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중전기기 네트워킹을 위한 엣지 투 클라우드 통합 솔루션, 어드밴텍의 E&E M21 솔루션 레디 패키지

2021-02-01

프로젝트 소개

독립형 발전기는 백업 전원 공급에 필수일 뿐 아니라 전력망 수요가 상대적으로 낮은 곳의 주요 전력 공급원입니다. 백업 전원 공급 및 전방 발전 장치로써 안정적으로 전력을 공급하기 위해서 필수적으로 정기적인 유지 보수가 이루어져야 합니다. 전통적으로 중장비는 사람이 수동으로 정기 검사를 해야만 했습니다. 그러나 네트워킹 기능을 도입하면 장비를 실시간으로 모니터링할 수 있어 그 때 그 때 종합적인 정비 전략을 세울 수 있습니다. 이를 통해 장비의 수명을 연장하고 유지 관리 비용도 절약할 수 있습니다. 

그러나 네트워크 연결은 기존 중전장비 설계 시 필수 사항이 아니었기 때문에 장비를 업그레이드하고 클라우드 플랫폼과 통합하기 위해서는 추가적으로 많은 소프트웨어 제품과 하드웨어 제품이 필요합니다. 소프트웨어와 하드웨어 제품을 서로 다른 제조업체의 것으로 사용할 경우 호환성 문제가 발생하여 네트워크 구축에 소요되는 기간이 늘어납니다. 또한 서로 다른 구성으로 이루어져 있기 때문에 향후 시스템 유지 및 관리의 어려움을 가중시킵니다. 

어드밴텍의 M21 SRP는 이러한 문제들을 극복할 수 있는 간편한 장비 네트워킹 솔루션입니다. 이 솔루션을 통해 ECU-1152 산업용 통신 게이트웨이만 있으면 발전기를 쉽게 업그레이드할 수 있습니다. 또한 장치와 함께 사전에 설치되는 스마트한 프로토콜 변환 소프트웨어인 WebAccess / Taglink를 통해 클라우드 플랫폼과의 원활하게 통합합니다. 따라서 이 솔루션은 시스템 아키텍처를 단순화시키고 원격 관리 시스템의 구축에 드는 시간을 단축합니다.

시스템 요구사항

중국의 한 새로운 에너지 및 전력 시스템 솔루션 공급업체는 국제적으로 고객에게 다양한 혁신 제품을 제공하고 있었습니다. 이 제품들은 에너지, 철도, 통신, 해양, 화학, 광산, 수력, 건설, 농업 등 다양한 산업군들에서 널리 사용되고 있습니다. 특히 진주강 삼각주 지역과 중국 남부 지역에서 가스 터빈과 전력 발전소를 가장 많이 공급하고 있었습니다. 판매 및 임대 제품을 효율적으로 관리하기 위해 발전소 현황을 원격 모니터링할 수 있는 시스템을 도입하여 여러 지방의 중장비를 중앙에서 관리할 계획이었습니다. 장비 운용에 대한 장기적, 정기적 추적으로 불필요한 비용이 절감하기 위해서였습니다. 해당 회사는 빅데이터 분석 결과에 기초하여 보다 명확한 유지보수 전략을 구현하여 발전기 세트의 수명을 연장하고 유지보수를 위한 장비 중단 시간을 최소화할 수 있는 방안을 모색하고 있었습니다. 

그 결과 수백대의 디젤 발전기를 임대하고 있는 축산업체에 새로운 시스템을 도입하기로 했습니다. 시스템 구현 속도를 높이기 위해 고객이 기성 장비 네트워킹 솔루션도 구매하도록 했습니다. 이 솔루션을 통해 디젤 발전기 컨트롤러에서 데이터를 수신할 수 있을 뿐 아니라 상위 레벨의 클라우드 플랫폼에서도 원활하게 연결할 수 있을 것이라 기대했습니다. 솔루션은 다음 조건을 충족시켜야 했습니다. 

  • 물리적으로 한정된 전자 기기 캐비넷에 설치할 수 있는 소형 하드웨어 
  • 광범위한 온도의 범위를 가진 실외 축산 환경에서도 작동할 수 있는 하드웨어
  • 디젤 발전소 컨트롤러 및 GPS 모듈 연결을 위한 직렬 포트
  • 다양한 무선 통신 지원
  • 원격 모니터링을 위한 MQTT 프로토콜 지원
  • 무선 네트워크의 연결이 끊기거나 장치 고장 등의 문제 발생 시에도 데이터의 정확성을 보장하는 매커니즘 제공 

솔루션 상세보기

어드밴텍의 ECU-1152 E&E M2I SRP는 스마트한 프로토콜 변환 소프트웨어 WebAccess/TagLink를 탑재한 산업용 통신 게이트웨이입니다. 데이터 수집, 프로토콜 변환, 무선 통신을 통합하고 RS-485로 디젤 발전기 컨트롤러와 연동할 수 있습니다. 내장된 WebAccess/TagLink를 통해 전압, 전류, 전력 소비, 수온 및 오일 압력 (기타 20종 이상의 발전소 관련 측정 대상) 과 같은 데이터를 처리합니다. 이러한 데이터를 MQTT로 소프트웨어 클라우드 플랫폼 회사에 전송할 수 있습니다. 이는 회사가 많은 수의 하드웨어 및 소프트웨어 제품을 구입하거나 시스템 구현을 위해 복잡한 프로그래밍을 할 필요가 없다는 것을 의미합니다. 스마트 무선 게이트웨이를 사용하여 간편하게 발전기를 네트워크로 연결하고 원격으로 모니터링할 수 있습니다. 

ECU-1152는 작지만 견고한 산업용 통신 게이트웨이입니다. 고성능 저전력 RISC 기반 프로세서로 열 발산을 위한 추가 구성 요소가 필요하지 않기 때문에 콤팩트합니다. DIN 레일은 전자기계 캐비닛에 장치를 편리하게 장착하여 공간을 절약하고 장치 관리를 간소화하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 작동 온도 범위(-40~70°C)가 넓어 혹독한 실외 환경에서도 안정적으로 작동합니다. 2개의 이더넷 포트와 4개의 RS-232/RS-485 직렬 포트와 미니 PCIe 슬롯을 통해 애플리케이션 요구사항에 따라 무선 통신 모듈을 확장할 수 있습니다. 뛰어난 방해 방지 기능이 있어 소음 수준이 높은 에너지, 전기 및 공장 용도에 적합합니다.

WebAccess/TagLink는 Modbus, DNP3, RESTFul, MQT 및 IEC 60870-5-104 등 다양한 통신 프로토콜을 지원하는 엣지 투 클라우드의 소프트웨어입니다. 따라서 다양한 PLC와 같은 컨트롤러 등의 로우레벨의 장치와 높은 수준의 IT 관리 시스템 또는 클라우드 플랫폼에 쉽게 연결할 수 있습니다. 프로토콜 변환을 수행하는 것 이외에도 전송 복원을 지원합니다. 신호가 손실될 경우 소프트웨어는 후에 시스템이 복원되면 데이터를 업로드할 수 있도록 ECU-1152의 온보드 SD 카드에 임시로 저장하여 중요한 데이터가 손실되지 않도록 방지합니다. 자동 디버깅 메커니즘으로 네트워크, 미니 PCIe 통신 모듈, 게이트웨이에 이상이 발생할 시 모듈을 다시 시작하거나 시스템을 재부팅합니다. 

시스템 다이어그램

프로젝트 결과

IoT 시대가 도래하며 장비 네트워킹은 스마트 애플리케이션 구현을 위한 선도적인 솔루션으로 각광받고 있습니다. 공장, 산업용 건물, 병원 등의 환경에서 중장비들은 이러한 추세를 따르고 있습니다. 어드밴텍의 E&E M2I는 소프트웨어와 하드웨어를 모두 통합하는 애플리케이션 지원 솔루션입니다. 필요한 기능을 쉽게 구성할 수 있어 사용자는 장비 네트워킹 및 원격 관리를 단시간에 처리합니다. 해당 사례의 에너지 및 전력 시스템 솔루션 업체는 어드밴텍의 솔루션에 매우 만족하여 다른 발전기 세트에도 WebAccess/TagLink가 내장된 ECU-1152를 도입하기로 결정했습니다.


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