공장자동화(FA)란 무엇인가? - IT입문(8)

웹프로그램이나 PC기반의 UI기반 프로그램을 하는 개발자도 하드웨어를 연결해서 컨트롤 하고 하는 기능을 개발하는 부분은 생소한 영역일수 있다.

이렇게 기계를 컨트롤하거나 하는 공장자동화 부분의 프로그램을 따로 FA라고 분리해서 통칭한다.FA(Factory Automation) 의 약자이다.

예전에는 FA영역은 보통 개발자도 진입하기 어려운 장벽이 있었다. 하드웨어등 장비가 있어야 해보든지 하는데, 그런 경우가 많지 않기 때문이다. 우리가 그냥 프로그래머가 되고싶어서 공부를 할려면, PC가 한대 있으면 가능하지만, FA를 하려면 연결해서 테스트를 하고 공부할수 있는 장비가 있어야 가능하기 때문이다.

하드웨어쪽 프로그램은
- 하드웨어장비를 PC등과 연결하기 위한 디바이스 드라이버 개발
- 공장의 공정을 자동화 하기 위한 공정 프로그램 (PLC (programmable logic controller)사용 )

디바이스 드라이버
예를 들면 우리가 온도센서를 이용해서 온도측정을 하는 장비를 하나 만들었다고 하자, 이걸 PC 와 연겴해서 PC에서 온도정보를 받아올려고 하면, PC와 통신하는 부분을 포함해서, PC에서 여러가지 명령을 줘서 온도를 측정할수 있게 해야한다( 1초간격으로 할건지 1분간격으로 측정할건지..측정하는 인터벌 세팅 등등..) 이런것을 개발하는 프로그램이 필요하다.

PLC
공장은 여러가지 센서와 부품이 들어가있고 이런것을 컨트롤하는 프로그램이 필요하다.자동화하기 위해서, 예를 들면 타이어를 만드는 공장이 있다고 하자. 타이어 고무를 녹이는 공정에서는 계속 가열을하고 타이어를 만드는 고무를 녹이고 하다가 고무액체의 온도가 몇도가 되면, 불을 줄이거나 끄거나하고, 액체를 틀에 붇디 위해 이동하고 , 틀에서 굳은다음 떼어내고 컨베어에 옮기어서 창고로 자동으로 가게 하고 등등.. 이런 절차를 PLC를 이용해서 프로그래밍한다.

이런걸 하는 장비를 PLC라고 하는데, 국산으로는 LG산전, 외산으로 독일 지멘스가 유명한걸로 안다.
크기는 작은규모에서 사용하는것보터 큰거까지 있다.작은거는 작은크기에 PC만하다.
이걸 이용해서 하는 프로그램이 PLC프로그램이다.

이렇듯 하드웨어를 연결하는 프로그램은 장벽이 있었는데, 이걸 한방에 해소한것이 노드레드(Node Red)이다.
IBM에서 개발한 플랫폼인데, 무료로 사용이 가능하다.

2,3만원하는 라즈베리파이(소형PC)를 구매해서 여기에 노드레드를 설치하고 프로그램을 할수 있다.
Node.js기반으로 작동하고, 개발된 위젯을 마우스로 끌어다 놓고 연결하면 온도센서등 여러가지 센서에서 읽어온값을 화면에 표시하고 클라우드 서버에 저장하고 DB에도 저장하고 마음데로 할수있다. 세세한 개발을 하려면 javascript를 이용해서 개발이 가능하다.
이걸 공부하면 일반 개발자도 FA를 할수 있게 되었다.

노드레드 로고

아래화면이 개발 화면이다.라즈베리파이를 PC와 연결해서 PC에서 개발할수 있다.
자바스크립트를 조금 할줄 알면 아주 쉽게 할수 있다.

노드레도 개발 화면

아래는 6개월정도 공부해서 내가 개발한 수질센서 소개 영상이다