한다. 이것이플랫폼선택과 OS 및주변장치의선택에영향을주기때문이다. 디지털입출력, 아날로그입출력의정확한수를고려하여 PAC를선정한다. 예를들어, 버튼, 센서및스위치와같은것은수를헤아려서얼마나많은디지털입력이필요한지파악해야한다. 이러한디지털입력들은 PAC의팬, 라이트, 모터의수를좌우하는근거가될것이며, 그수를계산해서얼마나많은디지털출력이필요한지파악해야한다. 또한, 사용자가전압, 전류또는온도를측정하고자한다면아날로그입력이필요하고, 써모커플이나 RFD 모듈로쓰일것이다. 모터의속도나컨베 그림 5 이어의속도의제어를위해서도아날로그입력이필요하다. 또한, 사용자시스템의확장가능성도확인해야한다. PAC는특별한운용을수행하는성능을지니고있으며, 특수모듈을호스트할수도있다. 모션컨트롤, 카운터모듈, 추가메모리및맞춤형 I/O 모듈을포함하는특수모듈이이러한종류의예이며, 이런전체운용을제어하는 1개의컨트롤러와 1개의운용시스템이필요하다. 하드웨어를결정했다면, 소프트웨어를결정해라. PAC 시스템에는 3가지형태의소프트웨어가있다. 첫째는운용시스템이고, 둘째는프로그래밍소프트웨어, 마지막은 PAC상에서구동될애플리케이션소프트웨어프로그램이다. PLC에친숙한대부분의사람들은 ladder나 IEC 61131-3 프로그래밍언어중의하나를이용하고있으며, 퍼스널컴퓨터에친숙한대부분의사람들은보통 Visual Basic, C++, Visual C 와그외의고차원프로그래밍언어로프로그래밍하는데익숙해져있다. 즉, 다시말해 PLC에사용되는 ladder로프로그래밍을다룰수있는프로그래머들보다 PAC의고차원프로그래밍언어에친숙한프로그래머의수가많다는것이다. 2009. 3 C&I 35
동시에, ladder나 statement list 또는 FBD와같은 PLC 중심의프로그래밍언어를사용할수있게되는것도유용하다. 1개의 PAC는두종류의프로그래밍이가능하다. PAC는 SCADA 시스템내의 RTUs (remote terminal units) 으로서사용가능하며, HMI 자체로작동될수있고, 분산네트워크컨트롤시스템에서 peer-to-peer 노드로도사용할수있다. Windows CE 기반의 PAC는산업등급의이더넷스위치를사용해서표준이더넷네트워크로쉽게통합될수있도록디자인되었다. 윈도우즈기반의 PAC를사용하면 COTS (Commercial off the Shelf) 프로그램과애플리케 이션을프로세스컨트롤러로서운용하는동일한장비상에서구동할수있다는것이다. 기존의 PLC를사용하면서, 그 PLC의디자인이크게중요치않은곳에서는 Data Historian과 HMI를 PAC와쉽게통합할수있다. 지난 10년간, PAC는 COTS 하드웨어및소프트웨어상에서그위치를입증하였고, 보다더견고하고신뢰성이있는제품으로진화하였다. 사실상외관적으로 PLC와 PAC의차이점을구별해내는것이쉽지않으며, 내부에내장된 PAC의장점을알아야우리는 PAC의뛰어난성능을알수있다. 문의 : 080-363-9494 CIM 의목표 용어해설 CIM의목표는대략재고량의삭감, 직간접인원의삭감, 생산효율의향상, 제품품질의향상, 제조리드타임의단축, 제조설비의유효활용등을달성한다. 수주에서제품납입에이르는모든기업활동의일관시스템화를목표로하나. 시스템을구축한뒤에 OA 기기 ( 컴스컴, 워드프로세서, 팩스밀리등 ), EA기기 (CAD, CAM, CAE 등의워크스테이션 ), FA기기 ( 컨트롤러, 셀머신, FMS 등 ), LA기기 ( 분석기기, 시뮬레이터등 ) 등의네트워크화, 데이터베이스화로써의통합을실현하는것이라고한다. 좀더간략하게 CIM의궁극 적인목표를표현하면 just in time, stock minimum 및최소비용을동시에생산, 물류의장에전개시키려고하는것 이된다. 한편기업전략적으로 CIM의목표를취하면첫째, 시장요구에대응한차별화상품의신속한개발, 둘째, 판매에서생산까지의토탈리드타임의단축셋째, 간접비를포함한토탈비용의삭감넷W, 품질데이터의정확한 Feed Back에의한토탈질적향상다섯째, 리얼타임한정보전달에의한의사결정의신속화라는것으로될것이다. 36 C &I 2009. 3