센스데이터 수집 프로그램 (중요)

센스데이터 수집 프로그램 수집대상 : PLC, OPC, RTU,

signus.kr/product/pointedgesensor?mid=m0104

센서데이터 수집 프로그램

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설비시스템 계층 구조

현장 데이터 수집 절차

데이터 수집 자동화의 인터페이스 절차는 일반적인 현장 데이터 수집의 절차와 유사하게 분석 → 설계 → 구축의 과정을 거쳐 시스템이 구축됩니다.

분석	대상설비분석	대상설비로부터 수집 가능한 데이터를 데이터 속성별로 분류
↓ 대상설비와 분석된 설비가 일치하는지, 관리하고자 하는 설비가 일치하는지에 대한 협의 필요
설계	인터페이스방안선정	비용과 성능 측면을 고려해 가장 효율적인 인터페이스 방안 선정
	네트워크 설계/구축	현장 데이터 인터페이스를 위한 네트워크 설계 및 구축
↓ 설계된 내용에 대한 고객승인 필요
구축	네트워크공사	설계된 네트워크를 기준으로 하여 현장에 데이터 수집을 위한 네트워크 배관/배선 작업
	설비 인터페이스	설정된 인터페이스 방안에 따른 설비와의 인터페이스 작업
	데이터 가공	상위 시스템에서 필요로 하는 데이터로 가공

현장 데이터 수집 방안

1. 관리레벨 (Supervisory Level)

Supervisory Level에서의 데이터 수집은 PC로 구성되어 있는 시스템에서 데이터를 수집하는 것으로 대상 설비가 외부 인터페이스 서비스를 지원 할 경우와 하지 않을 경우에 따라 적절한 데이터 수집 방안을 적용합니다.

Agent 모듈 설치	컴퓨터 시스템에 데이터 수집을 위한 Agent 모듈을 설치하여 Agent 모듈에서 수집한 데이터를 수집서버로 전송하고 수집서버는 수집된 서버를 생산 실행관리 시스템으로 전송합니다. 외부 데이터 서비스를 제공하지 않는 시스템에서 적용 가능합니다.
서비스 프로토콜 이용	수집하고자 하는 설비(PC)가 외부데이터 서비스를 제공할 경우에는 제공하는 서비스 프로토콜(OPC, GSM등)을 이용하여 데이터를 수집합니다. ※ OPC, GSM은 외부데이터서비스에서 사용되는 표준 통신 프로토콜
전용 PC 시스템 설비에 연결	검사장비와 같은 일부 설비의 경우 전용 컴퓨터시스템이 설비에 부착되어 있어 설비에서 측정 검사결과데이터가 컴퓨터시스템에 이력데이터 형식으로 저장되고 있어, 이를 수집하여 품질 데이터로서의 활용이 가능합니다. 파일을 읽기 위하여 네트워크 명령을 이용하여 연결하고 해당 파일을 복사한 다음 분석하여 데이터화 하여 상위 시스템으로 전송합니다.

2. 실시간 모니터링 레벨 (Process Level)

Process Level에서의 데이터 수집은 Process Level을 구성하는 주된 장치인 PLC에 통신 모듈이 부착되어 있을 경우와 부착되어 있지 않을 경우에 따라 수집 방법이 다르게 결정 됩니다.

통신모듈 연계	PLC내에 통신모듈이 장착되어 있을 경우 혹은 통신모듈 장착이 가능한 경우에 장착된 통신모듈과 연계하여 현장데이터를 수집합니다. 데이터 수집을 위한 통신 프로토콜은 PLC 제조사별로 상이하므로, 수집서버에 수집모듈은 PLC Type별로 설치/구동됩니다.
표준통신	PLC에 통신모듈이 없으면서, 장착 또한 불가능한 경우 통신기능이 있는 별도의 RTU를 장착하여 RTU와 PLC는 Analog/Digital 신호연계를 하여 RTU에서 PLC에 연결된 신호를 읽어 수집서버로 전송하도록 구성하는 방식입니다. 일반적으로 구형PLC와 같이 통신모듈 장착이 불가능한 경우 적용 가능한 방안입니다.

3. 운전, 제어레벨 (Field Level)

Field Level은 생산 제조사에서 직접 공급하는 각종 센서, 지시계 등으로 구성되어 있어 대상 설비가 통신 기능을 제공하게 되면 제공된 통신기능을 이용하여 데이터 수집하고, 제공하지 않을 경우에는 별도의 RTU를 이용하여 데이터를 수집하게 됩니다.

통신 PLC	현장에서 사용되는 센서, 특수 설비는 현장에서만 적용 가능한 통신방식(CAN-BUS, Field bus등)을 사용하고 있어 수집서버에서 직접연계가 불가능합니다. 이 경우에는 해당 통신기능을 제공하는 별도의 PLC를 사용하여 데이터 수집한 다음 PLC통신연계를 이용하여 데이터를 상위 시스템으로 전송합니다.
RTU 연계	현장에 설치되어 있는 설비들이 단순 센서수준의 설비이면서 외부데이터 서비스를 지원하지 않을 경우에는 센서에서 발생되는 전기신호를 RTU와 연계하여 컴퓨터가 인식할 수 있는 신호로 변환하여 수집한 다음 수집서버를 경유하여 상위 시스템으로 전송하도록 구성합니다.

 

Overview

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(주)시그너스는 사물 간 통신을 위한 데이터의 수집, 분석, 전송 관련 기술을 바탕으로 M2M 분야의 우수한 전문 솔루션을 제공하고 있습니다.

시그너스 M2M Technologies

 

PointEdge (M2M)

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PointEdge(Mobile Platform Smart Application Service)는 언제, 어디서나 현장의 기계/설비 운전현황을 상세하게 감시 및 제어할 수 있는 앱 서비스로 태블릿 PC를 통해 제공됩니다.

PointEdge는 모바일 기반의 실시간 Dash Board 시스템을 통해 필요한 핵심 정보들을 한 눈에 볼 수 있도록 하며, 실시간 정보시스템의 취약점을 극복할 수 있도록 해줍니다. 또한, 다양한 업무환경에 맞는 맞춤형 앱을 구축하여, 네트워크 상황에 맞는 유연한 인터넷 연결을 지원하며, 장비에 연결된 컴퓨터가 없이도 상태를 감시할 수 있는 기능을 지원합니다.

시스템 구성

• 기계/설비 감시 및 제어
• PLC, DCS, Controller 등의 다양한 통신 드라이버 지원
• 개방형 구조로 모든 자동화 분야에 적용

정보흐름도 예시

기계/설비의 실시간 데이터 취득과 상위시스템과의 인터페이스 연결 기능을 담당하는 HMI 시스템을 통해, 현장에서 실제 운용되는 기계/설비의 운전현황에 대한 실시간 Data를 효과적으로 전달하여, 스마트 앱을 통해 구현합니다.

시스템 특장점

• 스마트 모빌리티 실현 (Smart Mobile Office)

  → 이동 사용자의 편의성을 고려한 모바일 기반의 제품 관리 체계 구축하여, 최신 IT 기술이 적용된 공장정보화 시스템을 통해 언제 어디서나 현장 설비 가동상태를 모니터링 할 수 있도록 해드립니다.

• 데이터의 선택과 집중 (Roll-out)

  → 데이터를 선택적으로 Roll-out 하는 기능을 제공하여 전체 공정의 단순 모니터링이 아니라 핵심 운용 정보를 파악할 수 있도록 지원합니다.

• 현장 밀착형 데이터 관리

  → 스마트 앱을 적용하여 주요 데이터에 대한 현장 밀착형 관리가 가능해짐으로써 안정적인 설비 시스템을 유지할 수 있습니다.

• 최적의 모바일 플랫폼 기술

  → 폭넓은 확장성을 지원하는 최적의 모바일 플랫폼 기술을 채택하였으며, 검증된 무선 정보 기술 융합을 통해 고객의 만족도 향상에 기여하고 있습니다.

경제성 향상

• HMI Mobile Client 프로그램

  → 고객사에서 운용중인 HMI 서버와 실시간으로 통신하여 운전상태를 모니터링 할 수 있으므로, HMI 제공업체의 Web Client 1 user 추가 시 발생하는 구축비용이 100만원이라고 할 때, 관리자 3명 기준으로 소용비용 300만원을 절감할 수 있습니다.

  → 유비쿼터스 환경에서 앱이 설치된 모든 사용자(고객담당자, 자사관리담당자 등)들에게 실시간 정보를 제공하므로 정보공유체제 구축을 위한 비용을 절감할 수 있습니다.

  → 생산라인 및 공정시스템의 A/S 사항 발생 시, 현장 설비의 문제점 진단에도 적용이 가능하여 선 조치를 통한 대응이 가능하므로 A/S 비용을 절감할 수 있습니다.

• Alarm 자동 통보 기능

  → 시스템 이상 발생 시, HMI 알람 Data와 실시간 연동 스마트폰에서 알람 메시지를 즉시 확인할 수 있으므로, SMS 발생건수 별 통신비용 지불금액을 절감할 수 있습니다. (월 SMS 5천건 이용 시 약 10만원 소요: 연간 약 120만원 유지비 절감)

  → HMI 제공업체의 SMS 서비스 팩 구축비용을 대체할 수 있습니다. (HMI SMS 서비스 비용 약 300만원 절감)

 

통신 프로토콜 Gateway S/W

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• 개요
  • 이기종 간의 데이터 교환을 위한 통신 Gateway
• 특징
  • 다양한 Device 및 데이터 전송방식 지원
  • 신뢰성 있는 프로토콜
• 기능
  • Realtime 및 Historical 데이터 지원
  • 스트립트 및 사용자 프로그램으로 데이터 연산 및 가공

 

 

Signal*Fact Series [M3/U3] 사물인터넷 설비&센서 데이터 수집연계 솔루션

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현장의 이기종 설비 데이터 수집과 센서 통신 기능을 맞춤형 패키지로 구성하여 스마트공장 핵심기반을 제공합니다.

Signal*Fact 경제적인 무선통신서비스 IoT에 최적화된 저전력 장거리 LoRa 무선통신 모듈

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LoRa Direct Module & Gateway

LR1001/LR1002 로라 모듈을 이용하여 Ethernet -to-LoRa, Serial-to-LoRa로 변환해 주는 모듈입 니다. LoRa 무선 토폴로지는 Star 방식으로 구성 이 되며, LoRa 1개 채널에 최대 5개의 노드로부터 메시지 수신이 가능합니다. 이 모듈은 서브기가 대역을 이용하며, 장거리 환경에서 필요한 경량 데이터 를 전송하는 응용서비스에 적합합니다.

• 기계가 위치한 설비현장과 사무실간에 LoRa 무선방식으로 LPLAN(Low-Power Local Area Network)을 구성
• PLC와 M3간 인터페이스는 Serial 통신과 Ethernet 통신으로 연결
• Robot PC와 M3간 인터페이스는 전용 프로토콜 및 DB Query 방식으로 연결지원(접근권한 관리)
• 현장에서 무선주파수 Spectrum 분석기로 LoRa 연결 Channel에 대한 최적화 확인 작업 지원

General Features

• Using NLT-LR1002 Module
• Support Ethernet Port and UART interface
• LBT(Listen Before Talk) : RSSI -65dBm
• Support Random Delay, ACK/NAK, Channel Health Check
• 2.4GHz LoRa, FLRC, (G)FSK, Ranging Engine
• On-board 2.4GHz transceiver with arm cortex M4 MCU
• Peer-to-peer, point-to-multipoint, repeater and Star networking topologies

• AT command interface over UART
• Compact form factor: 19 x 34 x 2.3 mm
• Outdoor line-of-sight range: +10 dBm of TX Power
  ~ 3.6Km at 476 bps (LoRa)
  ~ 2.3Km at 260 kbps (FLRC)
• Urban range: 350m at +10 dBm of TX power
• Ranging Engine "Time-of-Flight”: P2P ranging
• and positioning solutions, 1m accuracy(Los)

Signal*Fact 폭넓은 적용대상 IoT 센서통합모듈 [M3]는 다양한 Analog, Digital yo를 지원합니다.

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KCC-REM CE-RED [공장용 설비 데이터 수집 장비] 규격 인증

Signal*Fact 패키지는 Data 를 활용하기 가장 좋은 환경을 제공합니다.

- 생산현장 이기종 설비 및 각종 IoT 센서 연계

- 제조설비, 계측기 데이터의 표준 통신 프로토콜 적용

- 기계간 원활한 데이터 Interface 모듈 제공

획득

구분지원 채널(ch)지원 전압 전류

	AI(V)	4	0-10V
	AI(A)	4	14-20mA
	DI	16	3.3-24V
	DO(Relay)	2	12V
12C	2	3.3/5V	분기 케이블을 통해 최대 40개 센서 연결가능 (단, 동일 칩셋의 센서는 2개 까지)
UART	2	3.3/5V	도터(확장) 보드를 적용하여 LoRa , RS-485, Wi-Fi 무선통신 지원
USB	4	5V	유전원 허브를 통해 127 개까지 연결가능 Linux ARM 을 지원하는 Driver 필요

패키지별 서비스 제공 내용

서비스 가능M3 패키지U3/SCADA패키지설비데이터통합 패키지

다양한 설비/센서의 원격 모니터링	●	●	●
설비 운전데이터 기반 예측정비	●	●	●
생산물류 시뮬레이션	●	●	●
병목 공정 탐색, 대안 검증	●	●	●
최적 생산 스케줄링 검토	●	●	●
설비 이력 및 고장 예측	●	●
장비별 가동률 분석	●	●
데이터 기반 품질 분석	●	●
생산 현장 SCADA/HMI 제공	●	●
제품 정보 통합 관리	●
멀티 CAD 데이터 관리	●
3D도면 설계 및 해석	●

Signal*Fact 편리해진 데이터 연결성 U3를 적용하면 복잡한 데이터 연결구조가 단순해집니다

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U3(signal Unified Exchanger) 특징

U3는 스마트공장 핵심 인프라 구축에 필요한 이기종 설비간의 데이터 교환을 위한 통합 Protocol Gateway를 지원합니다.

표준과 오픈소스를 지향하는 데이터 커넥티드

• 다양한 Device 및 데이터 전송방식을 지원하는 신뢰성 있는 프로토콜 지원
• Realtime 및 Historical 데이터 관리
• 스크립트 및 사용자 프로그램으로 데이터 연산 및 가공 - GUI Tool 기반 I/O 매핑 및 Signal Control
• Legacy 연동을 위한 Server Agent 제공

• DBMS : Database Management System(G|OE|HO|Z2|A|A5)
• API : Application Program Interface(OS와 응용프로그램간 통신에 사용되는 언어나 메시지 형식)
• OPC : OLE for process control(공정제어기기용 통신 드라이버)
• Modbus : 자동화 시스템의 디바이스간 통신을 위해 개발된 산업용 통신 규약

Signal*Fact 기능 및 도입효과 M3 산업용 사물인터넷 (IIoT) 스마트센서 통합 모듈

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M3 주요 기능 및 특장점

- 하나의 단말기로 센서와 통신부를 일체형으로 구성한 올 인원 모듈
- 국내산업 현장에서 많이 사용되는 40여개의 PLC Driver 탑재 지원

도입효과

• 최적화된 공장 시스템 특정 공정 구성에 대한 실제 Workflow와 자재/재고실적관리 파악 용이
• 인프라 비용 절감 일원화된 시스템으로 IoT 기반 구축 비용 절감
• 간단한 센서 구성 현장에 필요한 센서를 Plug & Play 연결 지원으로 추가 확장 용이
• 신속한 설비 제어 펌웨어로 데이터 기준정보를 판단하여 원격에서도 설비를 빠르게 자동제어
• 플랫폼 연계 확장 유무선 네트워크를 통해 IoT, 빅데이터 플랫폼과 효과적으로 연동

M3 장점 비교

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Signal*Fact 패키지 구성도

복잡한 설비데이터 수집 분석 문제를 해결하는 솔루션을 제공합니다.

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IoT 구축 및 이기종 설비데이터 표준 통신 프로토콜 서비스

스마트 공장을 위한 필수요소로 구성된 M3 기본패키지와 현장의 요구사항을 충족시킬 수 있도록 편리한 맞춤형 패키지를 제공합니다.

Signal*Fact Series

M3 패키지	스마트 공장을 위한 필수요소로 구성 제조현장의 설비 Interface 및 센서 연계 통합 지원 생산 시스템 및 물류 프로세스의 시뮬레이션과 최적화
U3 패키지	설비신호 수집관리 : 모니터링, 스케쥴링, 이벤트 핸들링, 알람 등, 이기종 설비간 유연한 설비 데이터 교환 및 다양한 표준 서비스 프로토콜 지원
설비데이터 통합 패키지	스마트공장 CPS를 위한 제품 정보의 일원화된 통합 관리 멀티 CAD 데이터 관리 3D 도면 설계 및 해석 연계 지원