제조 및 인프라 비즈니스에서 중요한 시스템인 SCADA에 대해 설명합니다.SCADA란 무엇이며 이를 가능하게 하는 것은 무엇일까요?SCADA를 통합한 시스템의 몇 가지 예와 SCADA가 스마트 공장에 필수적인 것으로 간주되는 이유는 다음과 같습니다.
스카다는 무엇인가요?
이미 해외에서 널리 사용되고 있고 국내에서도 점차 검토되고 있는 SCADA는 무엇인가요?그 특징과 역할을 살펴보겠습니다.
모니터링 제어 및 데이터 이득
SCADA는 “감시 제어 및 데이터 수집”의 약자이며 일본어로 직접 번역하면 “Skada”로 발음되며 “모니터링 제어 및 데이터 수집”으로, 실제로는 이 단어와 같은 기능을 가진 모니터링 제어 시스템 중 하나입니다.
SCADA는 다양한 장치 및 센서에서 전송되는 데이터를 모니터링하고 제어하면서 데이터를 축적하고 분석합니다.이러한 기능 외에도 알람 및 보안 기능이 포함될 수 있습니다.또한 수집 및 누적된 일부 데이터를 이해하기 쉬운 그래픽으로 표시하여 직관적인 모니터링이 가능합니다.
스카다의 역할
그렇다면 SCADA는 전체 임베디드 시설에서 어떤 역할을 할까요?
간단히 말해서, “사이트를 시각화하고 전체 시설을 관리”하는 역할입니다.당연하고 특별한 기능이 아닌 것처럼 보일 수 있지만, 전체 시설을 동시에 시각화하고 관리할 수 있는 시스템은 없었습니다.전용 하드웨어로 구성된 DCS라는 제어 시스템이 있었는데, 이는 장비별로 구분된 분산 모니터링 시스템이었기 때문에 SCADA의 역할과는 다릅니다.
이러한 데이터 수집 및 관리 역할을 수행하려면 모든 장비가 시스템과 통신할 수 있도록 연결되어야 합니다.따라서 SCADA는 일반적으로 구성하는 장치 간에 네트워크 및 외부 통신을 설정합니다.
SCADA의 중요성은 “이해하기 쉬운 디스플레이를 통한 시각화”와 “전체 시설의 통합 관리”에 있습니다.각 디바이스에서 수신한 데이터를 집계하여 사람들에게 전달하는 역할을 합니다.
이는 최근 각국의 제조 분야에서 발전하고 있는 공장의 스마트화에 필요한 역할과 일치합니다.스마트 팩토리와 스마트 팩토리에서는 모든 센서와 장비를 네트워크에 연결하고 이를 통해 얻은 데이터를 시각화하고 일괄적으로 관리하는 것이 이상적입니다.SCADA는 바로 이러한 역할을 하는 시스템이므로 스마트 팩토리에 접목되면 매우 중요한 역할을 하게 될 것입니다.
SCADA가 내장된 시스템
SCADA는 수집한 데이터를 분석하고 표시하는 것을 주요 목적으로 하는 데이터 수집 시스템입니다.장비를 제어할 수 있는 능력이 없을 것입니다.따라서 획득한 데이터를 기반으로 제어하기 위해서는 다른 제어 장치 또는 시스템과 연계하여 사용해야 합니다.예를 들어, 제조 및 인프라 비즈니스에서는 5계층 모델을 구축할 수 있습니다.
SCADA를 사용하는 다섯 개의 레이어
- 운영 장비
물리적 프로세스를 직접 수행하는 레이어로 전체 장비의 손끝이라고 할 수 있습니다.모터 및 펌프와 같은 장비가 포함됩니다.
- 센서/제어
감지 및 제어를 수행하는 계층입니다.기존 제어 시스템에서는 여기에서 제어가 수행되고 사람의 눈으로 모니터링됩니다.센서, PLC (시퀀서) 및 RTU (원격 터미널 장치) 와 같은 장치가 이 계층에 속합니다.
- 모니터링 및 데이터 수집
이 계층은 장비의 작동 및 제어 상태에 대한 데이터를 모니터링하고 수집합니다.SCADA는 여기에 있습니다.
- 운영 상태 관리
이 계층은 생산 라인 및 장비의 작동 상태를 관리합니다.생산 관리, 공정 관리, 원자재 도착, 제품 출하 등과 연계가 필요한 부품으로 MES (제조 실행 시스템) 및 MOM (제조 운영 관리) 이 포함됩니다.
- 관리 계획
그리고 이 관리 계획의 계층은 맨 위에 있습니다.ERP (전사적자원관리) 가 이 부분에 해당합니다.
SCADA는 현장 측과 관리 측 사이의 중간을 연결합니다.
이처럼 SCADA는 현장에서 직접 작동하는 장비와 센서의 정보를 수신하여 이를 관리하고 실행하는 계층으로 브리지하는 중간 지점에 위치합니다.
시설 전체를 기업과 같은 조직이라고 생각하면 현장의 일선을 담당하고 있다고 할 수 있습니다.SCADA는 시스템에서 현장 수퍼바이저 역할을 합니다.
SCADA, IIoT 및 엣지 컴퓨팅
SCADA가 이 분야의 최전선에서 데이터를 수집하는 시스템을 고려하면 산업 현장에서 IoT (IIoT) 소프트웨어 플랫폼으로 작동할 수 있을 것입니다.특히 엣지 컴퓨팅과 관련이 있습니다.
SCADA를 엣지 컴퓨팅과 연결하면 무엇이 변화하고 발전할까요?
SCADA가 내장된 시스템에 속도 추가
엣지 컴퓨팅은 현장의 최전선에서 데이터를 처리하여 장비 응답 속도를 개선합니다.엣지 컴퓨팅이 할 수 있는 일에 대해 자세히 알아보십시오.(엣지 컴퓨팅이 주목받는 이유: 클라우드와 온프레미스의 차이점| Stratus)
반면 SCADA는 장치와 센서에서 데이터를 추출하고 처리하는 역할을 합니다.즉, 이미 엣지 측에서 데이터를 처리할 수 있습니다.그러면 SCADA를 클라우드에 연결하기만 하면 SCADA가 엣지 컴퓨팅으로 작동할 수 있습니다.
이처럼 SCADA는 엣지 컴퓨팅과 연계하여 이점을 얻고 더 큰 힘을 발휘할 수 있는 시스템입니다.
스마트 팩토리를 한 단계 앞서 나가세요
스마트 팩토리는 클라우드와 IIoT (Industrial IoT, 산업 분야를 위한 IoT) 의 발전으로 실현되는 차세대 제조업이라고 할 수 있습니다.
일반적인 스마트 팩토리는 다양한 기기에 설치된 센서에서 데이터를 수집해 클라우드로 전송하기 때문에 어디서든 작동 상태를 확인할 수 있습니다.이것이 스마트 팩토리의 가장 큰 장점 중 하나입니다.SCADA는 해당 데이터를 수집, 제어 및 모니터링하는 데 적합한 시스템입니다.
하지만 실제로 운영되는 스마트 팩토리가 늘어나면서 한 가지 문제가 대두되었습니다.데이터 처리 속도입니다.어떤 디바이스에서든 네트워크의 클라우드로 엄청난 양의 데이터를 송수신하고 처리할 때 트래픽 문제가 발생합니다.
사이트에서 클라우드로, 클라우드에서 사이트로 데이터를 주고 받을 때 수백 밀리초에서 몇 초의 시간 지연이 발생합니다.이러한 시차는 스마트 팩토리의 과제입니다.
제조 산업의 최첨단에서 스마트 팩토리에는 정밀하고 빠른 작동이 가능한 고성능 장비가 장착되는 경우가 많습니다.이러한 정교한 장비가 존재함에도 불구하고 데이터 송수신 및 처리에 시차가 발생하면 장비의 성능을 충분히 활용할 수 없습니다.약간의 시차가 있더라도 누적되면 사이클 감소로 인한 낭비가 발생합니다.
엣지 컴퓨팅은 이러한 문제에 대한 해결책입니다.모든 데이터를 클라우드로 보내고 받는 대신 사이트 근처에서 거의 실시간으로 데이터를 처리하여 디바이스 성능을 개선합니다.또한 SCADA는 데이터를 수집하는 동안 엣지 컴퓨팅과 연동하여 탈중앙화된 역할을 수행할 수 있습니다.
이러한 방식으로 IIoT, SCADA 및 엣지 컴퓨팅의 조합을 통해 스마트 팩토리는 한 단계 발전할 수 있습니다.
엣지 요소가 포함된 감시 및 제어 시스템 - SCADA
SCADA가 어떤 시스템인지, IIoT에서의 기능과 역할에 대해 설명했습니다.또한 운영 방식과 엣지 컴퓨팅 간의 관계에 대해서도 소개했습니다.
1990년대에 등장한 SCADA는 시스템 자체에서 발전하여 이미 해외에서도 널리 사용되고 있습니다.또한 주변기기 PLC 및 RTU의 진화에 따라 실용성을 더욱 높이면서 기능적으로 계속 발전하고 있습니다.이 외에도 엣지 컴퓨팅의 중요성이 인식되면서 SCADA도 많은 관심을 받고 있습니다.주요 인프라 비즈니스와 대규모 제조 공장에 내장된 SCADA는 계속해서 발전할 것으로 예상됩니다.
