Wiznet makers

This article summarizes an IoT-related article by the Russian electrical equipment manufacturer KEAZ and outlines the role the W5500 chip plays in the system.

1. Article Summary

[Overview and Development Background]

The IT department of KEAZ, a major Russian manufacturer of electrical equipment, developed a proprietary hardware-software monitoring system called 'KROT (KPOT - Universal Equipment Operation Control)' to integrate and manage analog and general-purpose production equipment ("invisible equipment") that lacked CNC (Computer Numerical Control) capabilities and had been excluded from digital control loops.

Currently, it is in operation on 125 pieces of equipment across more than 10 process departments, including metalworking, stamping, plating, and assembly.

[Operating Principle (IoT Monitoring)]

Current sensors are installed on older/manual equipment lacking digital interfaces to detect power consumption status. If the equipment's power consumption exceeds a set threshold, it is automatically classified as 'Operating'; if it falls below that threshold, it is classified as 'Standby or Downtime'.

The controller collects current load data at approximately 5-second intervals and transmits it to the server in real-time via the local network. Operators can directly input the specific reason for the equipment stoppage to enhance data accuracy.

[Technology Stack and Data Architecture]

Hardware: It utilizes the ESP32 dual-core microcontroller as the main core. Texas Instruments components are used for signal measurement, the W5500 network module for wired data transmission, and MEAN WELL and STMicroelectronics products for power and auxiliary components. It is designed as a highly durable industrial device equipped with a color LCD and keyboard to withstand noise and temperature fluctuations in industrial environments.

Software: The data acquisition and analysis environment is built upon '1C:Enterprise 8', a leading Russian enterprise management platform. Devices can be configured via an Android app through Bluetooth, real-time downtime notifications are sent via a Telegram bot, and data reflection latency is less than 60 seconds.

[Implementation Benefits and Future Plans]

Cost Reduction and Increased Efficiency: The time it took to report equipment downtime to managers (previously 15–30 minutes) was reduced immediately. Through collected data, we identified that 70–80% of downtime causes were process and organizational issues (such as setup delays) rather than machine defects, allowing us to optimize processes. As a result, Overall Equipment Efficiency (OEE) improved to 75–80%, and production volume increased by 15%.

Expansion Plans: By the end of 2026, we plan to connect an additional 150 pieces of equipment, expand Digital Maintenance (TOiR) and Manufacturing Execution System (MES) capabilities, and introduce predictive analytics technology to advance toward Industry 4.0 standards. 2. The Role of the W5500 in the KROT System

In the architecture described in this article, the W5500 is installed as a "network module for wired data transmission via Ethernet," and specifically performs the following key roles:

[Providing highly reliable wired Ethernet communication]

Industrial production sites, such as factory interiors, suffer from severe signal interference, attenuation, and noise for wireless communications like Wi-Fi or Bluetooth due to numerous large metal devices and high-voltage power lines. The W5500 is dedicated to handling wired Ethernet connections, reliably transmitting current load and equipment status data to the upper-level server without omission at 5-second intervals.

[Device identification through independent IP address assignment]

Each KROT controller (terminal) has a unique IP address. The W5500 supports this hardware-level internet connection, helping the central server clearly identify and track exactly "which equipment in which process" among the numerous general-purpose devices from which incoming data. Load reduction of the main microcontroller (ESP32) (hardware TCP/IP stack)

The W5500 internally processes the TCP/IP protocol stack (TCP, UDP, IPv4, ARP, ICMP, etc.) directly on the hardware chip itself. This maximizes system efficiency by allowing the main core, the ESP32, to focus on sensor data measurement, algorithm calculations, LCD screen control, and keyboard input processing without wasting computational resources on network packet processing.

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러시아의 전기 기기 제조업체 KEAZ(КЭАЗ)의 IoT 관련 글을 요약하고, 해당 시스템에서 W5500 칩이 어떤 역할을 하는지 정리해 드립니다.

1. 글 요약 (Article Summary)

[개요 및 개발 배경]

러시아의 대형 전공기구 제조기업인 KEAZ의 IT 부서가 디지털 제어 루프에서 소외되어 있던 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기능이 없는 아날로그·범용 생산 장비("보이지 않는 장비")들을 통합 관리하기 위해 'KROT(КРОТ - 범용 장비 작업 제어)'라는 자체 하드웨어-소프트웨어 모니터링 시스템을 개발했습니다.

현재 금속 가공, 스탬핑, 도금, 조립 등 10개 이상의 공정 부서 내 125대 장비에 도입되어 운영 중입니다.

[KIAZ 라는 러시아 회사 소개]

러시아 키르스크주에 소재한 기업. (직원 2600여명) 3200여개 제품라인. 100여개 특허.

KEAZ는 전기 보호·제어·자동화 장비 전문 기업입니다. 주력은 Opti 시리즈 브랜드입니다.

저압·고압 전기 장비와 자동화 시스템의 풀사이클 개발·제조 (R&D → 설계 → 생산 → 포장).

주요 고객층: 발전소, 변전소, 공장, 철도, 선박, 데이터센터, 방위산업 등 신뢰성과 내구성이 중요한 곳. 러시아 내에서 품질과 현지 지원으로 인정받는 기업입니다.

[KIAZ 의 KROT 제품 소개]

“보이지 않는 생산”을 데이터로 투명하게 만들어 관리 가능하게 함
다운타임 원인 자동 분석 → 생산성 향상, 예측 유지보수 도입

주요 기능은 아래와 같다.

a. 실시간 장비 상태 모니터링 (5초마다 전류 소비량 측정 → 가동/정지 판단)
b. 다운타임 자동 기록·분류 (조직적 원인 vs 기술적 원인)
c. OEE(전체 설비 효율) 분석 및 대시보드 제공
d. 즉각 알림 (Telegram 봇 등)
e. 1C ERP와 연동, MES 기능 확장 가능

[작동 원리 (IoT 모니터링)]

디지털 인터페이스가 없는 구형/수동 장비에 전류 센서(Current Sensors)를 설치하여 전력 소비 상태를 감지합니다.

장비의 전력 소비량이 설정된 임계값을 넘으면 '가동 중', 낮으면 '대기 또는 가동 중단(Downtime)'으로 자동 판단합니다.

컨트롤러는 약 5초 간격으로 전류 부하 데이터를 수집하여 로컬 네트워크를 통해 실시간으로 서버에 전송합니다. 여기에 작업자(오퍼레이터)가 장비가 멈춘 구체적인 사유를 직접 입력하여 데이터의 정밀도를 높입니다.

[기술 스택 및 데이터 아키텍처]

하드웨어: 메인 코어로 듀얼코어 마이크로컨트롤러인 ESP32를 사용하며, 신호 측정을 위해 Texas Instruments 소자, 유선 데이터 전송을 위해 W5500 네트워크 모듈, 전원 및 보조 부품으로 MEAN WELL, STMicroelectronics 제품을 채택했습니다. 산업 환경의 노이즈와 온도 변화를 견딜 수 있도록 컬러 LCD와 키보드가 포함된 내구성 높은 산업용 장치로 설계되었습니다.

소프트웨어: 데이터 수집 및 분석 환경은 러시아의 대표적인 기업 관리 플랫폼인 '1C:Enterprise 8(1С:Предприятие 8)'을 기반으로 구축되었습니다. 블루투스를 통한 안드로이드 앱으로 장치를 설정할 수 있고, 텔레그램 봇을 통해 실시간 가동 중단 알림을 전송하며, 데이터 반영 지연 시간은 최대 60초 미만입니다.

[도입 효과 및 향후 계획]

비용 절감 및 효율성 증가: 장비 중단 시 관리자에게 보고되기까지 걸리던 시간(기존 15~30분)이 즉각적으로 단축되었습니다. 수집된 데이터를 통해 가동 중단 원인의 70~80%가 기계 결함이 아닌 공정 및 조직적 문제(준비 지연 등)임을 파악하여 프로세스를 최적화했습니다. 결과적으로 장비 종합 효율(OEE)이 75~80%로 향상되었고, 생산량이 15% 증가했습니다.

확장 계획: 2026년 말까지 150대의 장비를 추가로 연결하고 디지털 유지보수(TOiR), MES(제조실행시스템) 기능 확장, 예측 분석 기술을 도입하여 인더스트리 4.0 표준으로 나아갈 계획입니다.

2. KROT 시스템에서 W5500의 역할

글에 기술된 아키텍처에서 W5500은 "이더넷(Ethernet)을 통한 유선 데이터 전송용 네트워크 모듈"로 탑재되어 있으며, 구체적으로 다음과 같은 핵심 역할을 수행합니다.

신뢰성 높은 유선 이더넷 통신 제공

공장 내부와 같은 산업 생산 현장은 수많은 대형 금속 장비, 고전압 전력선 등으로 인해 Wi-Fi나 블루투스 같은 무선 통신의 신호 간섭, 감쇄, 노이즈가 매우 심합니다. W5500은 유선 LAN(Ethernet) 연결을 전담하여 5초 간격으로 발생하는 전류 부하 및 장비 상태 데이터를 누락 없이 안정적으로 상위 서버로 전송합니다.

독립적 IP 주소 할당을 통한 장치 식별

각 KROT 컨트롤러(단말기)는 고유한 IP 주소를 가집니다. W5500은 이 하드웨어 수준의 인터넷 연결을 지원하여, 중앙 서버가 수많은 범용 장비 중 정확히 "어느 공정의 어떤 장비"에서 데이터가 들어오고 있는지 명확하게 식별하고 추적할 수 있도록 돕습니다.

메인 마이크로컨트롤러(ESP32)의 부하 경감 (하드웨어 TCP/IP 스택)

W5500은 내부적으로 TCP/IP 프로토콜 스택(TCP, UDP, IPv4, ARP, ICMP 등)을 하드웨어 칩 자체에서 직접 처리합니다. 덕불어 메인 코어인 ESP32가 네트워크 패킷 처리에 연산 자원을 낭비하지 않고, 센서 데이터 측정, 알고리즘 연산, LCD 화면 제어 및 키보드 입력 처리에 집중할 수 있도록 시스템 효율성을 극대화해 줍니다.

[Q&A]

Q) 한국 제품인 W5500 이 규제를 뚫고, 러시아 기업에게 안전하게 공급될 수 있을까?

A)

러시아 기업들이 흔히 쓰는 방식은 한국에서 직접 수입하는 대신, 중국, 튀르키예, 카자흐스탄 등 제3국 대리점이나 중개 무역상을 거쳐 물건을 넘겨받는 ‘그림자 공급망(Shadow Supply Chain)’입니다.

러시아 현지 시장에서는 여전히 유통망을 통해 한국산 위즈네트(WIZnet) 칩이나 대만계 반도체가 유통되고 있기는 합니다. 그러나 이를 "안전하다"고 볼 수는 없습니다.

[공장자동화 UCC 비교표]

💡 주요 공통점 

'보이지 않는 데이터'의 시각화: KEAZ의 KROT가 "보이지 않는 생산 과정에서 관리 가능한 프로세스로"를 기치로 내걸었듯, 다른 WIZnet UCC의 프로젝트들 역시 현장의 전원 상태(Sentinela), 센서 값(MonSet), 릴레이 상태(Modbus Bridge) 등 기존에 수동으로 확인해야 했던 아날로그/로컬 데이터를 디지털 화면으로 끌어올리는 것이 핵심 목표입니다.

유선 이더넷 기반의 높은 신뢰성 추구: KEAZ 기사에서 외부 제재에 구애받지 않는 안정성을 강조한 것처럼, WIZnet 메이커들 역시 무선(WiFi)의 불안정함을 극복하기 위해 하드웨어 TCP/IP 칩인 W5500을 유선 백업이나 메인 통신 경로로 채택하여 공장 환경 특유의 노이즈와 연결 끊김에 대비했습니다.

기존 자산의 재활용 (Retrofit): KEAZ 시스템이 고가의 신규 장비 도입 대신 기존 구형 장비들을 디지털화하듯, WIZnet의 Modbus Bridge 역시 기존 공장에 깔려 있는 구형 RS485 릴레이 장비를 그대로 둔 채 통신 모듈만 추가해 최신 IoT 환경을 구축하는 방식을 취합니다.

⚠️ 주요 차이점 

접근 규모 (Enterprise vs Edge Device): KEAZ의 KROT는 공장 내 수백 대의 대형 제조 장비를 묶어 종합 설비 효율(OEE)을 산출하고 전사적 자원 효율을 논하는 대규모 탑다운(Top-down) 시스템인 반면, WIZnet 프로젝트들은 현장의 특정 문제(오지 통신, 정전 감시, 프로토콜 변환)를 해결하기 위한 에지 디바이스(Edge Device) 중심의 바텀업(Bottom-up) 구조입니다.

소프트웨어 생태계: KEAZ는 폐쇄적인 사내 MES 인프라나 러시아 내수용 솔루션과 결합하는 경향을 보이는 반면, WIZnet 프로젝트들은 전 세계적으로 널리 쓰이는 ThingsBoard, MQTT, Home Assistant 등 글로벌 오픈소스 플랫폼을 표준으로 채택하여 확장성이 뛰어납니다.

경보(Alert) 시스템의 전술: KEAZ는 관리자가 대시보드를 보며 생산 흐름을 분석하는 매니지먼트에 집중하는 반면, WIZnet 메이커 제품(Sentinela 등)은 정전 시 담당자 스마트폰으로 WhatsApp을 쏘아주는 등 즉각적인 장애 대응(Fault Tolerance)에 초점이 맞춰져 있습니다.