기획특집

Special Report/국내 DCS 시장동향(총괄본문) 상위 솔루션까지의 통합 공급능력이 DCS 업체의 성공을 좌우한다! 최교식 기자 2021-04-28 15:49:05

지난 2020년은 공정자동화 업계에 어려운 한 해로 기록됐다. 코로나로 인해 소비시장이 침체되어 유가가 하락하면서 DCS를 사용하는 고객사의 투자가 감소되고, EPC사의 해외 대형프로젝트 수주가 줄어들면서 공급업체들이 국내 중·소형 프로젝트 및 업그레이드 프로젝트에 집중해 이들 시장에서의 경쟁이 심화된 한 해였다.

업계 전문가들은 최근 DCS(Disstributed Control System 분산제어시스템) 업계의 기술 트렌드로 오픈 아키텍처와 사이버보안의 강화, IT와 OT의 융합을 꼽는다.

DCS 4개사의 최근 행보를 통해 국내 DCS 시장동향과 기술 트렌드를 알아본다.

 

 

(사진. 여기에)

 

 

코로나 사태로 원격접속 솔루션에 대한 니즈 증가

 

코로나로 인한 자가격리 문제로 진행 중인 해외 프로젝트에 엔지니어를 파견하는데 어려움이 발생하면서, 원격접속 솔루션의 니즈가 높아진 것이 지난해부터 올해까지의 DCS 업계의 변화 가운데 하나다.

 

지난해부터 대면 접촉을 최소화할 수 있는 Remote FAT(Factory Acceptance Test, 공장 승인 검사) 및 Remote SAT(Site Acceptance Test 현장 검수) 솔루션이 본격적으로 도입되기 시작했는데, 이러한 추세에 대응해 한국요꼬가와전기는 원격 유지보수를 위해 한국어를 지원하는 영상 장비를 이용한 원격유지보수 솔루션인 ‘Field Master Viewer’를 개발해 출시했다. 한국요꼬가와의 조경래 부장은 “고객 현장에서의 유지/보수의 경우 지금까지 DCS 업체의 서비스 인원이 현장을 방문하여 메인터넌스를 진행했고, 부득이 방문이 어려울 경우는 음성통화를 통해서 진행해 왔다. 하지만, 앞으로는 현장 방문을 최소화하기 위해 영상 장비를 이용하여 고객사와 요꼬가와 서비스 담당자 간에 원활한 원격지원 솔루션 방식으로 전개될 예정이다.”라고 설명했다.

 

또 슈나이더 일렉트릭 코리아 역시 지난해 S사 프로젝트 등을 원격으로 진행해 좋은 평가를 받았다고 밝히고 있다. 현재 슈나이더 일렉트릭에서 제공하고 있는 원격 솔루션은 어그멘티드 오퍼레이터 어드바이저(Augmented Operator Advisor, 이하 AOA)로, 고객이 판넬 내부를 보고 싶으면 카메라로 비추면 내부를 볼 수 있다. 슈나이더는 작년에 코로나 때문에 필요성과 효율성이 검증이 됐다고 보고, 향후 내부적으로 좀 더 체계화시켜서 사업을 진행한다는 계획이다. 슈나이더 일렉트릭 코리아 황인상 이사는 “슈나이더 일렉트릭 계열사인 아비바(AVEVA)에서 매우 혁신적인 수준의 AR, VR 기술을 제공하고 있으며, 석유화학 산업고객으로부터 이러한 혁신 기술에 대한 요구가 많다. FAT는 기본적으로 원격으로 진행을 하는 상황이다.”라고 말했다.

 

또 로크웰 오토메이션 박강석 차장은 “코로나 상황으로 인해 비대면 요구가 많은 편이며 고객사들과 계속 논의 중이다. 특히, FAT나 SAT보다는 현장과 컨트롤 룸간의 비대면 상황에 대해 많이 논의 중이다.”라고 말하고 고객 측에서 네트워크가 구축만 되어있으면, 자사의 씬매니저로 FAT나 SAT를 원격으로 할 수 있으며, 실제로 고객과 이런 비슷한 사례에 대해 논의를 했었다고 밝혔다.

 

지멘스 역시 공장에 원격 제어를 가능하게 하고자 하는 고객에게 PCS neo를 제안하고 있다. PCS neo는 웹 베이스로, 공장 서버에 모든 게 다 들어있어서 웹으로 접속해서 원격으로 엔지니어링도 하고 모니터링이나 제어를 한다. 전문가에게 엔지니어링 프로젝트 및 운영 프로세스에 대한 24시간 직접 액세스를 제공한다. 안전한 인터넷 연결을 통해 설치 작업 없이 어디서나 운용이 가능하다. 지멘스에는 이외에도 소프트웨어와 VPN을 사용해서 원격제어를 할 수 있는 ‘SINEMA RC’라는 솔루션을 공급하고 있다.

 

사이버보안 강화가 대세

 

최근 공정자동화 업체들의 공통된 기술적 행보는 사이버보안의 강화다.

한국요꼬가와전기의 조 부장은 “최근에 고객 플랜트 안정을 위한 사이버보안에 대한 수요가 가파르게 증가하고 있다. 특히 보안에 국한되지 않고, IT와 OT 융합 및 이를 바탕으로 디지털 트랜스포메이션을 완성하고자 하는 고객에게 사이버보안은 필수 항목 중의 하나가 됐다. 또한 불확실성을 효과적으로 통제하고 소중한 인명과 자산을 보호하고자 세이프티와 사이버보안을 결합시키는 새로운 요구사항도 등장하고 있다. 이러한 상황 속에서 Oil Major를 위시한 해외 고객의 경우 IEC62443, NIST800.82, NERC-CIP 등 OT Cybersecurity Standard를 준수하여 시스템을 설계하는 것을 필수 조건으로 추가하고 있다.”라고 설명했다.

 

특히 한국요꼬가와전기는 ‘Cyber Security Center’라는 보안 전문 Center를 운영하고 있다. 이 센터는 디지털 전환, 포스토코로나 시대의 뉴노멀 등의 급변하는 시장 상황에 대한 적극적인 대응 및 교육, 컨설팅, 납품, 유지보수까지의 토탈 서비스를 제공하는 산업 보안 전문 조직으로, 구성원들은 국제산업보안전문가(GICSP-Global Industrial Cyber Security Professional) 자격을 보유하고 있는 것으로 알려졌다.

 

또 슈나이더 일렉트릭 황 이사는 폭스보로 DCS 9.5버전의 가장 큰 변화로 사이버 보안 부분에서의 개선을 꼽는다. 폭스보로 DCS 9.5버전에서는 공유메모리 사용에 대한 보안을 위해 접근 제어 목록(Access Control List, 이하 ACL)을 통해 시스템에 접근하는 권한을 제어할 수 있는 기능을 포함을 시켰고, 랜섬웨어에 대한 취약점을 보완했다. 또 로컬 계정 어카운트를 컨트롤하는 부분들을 개선해 허가되지 않은 외부침입에 방어하기 위한 기능을 최대한 강화한 것으로 알려졌다.

 

또 지멘스의 PCS7 시스템은 다양한 지멘스 포트폴리오들과 통합되어 생산 및 자동화 환경에 적합한 최적의 보안솔루션을 제공하는데 주력하고 있다. Achilles Level 2 인증 취득을 통해 DoS 공격으로부터 시스템을 보호하고, 통신 가용성을 보장받은 CPU, CP 등을 통해 OS-AS 시스템 간 암호화된 통신을 지원하며, OS와 Batch 서버 및 클라이언트 간 통신을 보호할 수 있다. 최근, 글로벌 보안 가이드 및 사내보안 정책에 준수하는 안전한 DCS 운영을 위해, 사이버보안 솔루션을 도입하고자 하는 고객이 증가함에 따라, 지멘스는 ‘산업 사이버 보안’에 대해 더욱 활발히 활동하고 있다.

 

또 로크웰오토메이션은 사이버보안 위협을 최소화하기 위해 PlantPAx 5.0에서 전기적으로 안전한 시스템 도입과 관련된 지침을 제공하는 ISA-99/IEC 62443-3-3 국제표준에 대한 TUV 인증을 획득했다.

 

스마트 플랜트 구현에 DCS가 큰 역할 담당

 

공정자동화 업계 역시 디지털화가 빠르게 전개가 되면서, 그 중심에서 DCS가 핵심 역할을 하고 있다.

슈나이더 일렉트릭 황 이사는 “지금까지는 순수하게 공정을 제어한다는 목적을 가지고 DCS가 설치됐지만, 이제는 제어뿐만이 아니고 사용자 편의를 위해 기술이 발전하는 방향으로 바뀌고 있다. 그리고 점차 OT영역을 벗어나서 IT 영역까지 발전하고 있고, IIoT 기술이 급격하게 발전하면서 이런 기술들이 신규사업장은 물론이고 구 사업장까지 적용되는 요구가 커지고 있다. 그러다 보니 DCS도 단순한 공정제어시스템이 아니라, 고객의 요구에 적극적으로 부응하기 위해서 IT와 OT 구분 없이 클라우딩 AR, VR, 디지털트윈, AI, 사이버 보안 이런 것들이 어우러져서 궁극적으로는 스마트 플랜트를 구현하는데 같이 DCS가 큰 역할을 담당할 것으로 예상되고, 앞으로도 디지털 트랜스포메이션을 필두로 스마트 플랜트로 발전이 되어야 한다고 생각한다.”고 피력했다.

 

또 지멘스 장 부장은 “급변하는 시장상황과 기술 변화에 대응하고 프로젝트 비용을 절감하기 위해, 개발기간의 단축요구가 점점 강해지고 있다. 이를 위해 실제 공장의 시운전을 시행하기 전에 가상의 공간에서 시운전이 가능한 디지털트윈의 필요성이 점점 대두되는 중이며, 개발 완료 이후의 시운전뿐 아니라 개발 과정의 속도를 올리기 위해 엔지니어링 데이터를 시스템에 자동으로 반영하기 위한 설계, 시뮬레이션, 현장적용 등의 일련과정을 통합하는 솔루션의 필요성도 증가하는 중이다. 따라서 지멘스는 전 설계 주기를 통합하고 가상화가 가능한, COMOS와 PCS7의 통합 솔루션을 제공하고 있다.”고 설명했다.

 

최근 경영 효율화의 추구로 많은 부분에서 디지털화가 진행되고 있으며, 데이터의 취득을 위해 현장 계기들의 단순 연결이 아닌 다양한 정보의 획득을 위한 연결의 중요성이 대두되고 있다. 이러한 요구사항에 맞추어 지멘스는 필드버스 계기들의 연결을 손쉽게 만드는 IE/PB 링크를 출시했다. 이 제품을 이용하면 Profibus를 사용하는 60개 이상의 Smart MCC나 인버터의 이중화 통신을 손쉽게 구성할 수 있고, Single 구성의 장비를 이중화 구성의 CPU에 접속이 가능하다. 또한 Ethernet 기반의 Profinet을 사용하여 접속 장비수가 늘어도 통신 속도 및 안정성의 저하가 거의 없으며, 구성 방식을 다양하게 선택할 수 있다.

 

OT와 IT의 융합 빠르게 전개

 

DCS 업계 역시 4차산업혁명이라는 트렌드에 대응해 OT와 IT의 융합에 초점이 맞춰지고 있다.

이러한 행보를 대표하는 업체 가운데 하나는 요꼬가와로, 요꼬가와는 올해 1월, OT와 IT를 유연하고 원활하게 연결하기 위한 가교역할을 하는 CI Server를 출시하고 원활한 OT와 IT의 융합을 실현하는데 주력하고 있다.

 

또 슈나이더 일렉트릭은 DCS에 관련된 메인터넌스 어드바이저, 시스템 어드바이저, 프로핏 어드바이저, 세이프티 어드바이저 등 여러 어드바이저를 선보이고 있다. 이러한 디지털 기술을 IT 영역에 위치시키고 운영과는 별도로 그 어드바이저에서 OT를 아우르는 형태다. 슈나이더 일렉트릭 황 이사는 “이것이 우리가 말하는 IT와 OT를 연결하는 개념이다. 연결이라는 개념 자체가 과거에는 MES나 SAP에서 정보를 가져오는 것인데, 지금은 IoT라든지 빅데이터 기반이 없으면 제대로 활용이 안 된다. 어드바이저는 OT영역에서 IT를 연결시키는 아주 빠른 지름길이 될 수 있다.”라고 피력했다.

 

지멘스는 PCS7에서 기존 DCS 영역(OT)과 디지털 영역(IT)을 통합하는데 많은 노력을 투자하고 있으며, 그 첫 번째 방법으로 설비운전에서 사용하는 운전데이터와 설비 설계 정보 및 유지보수 정보 등을 통합관리 할 수 있는 데이터 솔루션 COMOS와의 통합 콘셉트를 제공하고 있다.

이와 함께, 지멘스는 디지털 쪽에 클라우드와 관련해서 많은 투자를 하고 있는 것이 특징이다. DCS를 운영하는 곳에서 클라우드를 쓸 수 있도록 계속 클라우드 솔루션을 개발해서 소개하고 있다. 현장에서 중요하게 관리하는 주요 관리 설비/장치에 대하여 필요한 모든 데이터를 클라우드에 전달하고 취합하고 AI를 통해 학습하여 최적의 운전 데이터를 제공하는 클라우드 기반 예지보전 솔루션과 연계하여 설비 운전 최적화에 다시 사용할 수 있다.

 

지멘스 장 부장은 “지멘스의 앞선 디지털 엔터프라이즈 솔루션을 DCS 레벨에서 사용하여, 설계, 운전, 유지보수 그리고 재설계를 위한 문서, 데이터를 효과적으로 관리할 수 있으며, 설계 데이터 시뮬레이션을 적극 사용하여 필드레벨 운전 데이터를 실시간으로 적용하는 디지털 플랜트 생성을 지원한다. 로컬에서 뭔가 해서 테스트하고 결과를 내는데 일 년이 걸렸다고 하면, 클라우드에 올렸을 때는 3~4일 안에 결과가 나올 수 있다.”라고 설명하고 있다. 이처럼 최적화하는 시간을 줄이기 위한 목적으로, 지멘스에서는 마인드웹이라는 클라우드 솔루션을 소개하고 있다.

 

네트워크 및 마샬링 등에서도 변화

 

한편, 요꼬가와전기는 CENTUM VP R6.08을 출시하면서 CENTUM FIO 타입 컨트롤러와 Vnet 네트워크를 사용하는 고객에게 최신의 컨트롤 네트워크인 Vnet/IP Network을 사용할 수 있도록 업그레이드 솔루션을 지원하고 있다. 또 자사의 Smart IO와 마샬링 캐비닛을 동시에 사용하기를 원하는 고객 니즈를 만족 시키기 위해서 유연하게 Direct Connection 및 Cable Connection 방식을 동시에 사용할 수 있는 NIO System을 제공하기 시작했다.

 

또 로크웰 오토메이션은 지난 10월 PlantPAx 5.0 버전을 출시하면서, 컨트롤러 자체가 DCS 전용으로 새롭게 바뀌었다. 그동안 L7시리즈를 사용해왔는데, 5.0 버전부터 하드웨어 플랫폼 자체가 새롭게 바뀐 것. 로크웰 오토메이션 박 차장은 “P 컨트롤러는 프로세스 영역을 처리하는 프로그램들이 펑션단으로 컨트롤러 안에 내장되어 있어서, 프로세스 처리하는 라이브러리 영역을 빠르게 처리할 수 있다. 이렇게 되면서 유저 입장에서는 조금 더 많은 I/O라든지 대규모 시스템을 하나의 컨트롤러로 처리할 수 있게 된다는 장점을 얻을 수 있다.”고 피력했다.

 

또 지멘스는 ET 200SP HA 시리즈 출시로 콤팩트한 마샬링 구축을 지원하고 있다. 지멘스의 ET 200SP HA는 세로 설계가 가능해 랙 당 최대 56장의 카드 실장이 가능하며, 판넬 한 면에 약 800포인트 이상의 I/O 실장이 가능해, 설치 공간을 극적으로 줄이고, 모듈 하부 터미널단자와 현장 케이블의 직접적인 결속을 통해 직관적인 유지 보수와, 유지보수를 위한 동선 감소에 기여한다.

 

 

Smart IO와 마샬링 캐비닛을 동시에 사용하기를 원하는 고객 니즈를 만족하기 위해

NIO System은 유연하게 Direct Connection 및 Cable Connection 방식을 동시에 사용할 수 있는 솔루션을 제공한다.(사진. 한국요꼬가와전기)

 

SIL2 전용 프로세스 세이프티도 속속 등장

 

요꼬가와전기는 올해 2월, 적극적인 SIL2 시장 공략을 위해 SIL2 전용 제품인 Prosafe-RS Lite라는 제품을 출시했다.

또 슈나이더 일렉트릭은 트라이코넥스(Triconex)와 관련해 스탠다드 인클로저를 개발해서 마샬링 부분을 단순화해 고객에게 여러 가지 장점을 제공하고 있다. 새롭게 IP66 인증도 받아서 건물 내·외부에 설치가 가능하도록 했고, 과거에는 방폭인증은 판넬을 구성해 인증기관에서 방폭에 대한 인증을 받아야 했는데, 판넬 자체에 IECx나 ATEX 등의 방폭인증을 받았기 때문에 소비자는 구매 후 별도 인증 없이 사용하면 된다. 또 최대 64개까지 유니버설 I/O를 통해 하트 시그널까지 처리가 가능하며, 이중화 전원이나 RTD, 써모커플(Thermocouple)과 같은 부분이 모두 포함이 되어있고, 베리어도 통합이 됐다.

 

지멘스는 지속적으로 Safety System의 제품군을 보강하고 있는데, 특히 최근 Profinet을 사용하는 ET 200SP HA용 모듈과, 방폭 기능을 지원하는 ET 200isp용 모듈을 추가적으로 출시해 고객의 다양한 요구사항에 대응하고 있다. 또, 몇 년 전 DCS 전용 CPU인 CPU 410이 출시되면서, SIS(Safety Integration System) Compact가 출시됐다. 이 SIS Compact는 세이프티용 DCS다. Modbdus라든지 필요한 기능들만 넣어서 패키지로 만들어서 저렴한 가격에 시장에 소개를 하고 있다.

 

ARC Advisory group의 Report에 의하면 2020년도는 코로나 영향에 의해서 Global적으로 신규, 업그레이드, 교체 프로젝트가 전년 대비 15% 이상 감소했으며, 코로나가 완전히 해결되는 2023년 이후에야 프로젝트 매출이 이전 상태로 회복될 것으로 예상된다.

디지털화라는 거스를 수 없는 트렌드를 맞이한 공정자동화 업계는 이제 단순한 DCS 경쟁이 아니라, 누가 상위 솔루션까지 통합적으로 공급해 고객의 디지털화 니즈를 효율적으로 만족시키느냐하는 것이 사업의 성패를 가르는 관건이 되고 있다.

 

 

 

에코스트럭처 폭스보로 DCS(사진. 슈나이더 일렉트릭 코리아)

 

 

 

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