스마트팩토리를 구축하기 위한 HMI(Human-Man Interface) 프로그램에 대한 내용을 소개한다. 세부적인 내용으로는 SCADA(Supervisory Control and Data Aquisition) 시스템의 기능 활용, 데이터 수집, 트렌드 및 경보 관리, 확장 개발을 위한 스크립트 및 장치통신이므로 본 교재에는 X-SCADA를 활용해서 HMI기능 구현하는 방법을 소개한다.
SCADA는 일반적으로 프로그램 가능 로직 제어기(Programmable Logic Controllers, PLC) 및 원격 단말 장치(Remote Terminal Units, RTU)와 같은 소프트웨어 및 하드웨어로 구성된다. 데이터는 공장 기계 및 센서와 같은 현장의 장비와 통신하는 PLC 및 IoT 장치 또는 RTU에서 수집되고, 장비에서 수집된 데이터는 데이터 센터와 같은 다음 단계로 전송되고 운영자는 인간-기계 인터페이스(Human-Machine Interfaces, HMI)를 사용하여 PLC 및 RTU 제어 하고 감시 할 수 있습니다. HMI는 운영자와 SCADA 시스템의 통신을 지원하는 사용자 인터페이스로 SCADA 시스템의 핵심 요소이며 상위 시스템에서 필요로 하는 데이터 수집의 기반 프로그램으로도 활용되고 있다.
SCADA 프로그램을 구동하여 사용자의 편의성을 고려한 화면을 구성할 수 있고, 센서를 연결하여 구동할 수 있는 프로그램을 작성할 수 있으며, 하드웨어를 제어하도록 SCADA 프로그램을 작화하여 감시할 수 있는 방법을 소개한다.
다양한 외국의 스마트팩토리를 구축하기 위한 HMI소프트웨어가 있지만 대부분 영문으로 되어 있어 접근하기 힘든 편이다. 이 책에서는 홈페이지에서 다운받아서 쉽게 사용할 수 있고 다양한 기능을 가지고 있어 활용도가 높은 X-SCADA를 소개하고 활용하는 방법을 소개한다. 국내에서 개발한 제품으로 자동차, 제철, 정유, 석유화학, 빌딩, 식품, 에너지, 저수지 등에 적용한 (주)자이솜의 X-SCADA를 사용하여 그래픽 작화, 태그 활용, 데이터 수집, 트렌드 관리, 알람 설정, 데이터베이스 로깅, 스크립트 활용, 장치 통신 연결 등에 대한 세부적인 구축 방법을 제공한다.
스마트팩토리 구축에 SCADA를 사용하여 다음과 같은 다양한 작업들을 수행할 수 있습니다. SCADA의 기본 기능으로 로컬 또는 원격으로 프로세스 제어, HMI 소프트웨어를 통해 장비와 상호 작용 하는 기본적으로는 운영자 대시보드 기능을 구축 할 수 있습니다. 이 대시보드는 운영자와 감독자가 산업 및 제조 공정과 기계를 조정하고 제어하기 위해 사용된다.
SCAD로 구축된 HMI는 복잡한 공정 변수를 사용할 수 있고, 이를 실행 가능한 정보로 변환합니다. 또한, 실시간에 가까운 운영 정보를 표시하기도 합니다. 시각적 공정 그래픽은 모터 및 밸브 상태, 탱크 수위, 기타 공정 매개변수에 의미와 상황 정보를 실시간으로 제공합니다. 공정에 대한 운영 통찰력을 제공하고 생산 및 공정 목표를 조정하여 제어 및 최적화를 지원한다.
HMI의 핵심 목적은 실시간 운영 정보를 이해하기 쉽게 표시하는 것입니다. 시각적 프로세스 그래픽은 모터 및 밸브 상태, 탱크 수위, 압력, 진동, 기타 공정 매개변수에 의미와 상황 정보를 제공한다. HMI 소프트웨어를 사용하면, 생산 및 공정 목표를 조정하여 공정을 제어하고 최적화할 수 있다.
HMI는 또한 기계 효율성 또는 제품 품질에 대한 과거 이력 및 트렌드 데이터를 제공하여 관리자와 감독자가 프로세스를 개선하는 데 도움이 됩니다. 따라서, 오늘날 HMI 소프트웨어의 유연성과 향상된 기능은 기계 및 공정 효율성을 개선할 새로운 기회를 제공한다.
X-SCADA와 같은 최신 HMI는 장비나 설비의 시각화 그 이상을 제공한다. 사람, 애플리케이션, 기계를 연결하고 협업, 효율성, 경제성을 향상시킬 수 있는 기능을 구현 할 수 있도록 제공하고 있습니다. 실시간 고속 통신을 통해 빅데이터, AI시스템의 데이터 서버 등과 실시간 정보 교환을 하며 데이터 기반의 의사 결정도 가능하며 스마트한 제조 연산에도 많이 활용되고 있다.
이 책에서는 스마트 공장의 기본적인 개념을 시작으로 작화의 기본 가시화 및 태그의 개념을 배울 수 있다. 중반부에서는 고급기능 활용하는 방법 및 Script를 이용한 프로그래밍 방법을 배우고, SQLite를 이용한 데이터베이스와 연동하여 데이터 처리 방법을 배웁니다. 전체적으로 이론적인 배경보다는 같이 만들면서 학습되는 구조로 되어 있으며, 후반부에서는 CSV파일, Modbus(모드버스), Mitsubishi(미스비씨) MELSEC-Q Series, LS산전 XGB Series PLC 장치 통신 설정 방법을 배울 수 있다.

대표작으로 『X-SCADA 프로그래밍』이/가 있다.

1. 스마트공장의 개념
2. 스카다(SCADA) 시스템
3. X-SCADA 시작. 기본 효과 및 동작
4. X-SCADA 태그(TAG) 익히기
5. X-SCADA 가시화 기본 효과
6. X-SCADA 고급 기능
7. X-SCADA 확장 스크립트(Script) 활용
8. X-SCADA 보안 설정
9. X-SCADA 데이터베이스(Database)(SQLite) 연동
10. 다양한 장치 통신 및 PLC 장비 연동