ETG Korea가 지난 11월 8일(수)과 10일(금), 서울과 광주에서 각각 ‘2017년 제4회 EtherCAT 로드쇼’를 개최했다. 특히, 서울에서 열린 행사는 예상인원을 훨씬 넘어서는 인원이 참석하는 성황을 보이면서, EtherCAT에 대한 한국시장에서의 높은 관심을 반영했다. 이번 행사를 주최한 Beckhoff사의 한국 대리점인 트라이텍의 유기석 사장은 환영사에서, 빅데이터를 이용한 구글 트렌드 검색 결과를 예로 들어, 산업용 이더넷 가운데 EtherCAT의 수요가 타 통신 프로토콜에 비해 괄목할 만하게 성장하고 있으며, 이것은 EtherCAT의 월등한 성능과 기술을 방증하는 것이라고 역설했다. ETG(EtherCAT Technology Group) 회장인 Martin Rostan 씨는 5개의 주제발표를 통해, EtherCAT의 성능과 적용사례, 향후 기술전개 방향 등에 대해 자세하게 소개하는 한편, 트라이텍과 르네사스, 아콘티스, ADLINK, HMS, 인피니언, 파커 등의 업체가 참여해 EtherCAT 제품과 기술을 소개했다. 특히 Martin 회장은 본지와의 인터뷰를 통해, 앞으로 TSN(Time Sensitive Networking) 기술을 옵션으로 추가해서 EtherCAT의 성능을 향상시키겠다는 계획을 밝혀, 관심을 끌었다.

ETG Martin Rostan 회장

Q. 이번 EtherCAT Roadshow Korea를 통해 한국시장에 전달하고자 하는 메시지는 무엇인가?

A. 현재 네트워크 관련 Automation Fieldbus의 중요성이 과소평가되고 있다. 단순히 PLC에 필드버스가 추가되는 것이 아니라, 전체 컨트롤 시스템에서 필드버스가 핵심이라는 것을 얘기하고 싶다.

하나의 사례를 들면, 많은 사람들이 PC기반 컨트롤을 사용 하는데, 통신 사이클타임이 10㎳의 네트워크에서 제어 사이클 타임이 1㎳ 이하라고 하면 마스터 디바이스와 네트워크, 둘 간의 균형이 깨진다. 통신은 시스템 구조의 핵심일 뿐만 아니라, 전체 시스템이 최고의 성능에 도달할 수 있는가를 결정한다. 또한 통신 시스템은 시스템 비용과 시운전 시간을 결정할 때 중요한 요소다.

EtherCAT은 모든 다른 통신시스템보다 속도가 빠르고, 사용이 쉽고, 저렴하다. 그래서 전 세계에서 성공적으로 사용되고 있다.

Q. 최근 업그레이드된 EtherCAT의 기술 내용 가운데, 주목할 만한 것으로는 어떤 것이 있나?

A. 앞으로 TSN(Time Sensitive Networking) 기술을 옵션으로 추가해서 EtherCAT의 성능을 향상시키고자 한다. 마스터 의 위 층 또는, 마스터와 첫 번째 슬레이브 사이에 TSN이 들어가게 함으로써 마스터 하나에 들어갈 수 있는 연결성이 확대되고, 토폴로지에 대한 옵션을 다양화할 수 있다.

머신이 아니라, 전체 라인 또는 공장 전체를 사용하는 경우를 가정하면, TSN이 들어감으로써 마스터 하나에 카메라를 비롯한 여러 가지 디바이스를 연결할 수 있게 된다. 이것은 EtherCAT을 대체 하는 것이 아니라, TSN을 추가함으로써 제어 시스템이 슬레 이브에 액세스할 수 있게 하는 것을 의미한다.

이 새로운 기술 업그레이드는 이번 ‘SPS IPC Drives’에서 발표될 내용이지만, 이미 지난 9월 ETG 내 기술위원회에서 공지가 됐다.

Q. 많은 통신 프로토콜들이 스스로 Industry 4.0에 적합하다고 주장하고 있다. EtherCAT은 Industry 4.0에 적합한 기술인가? 적합하다면 그 이유는 무엇인가?

A. EtherCAT은 인더스트리 4.0에 적합한 기술이다. 인더스트리 4.0에 적합한 유일한 통신 프로토콜은 아니지만, 가장 적합하다고 생각한다.

인더스트리 4.0을 위한 통신은 대역폭이 커져야하고, 계층도 단순해져야 하고, 사용이 쉬워야 한다. 이러한 모든 특성을 갖추고 있는 것이 EtherCAT이다. EtherCAT은 지금까지 머신 단의 실시간 제어를 위해 사용이 되어 왔지만, TSN이 추가되면 마스터와 마스터 간 컨트롤에서도 실시간 제어가 가능해지기 때문에, 상위 컨트롤 단의 실시간 제어를 위해서도 사용이 가능해진다. 즉, TSN이 추가되면 EtherCAT이 Automation Protocol의 일부가 되기 때문에 전체적인 실시간 제어가 가능해진다.

Q. ETG는 5~6년 전부터 EtherCAT Automation Protocol(EAP)을 통해 EtherCAT의 영역을 시스템 상위로까지 확대 하고자 하는 움직임을 보이고 있다. 그러나 국내에서는 사실 상위 컨트롤 단에서 EAP를 활용하는 수요가 적은데 이에 대한 의견은?

A. 지금 얘기한 대로 EtherCAT Device Protocol의 수요는 대단히 많고 인지도도 높지만, 기계 대 기계 간 고속 통신요구는 많지 않기 때문에, EAP의 수요는 EtherCAT Device Protocol 수요보다 적은 것이 사실이다. 머신 상위단 프로토콜은 머신 제조업체보다는 엔드유저에서 사양을 정하는 경우가 많다. 따라서 공장전체 통신 프로토콜은 엔드유저가 정한다.

예를 들어 반도체 산업의 경우, EtherCAT이 툴 안으로 들어가고, 툴 간의 통신은 반도체협회에서 규정한 SECS라고 하는 특정 통신 프로토콜이 사용된다. 즉 EtherCAT이 툴 안으로 들어가지만, 툴 간의 통신에 들어가지는 않는다. EtherCAT은 SECS와 경쟁하는 것이 아니라, 고객이 자유롭게 선택해서 사용할 수 있다.

Q. 한국시장에서의 EtherCAT 수요에 대해 어떻게 평가하나?

A. 한국은 전체산업에서 차지하는 제조업비중이 30%로, 독일의 20%보다 높다. 즉 한국은 제조업이 강한 국가다. 또 EtherCAT은 기계를 컨트롤하는데 강점을 지닌 통신 프로토콜이다. 따라서 한국에서는 EtherCAT이 강하다.

한국이 강점을 지닌 산업분야 가운데 하나가 반도체인데, EtherCAT이 가장 성공적으로 활용되고 있는 산업분야가 반도체다. 따라서 한국과 EtherCAT은 궁합이 잘 맞는다.

또 국가마다 선진기술을 받아들이는데 있어서 개방적일 수도 있고 폐쇄적일 수도 있는데, EtherCAT이 한국시장에 빠르게 보급된 이유 가운데 하나는, 선진기술을 빠르게 받아들이는 문화적인 특성 때문인 것으로 보인다. 한국시장에서의 EtherCAT 보급에 대해서는 대단히 만족한다.

특히, 오늘 행사에 많은 사람들이 참석을 해서 대단히 기분이 좋다. 이것은 한국에서의 EtherCAT에 대한 관심을 반영하는 것이고, 한국의 EtherCAT 팀이 일을 잘 해준 덕분이라고 생각한다.

Q. IIoT에서 중요시되는 진단과 트러블 슈팅과 관련한 EtherCAT의 강점은 무엇인가?

A. EtherCAT은 슬레이브 컨트롤러를 사용해서 다른 프로토콜이 제공하지 못하는 추가적인 진단기능을 제공한다.

각 노드에 있는 EtherCAT 슬레이브 컨트롤러는 이동 중인 프레임의 오류를 Checksum을 이용해서 검사하고, 프레임이 올바르게 수신될 때만, 정보가 슬레이브 어플리케이션에 제공 된다. 만약 약간의 오류가 있다면, 오류 카운터가 증가되고, 다음의 노드들은 프레임이 오류를 담고 있다는 것을 알게 된다. 또한 마스터 디바이스는 프레임이 결함이 있다는 것을 감지하고, 정보를 폐기한다.

마스터 디바이스는 노드의 오류 카운터를 분석함으로써 시스템의 어디에서 결함이 처음 발생했는지 감지 할 수 있다. 기계 외부에서 기계 내부의 컨트롤 네트워크 성능을 보고, 네트워크를 통해 비트 에러의 위치까지 볼 수 있다. 즉 오류를 감지하는 성능도 우수하지만, 더 나아가서 오류의 위치 까지 파악할 수 있다. 이것은 표준적인 이더넷 환경에서는 할 수 없는 기능으로, 이러한 기능은 진단과 트러블 슈팅에서 중요하다.

Q. 지금 얘기한 오류 위치 확인 기능은 EtherCAT에 원래 있던 기능인가, 아니면 Industry 4.0을 위해 새롭게 전달하는 메시지 인가?

A. 이 기능은 처음부터 EtherCAT이 가지고 있는 기능이다. 이것을 강조하는 이유는 EtherCAT이 전체 IoT와 연결됐을 때 중요하기 때문이다.

Q. 최근의 중요한 EtherCAT Use Case가 있으면 소개를 부탁한다.

A. 개인적으로 배를 타는 것을 좋아 하기 때문에, 배와 관련된 사례를 하나 소개하겠다. 아메리카컵이라는 큰 대회가 있는데, 올해 뉴질랜드 팀이 작년 우승팀인 미국 팀을 7대 1이라는 큰 차로 이겼다. 이 뉴질랜드 팀은 항해에 필요한 유압 컨트롤에 EtherCAT을 사용했다. 노의 제어를 유압으로 하는데, 여기에 EtherCAT이 사용됐다.

Q. 다른 산업용 통신 프로토콜과 비교할 때 EtherCAT이 갖는 강점은 무엇인가?

A. EtherCAT은 속도와 비용, 유연성, 견고성, 진단 등 모든 측면에서 다른 통신 프로토콜을 앞서고 있다는 것이 특이한 점이다. 또 적용대상도 가장 넓다.

한국에서는 반도체 분야에서 EtherCAT 적용율이 계속 1위를 유지하고 있고, 기계 제조업체와 최종 엔드유저 모두 EtherCAT을 선호한다. 한국의 주요 반도체 업체들이 자사의 공급업체들에게 EtherCAT을 사용할 것을 요구하고 있어서, 한국에서의 EtherCAT 수요는 점점 늘어날 수밖에 없다.

Q. 도요타 자동차 외에 EtherCAT P를 사용하고 있는 고객들 로는 어떤 기업들이 있나?

A. 대표적인 글로벌 사례로는 도요타가 있지만, 이미 많은 고객들이 EtherCAT P를 사용하고 있다.

고객 이름을 밝힐 수는 없지만 모 풍력발전 터빈에도 사용이 되고 있다. 터빈에는 여러 가지 부품이 들어가는데, 터빈의 일부 부분 중 타워 위 부분에 EtherCAT P가 사용되고 있다. EtherCAT P를 사용하면 통신과 전력을 위해 두 개의 케이블을 사용하던 것을 하나로 줄일 수 있다. 풍력은 EtherCAT P의 장점을 최대로 발휘할 수 있는 분야 가운데 하나다.

터빈 위쪽에 충돌방지용 조명이 들어가는데, 과거에는 조명 하나당 PLC 하나가 들어갔다. 그러나 EtherCAT P를 사용 하면 중앙에서 하나의 PLC로 모든 조명을 제어하고 전력을 제어할 수 있게 된다.

Q. 향후 EtherCAT의 기술전개 방향은 어떠한가?

A. EtherCAT은 14년 전부터 지금까지 신중하게 기술을 유지하는데 노력해 왔다. 변화보다는 개선을 위해 노력을 해왔는데, 미래에는 앞서 얘기했듯이 TSN을 적용할 계획이다.

단순히 트렌드를 위한 업그레이드가 아니라, IoT나 인더스트리 4.0에서 중요한 기술이 무엇인지 눈여겨보고 개선을 해 나갈 것이다. 무엇보다 중요한 것은 EtherCAT의 안정성을 지속적으로 유지해 나가는 것이다.