설비 데이터를 모으자는 이야기가 나오면 OPC UA 이야기가 먼저 나온다. 표준이 있으니 붙이면 되는 것 아니냐는 말도 같이 나온다.
그런데 막상 현장 설비 목록을 펼쳐 보면, 그 표준을 지원하는 장비가 생각보다 적다.
여기서 일정이 어긋난다.
OPC UA란, 설비와 상위 시스템이 데이터를 주고받는 방식을 정해 둔 산업용 통신 국제 표준이다. 규격 번호는 IEC 62541이며 OPC Foundation이 관리한다.
결론부터 말하면 OPC UA는 목적지이지 출발점이 아니다.
현장 설비 중 일부만 이 표준을 직접 지원하고, 나머지는 변환 과정을 거쳐야 한다.
OPC UA 표준이 다른 프로토콜과 다른 점
차이는 속도가 아니라 의미다.
Modbus로 값을 읽으면 숫자 하나가 온다. 그 숫자가 온도인지 회전수인지, 단위가 무엇인지는 프로토콜이 알려주지 않는다.
어느 레지스터에 무엇이 들어 있는지는 사람이 설비 매뉴얼을 보고 표로 정리해 둬야 한다.
그 표를 만든 사람이 퇴사하면 그 지식도 같이 나간다.
OPC UA는 값에 이름과 자료형, 단위를 함께 실어 보낸다. 설비가 자기 데이터 구조를 스스로 설명하는 구조다.
인증서 기반 암호화도 규격 안에 들어 있어서, 공장 망을 넘어 데이터를 보낼 때 따로 붙일 것이 적다.
대신 설비 쪽 부담이 커진다. 그래서 오래된 컨트롤러일수록 지원하지 않는다.
OPC UA 지원 여부를 확인하는 순서
설비 앞에서 확인할 것은 세 가지다.
첫째, 컨트롤러 모델명과 제조 연도. 둘째, 통신 포트가 이더넷인지 시리얼인지. 셋째, 제조사가 배포한 통신 사양서가 남아 있는지다.
이 세 가지가 다 나오면 절반은 끝난 셈이다.
사양서가 없는 경우가 꽤 많다. 설비를 중고로 들여왔거나, 제조사가 이미 사업을 접었거나, 담당자가 바뀌면서 문서가 사라진 경우다.
이때는 통신 포트에 실제로 물려 보고 응답을 읽어 보는 수밖에 없다.
이 확인 작업을 견적 전에 하느냐 후에 하느냐가 프로젝트 일정을 가른다.
지원하지 않으면 어떻게 하나
| 설비 상태 | 데이터를 꺼내는 방법 | 따라오는 작업 |
|---|---|---|
| OPC UA 지원 | 상위 시스템에서 바로 구독 | 태그 정리와 권한 설정 |
| Modbus TCP·RTU만 지원 | 게이트웨이가 OPC UA로 변환 | 레지스터 맵 작성 |
| 제조사 전용 프로토콜 | 사양서를 해석해 변환기 구현 | 프로토콜 분석 공수 |
| 통신 포트 없음 | 외장 센서를 달아 신호를 만든다 | 회로·펌웨어·장치 제작 |
가운데 두 줄이 현장에서 가장 흔하다.
게이트웨이에 OPC UA 서버를 두고 구형 설비의 값을 변환해 올리면, 상위 시스템은 설비가 신형인지 구형인지 몰라도 된다.
이 구조를 잡아 두면 나중에 설비를 교체해도 상위 시스템을 다시 만들지 않는다.
전용 프로토콜은 사양서 확보가 관건이다. 사양서가 있으면 해석해서 변환기를 만들면 되고, 없으면 통신 내용을 직접 뜯어봐야 한다.
공수 차이가 크다.
통신이 아예 없는 설비
가장 자주 걸리는 쪽이다.
경광등이나 릴레이 출력이라도 있으면 그 신호를 분기해 가동과 정지는 잡을 수 있다.
그것마저 없으면 진동이나 전류, 온도를 읽는 센서를 바깥에 붙인다. 센서를 붙이는 순간 그 신호를 받아 처리하고 보내는 장치가 필요해진다.
소프트웨어 업체만으로는 여기서 멈춘다.
설비 제어 로직은 건드리지 않는다. 이 원칙을 지켜야 생산에 영향이 가지 않는다.
시스템 전체를 어디서부터 손대야 할지 정리하는 단계라면 설비 모니터링 시스템 구축 글을 먼저 보는 쪽이 빠르다.
비용과 기간이 무엇으로 갈리는지는 MES 구축 비용과 기간에 정리해 두었다.
GrowSpace가 맡는 방식
요구사항 문서를 먼저 받지 않는다. 설비 목록을 놓고 한 대씩 통신 경로를 확인하는 현장 실사부터 한다.
이 실사가 끝나야 일정과 견적이 의미를 갖는다.
이후는 한 팀이 이어간다.
게이트웨이 구성과 변환기 구현, 통신이 없는 설비에 붙일 장치의 회로 설계와 PCB, 펌웨어, 그리고 기존 ERP·MES 연동까지다.
분진과 고온, 진동이 있는 자리에서 돌아가야 하므로 장치는 현장 조건에 맞춰 직접 만든다.
제철과 중공업 현장에서 운영되는 시스템을 다뤄 온 이유가 여기에 있다. 개발팀은 특허 7건을 보유하고 있다.
설비가 바뀌면 수집 경로도 바뀐다. 그래서 구축 이후도 같은 팀이 본다.
제조 현장 맞춤 시스템 구축과 SW·HW 통합 개발에서 실제 구축 범위를 확인할 수 있다.
자주 묻는 질문
OPC UA를 쓰면 설비를 교체해야 하나요?
아니다. 대부분은 게이트웨이를 두어 기존 설비의 값을 변환해 올리는 방식으로 해결한다.
설비 교체는 통신도 출력도 없고 센서 부착도 어려운 경우에만 검토한다.
Modbus만 지원하는 설비는 데이터 품질이 떨어지나요?
값 자체는 같다. 차이는 그 값이 무엇인지 설명하는 정보가 없다는 점이다.
레지스터 맵을 문서로 남겨 두면 실무상 문제는 크지 않다.
설비가 몇 대부터 의미가 있나요?
병목이 되는 설비 몇 대로 시작하는 편이 낫다.
실제 가동 데이터를 먼저 쌓아 숫자를 신뢰하게 된 다음 범위를 넓히면 된다.
설비 목록부터 펼쳐 보자
OPC UA를 쓸지 말지는 설비가 정한다. 컨트롤러 모델명과 통신 포트, 사양서 유무를 표로 정리하는 것이 첫 작업이다.
그 표가 나오면 어디까지가 표준으로 끝나고 어디부터 장치를 만들어야 하는지가 보인다.
