MTConnect 는 제조 장비, 부품, 소프트웨어 어플리케이션 간의 상호운용성 제공
을 위한 무료 표준으로 응용 프로그램에게 설비 데이터를 제공하는 기능을 수행한다
[2]. MTConnect 는 확장 가능한 경량 프로토콜로서, 미국 제조기술협회에서 2006년
표준화를 시작하여2008년 첫 번째 버전을 완성했고, 2009년 MTConnect Institute
를 설립하여 현재까지 표준화를 진행하고 있다.
MTConnect는 그림 1과 같이 디바이스, 어댑터, 에이전트, 네트워크, 클라이언트
의 5개 기본 컴포넌트로 구성되어 있다. MTConnect에서 데이터를 요청하는 클라이
언트와 제공하는 서버 (또는 에이전트)는 HTTP 프로토콜로 통신하며, HTTP 상에서
주고받는 데이터는 XML 형태로 되어 있다
MTConnect는 제조 데이터를 위한 “사전”을 정의함으로써 모든 데이터는 이름, 정
의, 확장 등 전체 컨텍스트로 제공된다. 대부분의 통신 네트워크에서 모든 데이터는
사용 시점 즉 어플리케이션에서 정의되는데, MTConnect를 사용하면 데이터가 소스
(디바이스 또는 공작 기계)에서 정의된다. MTConnect 디바이스는 클라이언트 어플
리케이션(ERP, MES, 생산 관리 시스템, 유지 관리 시스템 및 표준 브라우저 등)과
같이 데이터를 요청하는 곳에 일관된 형식으로 데이터를 제공한다. 따라서, 디바이
스와 어플리케이션의 데이터 통합 비용을 줄이고 플러그-앤-플레이 환경으로 진화
할 수 있도록 한다.
[그림 5] MTConnect 기본 컴포넌트
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스마트제조 15
Ⅲ. OPC UA 기술
OPC UA(Open Platform Communication Unified Architecture)는 서로 다른
인터페이스 간의 데이터 교환을 위해 OPC Foundation에서 정의한 무료 통신 프로
토콜 표준으로, IEC TC57에서 표준화를 수행하여 IEC 62541 규격으로 제정되었
다 [3]. IEC 62541은 그림 2와 같이 핵심 규격 (Part 1~7), 액세스 타입 규격 (Part
8~11), 유틸리티 규격 (Part 12~13) 등 3개의 파트로 구성되어 있다.
OPC UA는 플랫폼 독립적이며 최첨단 보안 모델, 확장성, 결함 허용이 적용된 통신
프로토콜로서, TCP/IP, HTTP, Ethernet 및 XML 등 표준 인터넷 기술에 기반한다
는 장점이 있다. 그림 3은 기업에서 OPC UA의 범위를 나타낸 것으로, OPC UA 클라
이언트는 브라우저 기반 씬 클라이언트와 ERP 시스템에 이르는 모든 제조 데이터를
소비할 수 있다. 즉, OPC UA는 생산 분야의 소형 장치에서부터 기업용 서버까지 확
장이 가능하다. 또한, OPC-UA는 MTConnect, PLCopen 등과 같은 제어 및 모니터
링을 위한 산업용 통신 표준과의 데이터 교환 모델을 정의하고 있다.
[그림 6] OPC UA 규격 구조
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Ⅳ. MT Connect와 OPC UA 연동 표준
2010년 9월 OPC Foundation과 MTConnect Institute는 OPC와 MTConnect의
기존 제조 데이터 교환 표준 및 구현 기술의 범위를 확장하기 위한 공동 작업에 합의했
다 [4]. MTConnect-OPC UA 간의 연동을 통해 다음과 같은 목적을 달성할 수 있다.
• 점진적 채택 (Incremental adoption): MTConnect-OPC UA 연동을 통해 두 기
술 간의 장벽이 크게 감소될 수 있다.
• 진화 (Evolution): MTConnect-OPC UA 이전 버전에 대한 호환성 염려 없이 점
진적으로 진화할 수 있다.
• 맞춤형 가능 (Customizability): MTConnect-OPC UA의 확장성을 통해, 기계
별, 설치 별로 맞춤형 소프트웨어 및 툴을 쉽게 만들 수 있다.
• 비독점적 (Non-proprietary): 수백 개의 기업, 개인, 정부, 비영리 기관을 대표
하는 OPC Foundation과 MTConnect Institute가 지원하는 무료 공개 표준으
로 비독점적이다.
MTConnect와 OPC UA 연동을 위해, 두 프로토콜의 정의 및 데이터 타입이 서
[그림 7] 기업 내에서 OPC UA의 범위
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스마트제조 17
로 매핑된다. 즉, MTConnect는 Probe request를 정의하는데, 이는 OPC UA의
Browse에 매핑된다. MTConnect의 Probe request는 에이전트에 정의된 디바이스
데이터를 반환하는데, OPC UA에서는 클라이언트가 언제든지 주소 공간을 찾아보
고, 주소 공간의 상세한 구조(디바이스들 간의 모든 관계, 정의된 타입 및 데이터 타
입) 데이터를 반환할 수 있다. 이러한 방식으로, MTConnect에서 디바이스로부터 정
보를 획득하는 Sample Request 명령은 OPC UA의 read 또는 subscription 서비스
로 매핑될 수 있고, MTConnect의 Streaming 명령은 OPC UA subscription 서비
스에 매핑된다. MTConnect에서 정의한 Asset은 MTConnect 디바이스를 기술하는
OPC UA 정보 모델에 간단히 추가된다.
MTConnect-OPC UA 연동 표준은 장치 제조업체, 소프트웨어 벤더, 최종 사용자
엔지니어 등 다양한 분야에서 활용 가능하다. 그림 4는 공작 기계 등의 설비를 판매
하는 독립 소프트웨어 벤더(Independent Software Vendor, ISV)가 이 표준을 활용
한 사례이다. 이 ISV는 MTConnect와 OPC UA 간 정보를 변환하고 MTConnect 표
준에 정의된 수많은 기능을 추가한 “Value added Analysis Engine”을 탑재한 게이
트웨이를 제공하려고 한다. 이때 이 연동 표준을 이용하여 MTConnect-OPC UA 정
보 모델을 용도에 맞게 확장함으로써 여러 종류의 OPC UA 클라이언트 제품을 통해
서 디바이스에 쉽게 액세스될 수 있도록 한다.
[그림 8] 독립 소프트웨어 벤더의 MTConnect-OPC UA 연동 표준 활용 예
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4차 산업혁명의 핵심 분야인 스마트제조를 실현하기 위해서는 제조 현장에 있는 데
이터의 교환 및 처리가 중요하다. 이에 본 이슈리포트에서는 제조 환경에서 통신 및
데이터 교환을 위해 널리 사용되는 MTConnect와 OPC UA 프로토콜에 대해 기술하
고, 이 두 기술의 연동 표준에 대하여 알아보았다. 이 연동 표준은 다양한 제조 관련
이해 당사자들에게 활용 가능하며, 스마트 제조가 확산됨에 따라 이종 기술 간 상호운
용을 위한 중요 표준으로 자리매김할 것으로 예상된다.