Wiznet makers

최근 산업 현장에서는 오픈 소스 하드웨어인 아두이노(Arduino)를 산업 표준 장비인 PLC(Programmable Logic Controller)와 결합하려는 시도가 늘고 있습니다. 오늘 소개할 프로젝트는 아두이노의 유연한 그래픽 인터페이스와 PLC의 강력한 신뢰성을 결합한 **'이더넷 기반 수조 수위 모니터링 시스템'**입니다.

1. 프로젝트 개요

전통적인 산업 현장에서 PLC는 제어의 핵심이지만, 화려한 그래픽 인터페이스(HMI)를 구축하려면 비용이 많이 듭니다. 반면 아두이노는 저렴한 비용으로 뛰어난 그래픽 출력을 구현할 수 있습니다. 이 프로젝트는 Modbus TCP 통신을 통해 이 두 세계를 연결하여 가성비 높은 산업용 모니터링 솔루션을 제안합니다.

2. 주요 하드웨어 구성

• 아두이노 Mega 2560: 메인 컨트롤러로서 전체 시스템의 데이터 처리를 담당합니다.
• Arduino Ethernet Shield 2: PLC와의 산업용 네트워크 통신을 가능하게 합니다.
• TFT LCD (320x240): 수조의 상태를 실시간 그래픽으로 보여주는 인터페이스입니다.
• Siemens LOGO! 8 PLC: 아두이노로부터 받은 데이터를 바탕으로 실제 현장의 안전 판단과 장비 제어를 수행합니다.
• 수위 센서: 수조의 현재 수위를 정밀하게 측정합니다.

3. 핵심 기술: Modbus TCP를 통한 데이터 교환

산업 표준 통신 방식인 Modbus TCP를 채택하여 장치 간의 언어를 통일했습니다. 아두이노가 Modbus 서버(Server)가 되어 데이터를 저장하고, PLC가 클라이언트(Client)로서 이를 읽어오는 구조입니다.

[통신 흐름 (Data Flow)]

• 데이터 취득: 수위 센서가 아날로그 값을 측정하여 아두이노 메가로 전달합니다.
• 레지스터 매핑: 아두이노는 측정값을 Modbus 표준 주소인 Holding Register 40001 위치에 기록합니다.
• 네트워크 캡슐화: 이더넷 쉴드를 통해 데이터를 TCP/IP 패킷으로 변환하여 네트워크(기본 포트 502)로 송출합니다.
• 데이터 요청(Polling): PLC(LOGO! 8)가 설정된 주기마다 아두이노의 고유 IP 주소에 접속해 40001번 레지스터의 값을 요청합니다.
• 응답 및 처리: PLC가 수신한 데이터를 디지털 값으로 변환하여 내부 제어 로직에 입력합니다.

4. 주요 기능 및 동작 (PLC의 역할)

이 시스템은 단순한 데이터 표시를 넘어, 장비 간의 긴밀한 역할 분담으로 동작합니다.

• 시각화: 아두이노 LCD가 실시간 수위 변화를 백분율(%)과 그래픽으로 출력합니다.
• 지능형 판단: PLC는 수신된 데이터를 실시간 모니터링하며 수조의 상태를 판단합니다. (예: 85% 이상 시 '위험')
• 상태 경보 및 제어: 위험 수위 도달 시, PLC는 즉시 자신의 백라이트 색상을 빨간색으로 변경하고 경고 메시지를 띄워 작업자에게 실질적인 조치를 요구합니다.
• 안전 로직: PLC 특유의 '히스테리시스' 설정을 통해 수면 흔들림으로 인한 잦은 알람 오작동을 방지합니다.

5. 이 프로젝트의 의의

이 프로젝트는 "눈(시각화)은 아두이노가, 두뇌(판단 및 제어)는 PLC가" 담당하는 효율적인 협업 모델을 보여줍니다.

• 가성비 높은 HMI: 고가의 전용 터치 패널 없이도 훌륭한 모니터링 환경을 구축할 수 있습니다.
• 산업용 신뢰성: 아두이노의 유연함과 PLC의 견고한 제어 능력을 결합하여 시스템의 안전성을 높였습니다.
• 융합 교육: IT 기술(아두이노)과 OT 기술(PLC)의 통합을 실무적으로 배울 수 있는 최적의 사례입니다.

위즈네트에게 이 프로젝트는 "산업용 PLC와 대등하게 통신할 수 있는 신뢰성 있는 게이트웨이"임을 보여주는 강력한 레퍼런스입니다. 위즈네트가 칩 제조사를 넘어 **산업용 통신 솔루션 파트너**로 거듭날 수 있는 근거가 됩니다.