센서에서 서버까지 산업 자동화 위한 윈도 임베디드

요즘 운영체제 시스템들은 작업 처리 능력, 사용자 인터페이스, 네트워크 및 통신, 서비스 기능 등에서 많은 기능 향상이 되면서 제조업체들은 현장이나 본사간에 실 시간으로 쉽고 빠르게 정보를 주고받을 무한한 기회를 가지게 되었다. 이런 기회를 더욱 효율적으로 활용하기 위해 제조업체들은 전체적인 관리성과 통제력, 강력하 고 안정적이면서도 높은 성능의 인프라를 갖춰야 한다. 마이크로소프트의 윈도 임베디드 운영체제는 이러한 생산 산업 환경의 요구를 충족시킬 수 있는 지능적이면서 신뢰성이 높고, 비용 효율적인 통합된 솔루션이다.

신승운 MDS테크놀로지 SE팀

 

모든 산업이 급속도로 발전하고 있다. 예전처럼 며 칠 밤낮 동안 물건을 대량 생산해서 무조건 파는 단순 제조 형태의 산업을 이제는 거의 찾아보기 어렵다. 공 장에서 하나의 제품을 생산하더라도 최상 품질의 제 품을 내놓아야 소비자들은 제품에 만족하고, 그만큼 수요가 늘어나 더 많은 생산을 할 수가 있다. 제조 및 생산에서의 작은 개선 하나가 대량 생산 과 정에 미치는 영향은 말할 수 없이 크다. 예를 들면, 생 산 시간 단축, 고객 만족을 위한 제품의 품질 개선, 시 장 수요에 대한 제품 공급력 등 어느 하나 간과해서는 안 될 것들이다.

그러면 이러한 모든 것을 쉽고 빠르게 처리하는 데 필요한 것은 무엇인가? 바로‘,산업용 자동화 시스템 구축’이다. 이미 다양하고 많은 분야에서 산업 자동화 시스템을 구축하여 사용하고 있지만, 단순한 자동화 가 아닌 모든 서비스와 기술이 연계되어 통합적인 하 나의 자동화 시스템을 구축하여 사용될 때 비로소 진 정한 산업용 자동화 시스템의 진가가 발휘된다.

그림 1은 산업용 자동화 시장 흐름을 나타낸 것이 다. 이 통계 결과를 보더라도 지난 몇 년 동안 자동화 산업 시장이 지속적으로 성장한 것을 알 수 있고 앞으 로도 성장세가 계속될 전망이다. 요즘 운영체제 시스템들은 작업 처리 능력, 사용자 인터페이스, 네트워크 및 통신, 서비스 기능 등에서 많은 기능 향상이 되면서 제조업체들은 현장이나 본 사간에 실시간으로 쉽고 빠르게 정보를 주고받을 무 한한 기회를 가지게 되었다. 이런 기회를 더욱 효율적

 

으로 활용하기 위해 제조업체들은 전체적인 관리성과 통제력, 강력하고 안정적이면서도 높은 성능의 인프 라를 갖춰야 한다. 마이크로소프트의 윈도 임베디드 운영체제는 이러한 생산 산업 환경의 요구를 충족시 킬 수 있는 지능적이면서 신뢰성이 높고, 비용 효율적 인 통합된 솔루션이다.

강력하고 견고한 실시간 운영체제인‘Windows Embedded Compact 7’(윈도 임베디드 CE의 차세 대 버전), 다양한 호환성 및 운용성을 보장하는 운영 체제인‘Windows EmbeddedStandard 7’과 ‘Windows Embedded Standard2009’(윈도 임베 디드 XP의 차세대 버전), 통합되고 강력한 관리 기능 을 제공하는‘Windows Embedded Server’등의 다 양한 임베디드 운영체제를 제공한다. 그러면 다양한 윈도 임베디드 제품군에서 나날이 기대가 높아지는 산업 환경에 어떠한 기능을 제공하 고 있는지 알아보자.

 

윈도 임베디드 솔루션 이점

 

1) 안정성 보장: 쉬운관리, 정확한예측그리고사용 성에서의 균형이 필요하고, 최적의 성능을 발휘할 수 있도록보장한다. 또한정책기반의관리, 원격접속기능, 시스템 위협 요소 감지, 다양한 응용프로그램 지원 등안정적인개발환경을제공하여안정성도보장한다.

2) 관리 효율성 : 마이크로소프트 제품은 일반 사용 자나 IT 전문가들 모두에게 익숙한 제품이다. 간단하 고 쉬운 작업 처리, 빠르고 쉬운 학습, 효율적이고 유 용한 관리 기능 등이 제공된다.

3) 비용 절약 : 사용하기 쉽고 친숙한 윈도 사용자 환경 및 다양한 개발 도구들을 통해 개발 시간을 단축 하여 출시 시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있다. 또한 최적화된 관리 환경 구축으로 유지 관리비용이 적게 들고 효율성을 높일 수 있다.

4) 상호 운용성 : 마이크로소프트 제품은 다른 경쟁 응용프로그램들보다 더욱 쉽게 설치할 수 있고, 사용 및 적용할 수 있도록 통합되어 있다. 이미 사용자들은 마이크로소프트 응용프로그램들의 작동 방법들을 많 이 알고 사용하고 있으며, 추가적인 응용프로그램들 에 대해서도 쉽게 익힐 수 있다.

5) 선택 : 윈도는 수천 개의 응용프로그램과 수백, 수천의 파트너들, 450,000명 이상의 마이크로소프트 기술 전문가, 6백만명 이상의 개발자들로부터 지원을 받는 세계에서 가장 큰 독립적인 소프트웨어 공급업 체(ISV) 커뮤니티이다.

6) 보안 : 마이크로소프트는 포괄적이고 완벽한 보 안 접근성과 높은 IT 보안 솔루션, 최소한의 작업 중 단 시간, 기본 제공되는 보안 관리 도구들 그리고 통 합된 보안 제품들을 제공한다.

7) 연결성 : 모든 윈도 임베디드 제품에 포함된 디 바이스용 내장 웹 서비스를 통해 디바이스와 타사 응 용프로그램 간의 연결성을 제공한다.

8) 적절한 서버와 가격 : 마이크로소프트 임베디드 서버는 최적화된 운영체제와 서버 전용 응용프로그 램, 서버 기기 배포 시나리오를 포함하고 있다. 마이 크로소프트는 OEM사들이 낮은 로열티로 이용할 수 있는 서버 기술들을 제공하고 있다. 이 제품들은 생산 및 제조업 인프라 내에서 이상적이고 기능적으로 알 맞은 특화된 서버를 위한 것들이다.

 9) 호환성 : 더욱 다양한 소프트웨어 개발키트, 툴 및 전문가 커뮤니티를 활용할 수 있도록 제공함으로 써 여러 응용프로그램 간의 호환성을 높인다.

 

윈도 임베디드 솔루션과 시스템 분야
1. 공장 자동화…자동차용품 및 완성품 제조

 

복잡한 공급망을 관리하면서 비용을 낮추고 품질 을 높게 유지하면서 생산 현장과 IT 인프라 간에 엄 격한 상호연결성이 필요하다. 제조업체들은 데이터 보안을 유지하면서 생산라인 을 신속하게 재구성하고 설계를 제조주기에 맞게 변 경할 수 있어야 한다. 윈도 임베디드는 HMI(Human Machine Interface) 패널부터 PC 기반 제어장치, 로 봇, 산업용 서버 어플라이언스에 이르기까지 자동차 용품 및 완제품 제조 시 사용되는 장치들에 대한 솔 루션을 제공한다

 

 

2. 공정 자동화…식·의약품, 석유 및 가스 생산

 

해외 플랜트뿐만 아니라 로컬 센서로부터 수집된 비즈니스 인텔리전스 데이터는 신속하게 사업 관련 의사결정권자들에게 전달되어야 한다. 규제 수준이 높은 식·의약품 제조업에서 식품 안전과 환경 문제 는 가장 중요한 관심사이다. 이들 산업에서 전형적인 고속 공정은 반복 가능하고 매우 신뢰할 만한 고속 장 치들이 필요하다. 윈도 임베디드는 개별 공정과 기업 관리 사이의 견고한 실시간 운영 및 시스템 상호연결 성을 보장한다.

 

3. 전력과 유틸리티

 

에너지 비용의 억제, 전력망 보안의 강화, 전력 효 율성 및 가용성의 증진은 스마트 그리드 및 스마트 계 량과 같은 진취적 계획들의 추진 배경이 되는 세계적 인 우선 과제들이다. 이를 완성하기 위해서는 발전소 및 전력설비에서부터 소비자에 이르기까지 활발하고 유연한 단일 통신 환경이 필요하다. 윈도 임베디드는 내구성이 향상된 고성능의 소형 스마트 센서와 산업 용 고강도 서버 어플라이언스를 개발하는 OEM 업체 들에게 다양한 플랫폼 선택의 기회를 제공한다.

 

4. 기업 연결성 제공

 

윈도 임베디드는 기타 산업용 장치, 서버, 서비스와 의 연결을 용이하게 해준다. 모든 윈도 임베디드 제품 에는 WSD(디바이스에 대한 웹서비스)를 위한 내장 지원이 포함되는데, 이는 새롭고 구현하기 쉬운 네트 워킹 시나리오를 가능하게 한다.

 

제품 기술 개요
1. 윈도 임베디드 서버

 

마이크로소프트 윈도 임베디드 서버 패밀리의 강력 한 다기능성은 산업용 서버 어플라이언스를 위해 최 적화된 여러 가지 맞춤형 기능들을 제공한다.

 

1) Windows Server 2008 for Embedded Systems

Windows Server 2008 for Embedded Systems 는 범용 버전의 윈도 서버와 소프트웨어 기반이 같다. 단지, 범용 Windows Server 2008과는 라이선스 규 정이 다를 뿐이다. 이 제품은 임베디드 시장에서만 사 용할 수 있고 범용 서버보다는 가격이 저렴하다. 주요 특징은 우선, 확장 가능한 전용 목적의 스마트 서버 기기에서부터 64비트 대형 서버까지 지원한다. 또한 통합된 관리 기능은 원격에서 쉽게 산업용 서버 어플라이언스를 관리할 수 있게 하며, 강력한 네트워 킹과 대용량 저장장치는 산업용 서버 어플라이언스 기능을 더욱 극대화한다. 뿐만 아니라 닷넷 프레임워

 

크와 비주얼 스튜디오는 산업용 응용프로그램 디자인 및 개발을 쉽고 효과적으로 할 수 있게 지원한다. 여 전히 사용 가능한 윈도 임베디드 서버 버전에는 Windows NT 서버, Windows 2000 서버, Windows 서버 2003, Windows 서버 2003 R2가 있다. 이 제품은 주로 산업용 라우터 및 스위치, 게이트웨 이, 방화벽, 기업 자원 계획(ERP), 제품 수명 주기 관 리(PLM), 제조 실행 시스템(MES) 분야에서 적용되고 있다.

 

2) SQL Server 2008 for Embedded Systems

 

SQL Server 2008 for Embedded Systems는 임 베디드 애플리케이션을 위한 데이터베이스로 SQL Server 2008을 사용하고자 하는 OEM사들이 이용할 수 있는 SQL Server 2008의 런타임 버전이다. 이 제품은 일반적으로 이용 가능한 리테일 버전의 SQL Server 2008과 동일하다. 단, 임베디드 애플리 케이션을 위한 데이터베이스로만 사용해야 하는 제약 이 있다. 클라이언트는 SQL 서버 데이터베이스에 직 접적으로 상호 작용을 해서는 안 된다.

마이크로소프트 SQL Server 2008 for Embedded Systems는 통합된 비즈니스 지능형 도구로써 확장성, 속도 및 성능에 대한 벤치마킹, XML과 인터넷 쿼리를 위한 핵심 지원을 위해 엔터프라이즈 수준의 데이터 관리기능을제공하는고급데이터베이스플랫폼이다. 주요 특징은 관계형 및 구조화된 데이터 관리와 저 장, 고가용성과 고성능을 위해 더욱 안전하고 신뢰할 수 있는 저장 공간을 제공한다.

또한 분석·보고·통 합 및 통지 등의 마이크로소프트 사용 가능한 최고 기술들이 결합했으며, 데이터 압축, 공간 데이터 지 원, 정책 기반 관리 및 새로운 보고서 작성기 등의 리 소스 관리자와 같은 OEM사들이 이용할 수 있는 새 로운 기능들도 제공한다. 여전히 사용 가능한 SQL 서버의 버전에는 SQL 2000 Server, SQL Server 2003이 있다. 이 제품은 다양한 Back-End 데이터베이스의 임베 디드 애플리케이션에서 사용되며, 적용 분야로는 산 업용 라우터 및 스위치, 게이트웨이, 방화벽, 기업 자 원 계획, 제품 수명 주기 관리, 제조 실행 시스템 등이 있다.

 

3) Windows Storage Server 2003·윈도 통합 데이터 Storage Server

 

Windows Storage Server 2003 및 윈도 통합 데 이터 Storage Server 2003은 네트워크 연결 저장소 (NAS)를 위해 설계된 플랫폼으로서 데이터 저장 및 접근에 대한 데이터 보관 규정을 준수하는 제조에 사 용할 수 있다. 적용 분야로는 네트워크 연결 스토리지 (NAS), 저장소 영역 네트워크 게이트웨이 등이 있다.

 

4) System Center Data Protection Manager

 

마이크로소프트 System Center Data Protection Manager 2007(DPM)은 마이크로소프트 서버를 위 한 지속적인 데이터 보호 솔루션을 제공한다. 또한 디 스크나 테이프 솔루션 등의 디스크 통합에 신속하고 안정적인 백업 및 복구 고급 기능을 제공한다. 데이터베이스 관리자, 전자 메일 관리자 및 기타 IT 개발자들은 데이터를 보호하기 위해 더 나은 방법을 찾고 있는데, 이 제품은 SQL Server, 마이크로소프 트 익스체인지, Windows Sharepoint Service 및 Windows Storage Server와 같은 주요 비즈니스 애 플리케이션에서 데이터를 복구하거나, Windows Server 2003, Windows Server 2008 및 하이퍼-V 를 통한 가상 서버 장비 인스턴스를 이용한 공유 기능 도 함께 제공한다. 따라서 중요한 정보 흐름과 업무를 보호하기 위한 백업 및 복구 기기들에서 주로 적용되 고 있다.

 

2. 윈도 임베디드 운영체제

 

윈도 임베디드 솔루션은 오늘날 경쟁력 있는 시장 에서 회사가 신속하고 효율적으로 좋은 상품과 서비 스를 제공할 수 있도록 도와준다. 마이크로소프트는 서버 기술뿐만 아니라, Windows Embedded Compact 7, Windows Embedded Standard 및 Windows Embedded Enterprise와 같은 운영체제들

 

 

을 제공한다. 간단하거나 복잡한 제조 솔루션을 개발 하는 데 상호작용하여 작동한다.

 

 

1) Windows Embedded Compact 7

 

Windows Embedded Compact 7은 이미지 사이 즈가 작거나 내구성이 뛰어난 다양한 종류의 디바이 스를 위해 구성화된 실시간 운영체제이다. 더불어 개 발자는 Silverlight를 이용하여 풍부하고 다양한 사용 자 환경을 구현할 수 있다. 주요 특징으로는 MIPS·x86·ARM 그리고 SH4 등과 같은 다양한 CPU 아키텍처 외에 실시간 기능 (Hard Real-Time)과 무소음(Fan-less) 운영 시스템 도 지원한다. 또한 자동화 제어 응용프로그램과 산업 용 이더넷 장치를 GUI 없이 실행할 수 있도록 지원하 며 많은 개발자에게 친숙한 비주얼 스튜디오와 개발 환경·도구 및 프레임 워크 등을 이용하여 산업용 응 용프로그램의 빠른 개발과 사용을 제공한다. 뿐만 아 니라, Windows Embedded Compact 7 GUI는 로컬 HMIs와 PLC, 산업용 장치에 대해서도 완벽한 지원 을할수있다. 이 제품은 스마트 입출력, 센서, 지능형 주변 기기, 산업용 이더넷, 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러 (PLCs), 인간-기계 인터페이스(HMI), 로컬 HMI, PC 기반 제어기 등에 주로 적용되고 있다.

 

2) Windows Embedded Standard 7

 

구성 요소화되어 있으며 윈도 운영체제의 강력한 기 능, 숙련도 및 안정성을 제공하는 윈도 XP 임베디드의 차세대 버전으로, XP 기반의 Windows Embedded Standard 2009와 Windows 7 기반의 Windows Embedded Standard 7 두가지버전이있다. 그 가운데 Windows Embedded Standard 7은 Headless 시스템에서부터 PC 기반의 제어 프로그램, HMI, SCADA 시스템 등을 위한 모든 기능을 갖춘 Silverlight GUI 시스템까지 이용될 수 있도록 지원한 다.

또한 EWF(Enhanced Write Filter)와 HORM (Hibernate Once-Resume Many), USB 부팅 등의 강 화된 산업용 기능들 외에, 닷넷 프레임워크와 비주얼 스튜디오도구들을이용한쉬운개발지원, x86 하드웨 어플랫폼에적합하도록맞춤설정도지원한다. 이 제품의 구성 요소화된 운영 체제는 더 작은 하드 웨어 플랫폼에도 맞게 최적화된 기능을 제공할 뿐만 아니라, 관리·구성·배치를 위한 엔터프라이즈 연결 성도 제공한다. 적용 분야로는 PC 기반 제어, IP 및 산업용 이더넷 디바이스, 인간-기계 인터페이스, 감 독 제어 및 데이터수집(SCADA)에 사용 적합하다.

 

3) Windows Embedded Enterprise

 

Windows Embedded Enterprisesms 윈도 XP Professional, Windows Vista, Windows 7 등의 마 이크로소프트 고급 운영 체제의 모든 성능과 기능을 제공하고 고급산업용 응용프로그램 및 32비트, 64비 트를 모두 지원한다. 윈도 데스크톱 운영체제에서 제공되는 동일한 기술 과 기능들을 OEM사들이 이용하여 높은 신뢰성과 차 별화된 다양한 고성능의 제품을 생산할 수 있다. 주요 특징으로는 산업용 PC 기반 디바이스의 모든 최신 드라이버와 데스크톱 응용프로그램의 호환성을 완벽 지원한다는 점이다.

또한 닷넷 프레임워크 및 비 주얼 스튜디오 도구를 이용하여 쉽게 산업용 응용프 로그램을 설계하고 개발할 수 있어 고객의 수요에 대 한 빠른 대응과 생산이 가능해진다. 이 제품은 PC 기반 제어, 인간-기계 인터페이스, 감독 제어 및 데이터수집, 프로세스 물류관리, 제조 실행 시스템 등에 주로 적용되고 있다.

지금까지 마이크로소프트의 윈도 임베디드 운영체 제와 솔루션이 산업용 자동화 시스템에서 어떻게 적 용되고 활용될 수 있는지를 알아보았다. 최소의 비용 으로, 최적의 산업 자동화 환경을 구축하고, 최대의 효과를 볼 수 있는 이러한 윈도 임베디드가 앞으로도 꾸준히 산업환경을 더욱 편리하고 강력하게 하는 데 일조할 수 있기를 기대해 본다.