HART 통신 기반 산업 자동화 소프트웨어 개발기 – 쉽고 신뢰성 높은 데이터 수집

<HMI Hart 수신 프로그램>

1. 개발 배경 및 목표

HART 통신이란?

HART (Highway Addressable Remote Transducer) 프로토콜은 산업 자동화와 계측기에서 많이 쓰이는 통신 방식입니다. 쉽게 말해, 기존 아날로그 신호(4~20mA)에 디지털 신호를 덧붙여 더 많은 데이터를 주고받을 수 있는 기술이죠. 덕분에 PLC나 SCADA 같은 자동화 시스템과 연동하기도 편합니다.

프로젝트 개요

처음엔 계측기 데이터를 단순히 4~20mA 신호로 수집하려 했습니다. 그런데 예상보다 데이터 품질이 좋지 않더라고요. 왜 그런지는 확실하진 않지만, HART 신호가 같이 흐르면서 노이즈를 유발했을 가능성이 있어 보였습니다. 결과적으로 데이터가 불안정해지는 문제가 있었습니다.

그래서 기존 아날로그 방식 대신 HART 프로토콜 기반의 디지털 데이터 송수신 방식을 활용해 보다 정확하고 신뢰성 높은 데이터 수집을 목표로 개발을 시작했습니다.

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2. 프로그램 기능 및 구현 과정

주요 기능

• HART 장비 데이터 수집: HART 지원 센서를 통해 실시간 데이터 수집
• 데이터 송수신 최적화: 디바이스와 원활한 통신 가능
• 로그 기록 및 데이터 분석: 수집한 데이터를 저장하고 활용 가능
• 직관적인 인터페이스: GUI 또는 CLI 기반으로 쉽게 데이터 확인

개발 환경

• 개발 도구: LS산전 XP Builder
• 통신 방식: HART 프로토콜 기반 데이터 송수신

개발 과정

1. HART 통신 방식 분석
2. LS산전 XP Builder를 활용한 UI 및 기능 구현
3. 센서 연결 및 데이터 송수신 테스트
4. 실시간 데이터 로깅 및 인터페이스 설계
5. 성능 최적화 및 데이터 분석 기능 강화

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3. 결과 및 향후 계획

성과

• HART 장비와 안정적인 데이터 송수신 가능
• LS산전 XP Builder를 활용한 직관적인 UI 구현
• XGR 을 이용하여 랜선으로 Main Computer로 연결
• 산업 자동화 시스템에서 활용 가능성 검증

향후 개선점

• GUI 인터페이스 추가 및 UX 개선: 더욱 직관적인 UI 개발
• 다양한 HART 장비 지원 확대: 호환성 강화
• 빅데이터 분석 기능 추가: 머신러닝 기반 이상 감지 및 예측 분석 도입 검토

마무리

이번 프로젝트를 통해 LS산전 XP Builder를 활용하여 HART 프로토콜 기반의 신뢰성 높은 데이터 수집 프로그램을 만들 수 있었습니다. 기존 4~20mA 신호 방식의 데이터 품질 문제를 해결하면서, 디지털 방식의 장점을 극대화할 수 있었죠.

앞으로도 기능을 계속 발전시켜 더 정교한 프로그램으로 만들 계획입니다. 산업 자동화, IIoT(산업용 IoT)에 관심 있는 분들의 의견을 환영합니다!