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[디지털비즈온 김맹근 기자] 전 세계적으로 급격한 경제 성장으로 에너지 비용이 지속적으로 증가하고 있기 때문에 에너지를 효율적으로 관리하여 에너지를 절감하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 이러한 에너지 소비를 효율적으로 관리할 수 있는 정보를 제공하는 한가지 방안으로 IoT (Internet of Things) 기반 실시간 에너지 모니터링 및 분석 시스템을 개발하여 운영하는 것을 제시하고 있다. 또한, 이러한 모니터링 시스템을 기본으로 하여 에너지 분석 및 제조 공정 의사결정 지원에 관한 도구 개발이 진행되었다.

산업용 IoT 플랫폼 구축 기술을 크게 IoT 기반에서 원래 데이터를 수집하기 위한 기술, 수집한 데이터를 처리하고 분석하기 위한 기술, ERP/MES(Enterprise Resource Program/Manufacturing Execution System). SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 설비 등 기존 어플리케이션과 연결하는 기술로 분류하고 있다.

스마트 팩토리 구현을 위해 한국오픈솔루션의 PlantPulse Platform, 한컴 MDS의 ThingsSPIN, 지식시스템(주)의 IoT 기반 스마트 공장 생산 계획 솔루션인 SynPlan APS 등의 솔루션을 비롯하여 최근에는 클라우드 기반의 IoT 플랫폼인 KETI사의 모비우스, 아마존의 AWS, 마이크로 소프트사의 Azure 등의 산업용 IoT 솔루션을 적용하는 사례가 많아지고 있다.

IoT 기반 플랫폼 서비스 구조

사물인터넷 분야는 모든 기기, 사람, 사물 등이 네트워크로 연결되어 서로 정보를 공유하는 시스템을 활성화하기 위해 테스트베드 구축 및 시범사업 등이 진행되고 있다. IoT 기반의 서비스를 활성화하고 인프라 구축에 대한 시간 절감, 중복 투자 문제를 해결하기 위해 플랫폼을 공통적으로 사용하는 솔루션을 구축하고 있다.

한편, 산업마다 다양한 형태와 기능을 구현해야 하므로 유사한 산업별로 맞춤형 IoT 서비스와 커스터마이징이 가능한 서비스를 제공하는 플랫폼에 대한 필요성을 제시하고 있다.

에너지 분야의 절감 측면에서, 세계적으로 에너지 사용이 점점 증가함에 따라 IT 기술과 접목하여 에너지 소비량을 줄이는 에너지 사용관리 시스템 구축에 대한 연구가 진행되고 있다. 이에 대한 분야로, IoT와 ICT 접목, 스마트 그리드, 마이크로 그리드, 에너지 저장 시스템, 에너지 정보시스템에 대한 연구가 진행되고 있다.

IoT 기반 플랫폼 서비스는 센서로부터 실시간으로 데이터를 받아서 사용자에게 실시간 데이터 서비스 뿐만 아니라 시계열 통계정보, 데이터 상관관계 정보 등을 사용자에게 제공할 수 있는 환경을 말한다.

실시간 모니터링 및 분석 시스템 구조

IoT 플랫폼 서버, SCADA 서버에 실시간으로 수집되고 있는 데이터를 사용하여 어플리케이션을 개발하기 위해 푸쉬 요청으로 REST(REpresentational State Transfer) API 방식으로 데이터 수집 서버로 전송한다. 모니터링 서버는 실시간 데이터를 수집하는 데이터 수집 서버와 수집된 데이터를 관리 하는 어플리케이션 서버로 구성한다. 소켓을 통해 사용자에게 실시간 데이터를 푸쉬하고 데이터를 몽고 데이터베이스에 저장한다.

클라이언트에서 모니터링 서비스를 요청하면 필요하면 ERP/ MES 데이터베이스로부터 설비 상태 정보 및 상세한 설비 정보를 어플리케이션 서버로 가져와서 클라이언트에게 제공한다. 계속해서 실시간 데이터는 IoT 서버, SCADA 서버로부터 소켓으로 값을 받아 에너지 사용량, 요금 등에 대한 정보를 사용자에게 제공한다.

결론적으로 구조는 다양한 형태의 소스로부터 데이터 수집이 가능한 수집 서버와 이를 서비스하기 위한 어플리케이션 서버로 나누어 운영함으로써 검색 속도를 높일 수 있는 장점을 가진다.

향후, 제안한 기본 시스템을 활용하여 에너지 사용패턴 및 원단위 분석 정보를 이용하여 머신러닝 기반 에너지 사용량 예측 알고리즘 및 설비별 공정작업을 최적화하는 연구를 통하여 에너지를 절감할 수 있도록 도와주는 시스템으로 개선해나가는 연구가 필요하다.

출처 : 디지털비즈온(http://www.digitalbizon.com)

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