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2022.03.27 18:29

권대현 LS ELECTRIC 자동화연구소 수석연구원

삼성엘텍

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권대현 LS ELECTRIC 자동화연구소 수석연구원

산업용 네트워크 ‘RAPIEnet’ 무상 개방으로 저변 확대 나섰다

"외산 솔루션 대체할 국내 산업생태계 조성 목표…관련 협회도 설립할 것"

엘리베이터는 단지 층간을 편리하게 이동하는 수송수단의 기능을 넘어, 건물이 제대로 기능을 발휘할 수 있도록 돕는 필수조건이 되어가고 있다. 이에 최근 승강기 유지관리 기술의 핵심은 가동 중단 시간을 최소화하는 것이다. 때문에 스마트 커넥티드 승강기는 산업의 미래 먹거리가 될 전망이며, 시스템 구축을 위해 필수적인 산업용 사물인터넷, 네트워크의 확장과 효율성을 위해 모든 장비들이 연결될 것으로 예견된다.

이같은 산업용 네트워크의 중요성은 승강기 분야 뿐 아니라 모든 산업군에서 강조되고 있으며, 특히 전 공정이 유기적으로 이어진 스마트 팩토리는 중요성이 매우 크다. 최근 LS ELECTRIC(구 LS산전)가 자체 기술인 산업용 네트워크 RAPIEnet(라피넷)의 사용권을 오픈하기로 결정한 것도 ‘연결의 시대’에 경쟁력을 가져가기 위한 포석으로 풀이된다.

Q. RAPIEnet에 대해 낯선 독자들을 위해 간단한 설명이 필요할 것 같다.

RAPIEnet(Real-time Automation Protocols for Industrial Ethernet)은 LS ELECTRIC (구 LS산전)에서 독자 개발한 통신방식으로, 실시간 데이터 전송을 위한 대한민국 최초의 산업용 이더넷 국제표준규격(IEC)이다.

1Gbps의 전송속도를 보장하고, 기존 기술에 비해 30배 빠른(10ms) 통신에러 복구 기능을 발휘하는 것이 큰 장점으로 꼽힌다. 주로 반도체 등의 제조공정 자동화, 원자력발전소의 전력설비자동화 및 로봇제어 등 실시간 통신분야에 적용되고 있다.

국내 산업용 통신 분야 글로벌 경쟁력 강화를 위해 추진된 라피넷은 외국 진출 교두보 마련을 위해 Topology, Performance, Maintenance 산업분야의 요구 사항을 수렴해 개발되었으며, 지명도 확보·기술 우수성 검증 및 통합 Network 기반 조성을 위해 IEC 규격으로 추진해 지난 2017년 6월 유선 통신 분야 표준을 모두 완료했다.

지난 2010년 8월 IEC 61158/61784 Series에 5종이 국제 규격으로 등록되었고, 라피넷의 Ring 제어 기술은 독창성을 인정받아 고가용성 자동화 통신기술분야(IEC 62439-7 Ring-based Redundancy Protocol(RRP)) 표준 규격으로 추가 등록됐다. 기능안전 네트워크 관련 기술은 TUV SUD의 SIL3 인증을 획득했다.

라피넷기술은 실시간성 부족, 배선 문제, 이중화 지원기능 부족 같은 문제를 근본적으로 개선하기 위해 산업용 스위치 기능을 내장하고 있다.

또한, 디바이스 또는 통신 선로에 이상 발생 시 고가용성 링 네트워크 토폴로지 지원을 통해 높은 신뢰성을 제공한다.

Q. 타사의 통신기술(지멘스는 Profinet, 미츠비시는 CC-Link IE, 로크웰오토메이션은 EtherNet/IP, 슈나이더는 Modbus/TCP 등)과 비교했을 때, 라피넷 만의 특징은 무엇인가?

통신 선로 이중화 지원을 위한 링 제어 기능은 별도의 설정 없이 자동으로 링 매니저를 선출하는 기능을 지원한다.

디바이스의 경로 정보를 아래 그림과 같이 지원해 디바이스 또는 통신 선로 이상 부분을 판단(링 네트워크 상 통신 선로의 오류 발생, 통신 디바이스의 위치 변경 등)하고 즉각 조치가 가능하도록 문제가 발생한 구간 정보를 상세하게 제공한다.

시스템 구성에 따라 가변적이지만, 일반적인 64국 시스템으로 구성 시 네트워크 스캔 타임은 2ms 이내로 디바이스 1국당 약 30us로 고속 통신이 가능하다.

Q. LS ELECTRIC에서 보유하고 있는 라피넷 국제표준 특허 기술을 협회를 구성해 회원들이 자유롭게 사용할 수 있도록 무상으로 개방할 예정이라고 들었다. 오픈하게 된 계기는 무엇인가?

소재·부품·장비는 제조업의 핵심이나, 아직까지 장비 간 산업용 통신 기술은 외산 솔루션에 의존하고 있는 경우가 많다. 국내 자동화 산업 경쟁력 강화를 위해서는 어느 기업이든 자유롭게 활용 가능한 오픈 프로토콜이 필요하다. 이런 기반환경이 구축되어야 공급/수요기업 간의 제조산업 경쟁력이 더욱 발달될 수 있다고 판단해 공개를 결정했다.

라피넷은 국내 유일 IEC 국제 표준 기술이자, 핵심 제조 분야 (자동차 , 스마트팩토리 등)에 성공적으로 적용되고 있다. ESG 차원에서 솔루션을 준비, 라피넷 협회(가칭)에 모든 권한을 오픈해 생태계 조성에 기여할 예정이다.

지난 2019년 일본 수출 규제로 인해 해외 기술에 대한 의존도가 높은 제조업체들은 일본 기술의 의존성 탈피를 위해 국내 기술 기반의 솔루션에 많은 관심을 가지고 있는 것으로 알고 있다. 이런 경향과 함께 라피넷은 국내 최대 자동차 업체의 인도네시아, 광주 공장에 적용 되었으며, 향후 다른 제조업 분야로도 확산될 것으로 기대하고 있다.

Q. 국내 현장에서 라피넷 적용 시 얻을 수 있는 이점은 무엇이고, 실제 도입사례를 통해 라피넷 기술이 가지는 장점을 설명해달라.

노사 상생형 기업으로 설립된 광주글로벌모터스(이하 GGM) 공정라인은 라피넷의 가능성을 증명한 사례다. 지난해 글로벌 기업들과의 경쟁 끝에 GGM 생산라인 자동화 솔루션 구축 사업을 수주한 이후 4월 PLC(Programmable Logic Controller), HMI(Human Machine Interface), 서보(SERVO), 인버터 등 자사 솔루션을 적용한 공장이 준공돼 지난 9월 첫 차가 출고됐다.

해외 메이저 자동화 기업들은 그동안 고유의 산업용 통신기술을 통해 자사 제품에 대한 의존성을 높여왔으나, 우리가 개발한 라피넷을 GGM 라인에 도입해 성능을 검증 받은 만큼 향후 자동차 시장 공략에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

외산 메이커들이 정교한 공정 기술이 필요한 자동차 라인의 특성 상 수많은 시행착오를 거친 만큼 완성차 업체 입장에서는 아무리 품질이 뛰어난 국산 제품이라도 선뜻 솔루션을 교체하기 힘든 것이 사실이었다.

GGM의 경우 국내 기업의 빠른 대응력을 활용한 고객맞춤형 솔루션을 제공할 수 있다는 점이 주효했고, 실제로 코로나 팬데믹으로 인한 공사일정 차질에도 불구하고 양산일정에 맞게 라인을 구축했다.

외산 메이커들은 그동안 각 자동화 제품을 연결하는 통신 솔루션을 통해 자사 제품이 도입된 레퍼런스에 대한 진입장벽을 높여왔다.

GGM에서 검증된 당사 라피넷이 장기적으로 해당 기술을 무상으로 개방해 그동안 통신 분야에서 제약을 받았던 기업들이 자유롭게 사용한다면, 국산 라피넷 기술 기반의 자생적인 생태계 조성도 가능할 것으로 기대한다.

Q. 라피넷 사용권이 오픈되면 고객들 입장에서는 어떤 혜택이 있나?

라피넷 사용권이 오픈되면, 산업용 통신 기술이 필요한 기업 및 기관에서 라피넷 솔루션을 직접 개발할 수 있다. 공급기업은 제품 개발 및 생산을 자체적으로 진행해 수요기업과 지속 가능한 비지니스 모델을 창출하고, 이를 통해 해외 기술에 의존하고 있는 국내 제조 산업의 기술 자립과 기술 경쟁력 향상이 가능하다고 본다.

LS ELECTRIC은 한국산업기술시험원과 국내 산업용 네트워크 산업 혁신 생태계 구축을 위해 현재 라피넷에 대한 적합성 인증체계를 만들고 있다. 이를 계기로 산업용 네트워크 분야의 국내 대·중·소 기업 상생협력 생태계 구축에 나설 계획이다.

Q. 이번 기회가 해외 기술에 의존하고 있는 국내 제조 산업이 기술 자립 및 기술 경쟁력 향상의 계기가 될 것으로 보인다. 향후 국내 시장의 변화를 어떻게 예상하고 있나.

라피넷 기술은 왼쪽 그림과 같이 스마트 제조를 위한 시장 요구사항에 대응하여 산업용 이더넷 기술 3종 (RAPIEnet, Modbus TCP, EtherNet/IP)과 OPC-UA를 동시 지원하면서 최대 1Gbps의 대역폭을 지원(전기/광)하는 하이브리드 All-in-one 솔루션인 RAPIEnet+ (라피넷 플러스)로 진화했다.

IEC 표준을 준수하는 통신 프로토콜들을 동시 지원하여 스마트 제조에 요구되는 상호호환성 보장이 가능한 RAPIEnet+ 솔루션은 아래 그림과 같은 상호운용성 시스템구성도를 통하여 국내 제조업 경쟁력 향상에 도움을 줄 것으로 생각한다.

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