■교통안전공단 │ 발표자 : 교통안전공단 대구경북지사

1. 서론
가. 목적
기계식주차장이 대중에게 일반화 되면서 설치 및 사용에 대한 안정성 및 신뢰도 향상이 요구되고 있다.
최근 기계식주차장 설치 기술의 발달로 신기술 제어방식이 시행착오를 거듭하면서 시범적으로 설치현장에 적용 및 사용 되고 있다. 우리 공단에서도 신기술에 대한 연구 및 개발로 기계식주차장에서의 적용 안정성 및 실용성의 확보가 요구되고 있으며, 실제 현장 적용에 신뢰도 확보에 기여하고자 한다.

나. 연구방향
본 연구는 최근 신기술 제어방식의 하나인 터치스크린 제어방식에 대한 연구로 현재 일부현장에 설치 및 운용이 되고 있으며, 앞으로의 운용방안에 대하여 연구하고자 한다.

2. 본론
가. 개요
터치스크린제어(HMI, MMI) 시스템이란 운용자의 조작의도를 기기에 전달하고, 기기의 운전 데이터를 운용자가 인식할 수 있게 하는 Software 및 Hardware를 총괄해서 부르는 용어이다.
이런 의미에서 터치스크린 제어방식(이하 HMI)을 전문용어로 MMI(Man Machine Interface) 또는 HMI(Human Machine Interface)라고도 한다.
컴퓨터가 우리 주위에 필수품으로 자리잡아감에 따라 산업 현장에서도 그 필요성 및 편리성에 매료되어 HMI S/W 도입이 확대됐다.
HMI S/W의 가장 큰 장점은 현장에서 널리 사용되고 있는 장비들을 쉽게 연결할 수 있는 각종 드라이버가 지원되고 화면구성, 데이터관리, 자료출력, 보안기능, 이중화 기능, 네트웍 구성 등 현장에서 필요로 하는 기능들을 내장하고 있어 사용이 간편하다.
그렇기 때문에 전문적인 프로그래머가 아니더라도 단시간의 교육을 통해 쉽게 프로젝트를 수행할 수 있다.
이러한 점은 비용 절감뿐만 아니라 개발 시간과 유지보수 편리함 등 모든 면에서 기존 컴파일러를 이용한 개발 방식보다 매우 유리하다.
따라서 HMI S/W를 사용할 경우 빠르고 쉽게 프로젝트를 진행할 수 있으며, 산업현장의 자동화는 더욱 빠르게 발전할 수 있다.

나. 현재 HMI S/W의 기술 수준
최근 몇 년간 HMI S/W의 급속한 발전이 이루어지고 있는데 현재 HMI S/W의 기술 수준과 향후 어떤 기술이 적용될 것인가를 살펴보면 현재 HMI S/W의 기능은 매우 뛰어나다. 오히려 많은 기능으로 인해 사용법이 점점 복잡해지고 전문적이 기술이 필요할 정도이다.
최근 컴퓨터 기술과 더불어 눈부시게 발전하고 있는 분야는 인터넷 기술과 무선통신분야로 인터넷 기술은 이미 HMI S/W에 많은 부분에 접목되어 있고, 무선통신의 경우는 기존 통신 기능으로 쉽게 연결할 수 있다.
앞으로 HMI S/W는 인터넷 관련 기술과 화상관련 기술 무선통신 관련 기술들에 대한 사용자의 요구가 늘고 있기 때문에 이러한 부분의 기능 강화에 중점을 둘 것으로 본다.
산업현장이 자동화되고, 통신 기술이 도입되면서 대형 시스템의 조작반은 통신을 이용해 중앙 제어실 등의 원거리에서 HMI Software를 이용, 조작하는 추세에 있다. 또한 단위 기계의 경우도 스위치나 램프, 7-Segment 등의 조작반 대신 HMI(Touch Screen)를 적용해 기기의 사양을 한 차원 높이고 있다.

다. HMI의 주요기능
1) 기계설비의 가동상황 MONITORING
이 기능은 공장 중의 기계설비와 직결되어 있는 AREA CONTROLLER에 의해서 수행되는 것으로 MONITOR 되는 것은 각 기계설비의 가동상황과 조업 SCHEDULE에 대한 실적 등이다. 이 정보는 SELL CONTROLLER를 경유해 수집된 ON-LINE MONITOR에 표시된다.
2) COMPUTER 기기의 MONITORING
COMPUTER 기기의 MONITORING은 컴퓨터 본체, 입출력장치 등에 대해 실시한다. 컴퓨터의 신뢰성은 일반적으로 높다고 할 수 있으나 SYSTEM DOWN에 의한 영향은 매우 크므로 OPERATION 결과를 LOGGING LIST로 저장했다가 컴퓨터 기기의 오동작, 고장에 의한 데이터의 파손이 일어나지 않는가를 상시 체크할 필요가 있다. 특히 기계적인 부분은 고장이 나기 쉬우므로 주의할 필요가 있다.
예컨대 하드디스크의 파손은 자기 헤드의 파손을 유발해 다른 DISK의 파손을 유발하고 데이터의 손실로 이어질 염려가 있다. 모니터에 나타나는 쓰기, 읽기에 대한 메시지에 대해서는 충분히 주의해야 한다.
또 SYSTEM DOWN이 하드디스크의 용량부족에 의한 경우도 있으므로, 데이터량의 감시는 하드디스크의 공간 사용 상황 등에 의해 충분하게 실시할 필요가 있다.
3) 통신 NETWORK의 MONITORING
데이터 전송에서의 전송 품질을 MONITORING하여 얼마나 정확히 수신되고 있는가를 조사할 필요가 있다.
이 품질의 판정척도는 에러율에 의해 판단하며 ▲송신 BIT수에 대한 에러 수신BIT수의 비율로 나타내는 BIT 에러율 ▲송신BIT수에 의한 에러 수신 분자수의 비율로 나타내는 에러율 ▲데이터 신호의 집합인 BLOCK 단위에 의한 BLOCK 에러율 등 3가지로 구분된다.
품질의 저하원인은 발신되고 나서 수신되기까지 일어나는 전송기기, 전원, 케이블간의 유도 등이 원인인 잡음, 전송기기류 등의 접촉불량에 의한 순간적인 단절, 각종 변형에 의한다. 또 전송용량 파악을 위해서는 데이터의 TRAFFIC량을 MONITOR해 회선의 PUNK가 없도록 사전감시가 필요하다.
4) SOFTWARE와 DATABASE
소프트웨어는 열화하지 않는 것이기 때문에 데이터와 프로그램군의 MONITORING은 출력되는 리포트류의 내용 체크에 의한다. 또 컴퓨터 기기나 통신 네트워크 등을 포함해 체크하기 때문에 MONITOR용 프로그램을 준비하고 이것을 SYSTEM START시에 가동시키나, 일반적으로 소프트웨어의 사전 체크는 불가능하다.

라. MMI의 적용현장 및 분야
기계식 주차 설비, 상수 처리, 하수 처리, 전력 제어, 조명 제어, 공정 감시, 빌딩 자동화, 소각 설비, SCADA, 환경 TMS, 공장 자동화, 분산 제어(DCS), 가스 감시, 보일러 설비, 온실 제어, 방범 설비, 수위 감시, 홈오토메이션, 원격감시시스템, 실험설비자동화, 발효기 제어, 냉장/냉동 설비, 용수 처리, 수질측정시스템, 생산관제시스템, 오니 처리, 공조 시스템, 방제 시스템, 발전소, 화학공장, 철강, 시멘트, 빙축열, MMI교육시스템, 저장소 감시, 기타 자동제어 등등.

마. 기계식주차장치에서의 제어장치 작업 순서
인증받은 도면에 의한 기계식주차장치의 철골, 전동기 등 기계장치 설치→PLC 프로그램 작업→프로그램에 의한 센서 등 감지장치 설치→HMI 프로그램 작화 후 설치→시운전 및 조정작업(Leveling)

바. HMI의 작화법
각 제작사별 제품특성에 맞는 Software를 지원하고 있다. 현재 많은 프로그램용 소프트웨어가 개발되어 사용하고 있지만 대표적으로 LG산전의 소프트웨어(PMU-editer)를 연구해 보기로 한다.
1) 특징
IBM호환 기종 PC에서 사용할 수 있게 만든 작화 및 전송용 소프트웨어로서 본체에 대해서 프로그램을 작성하고 전송, 디버깅하는 소프트웨어 툴이다.
가) 윈도우 95/98/ME/NT/2000/XP에서 운영.
나) 하나의 프로젝트에 여러 개의 화면을 포함시킬 수 있으므로 프로그램을 작성하고 테스트하기가 쉽다.
다) 프로젝트관리기 내에 기본(보조)화면, 윈도우, 이미지, 메시지, 경보, 심볼, 로깅, 레시피 설정기능 제공.
라) Graphic Object와 태그 툴바의 자유로운 편집.
마) 가상 운전(Simulation) 기능 : 본체를 현장에서 운전하는 것처럼 PC와 연결해 가상운전을 실행함으로서 현장에서 일어날 수 있는 트러블을 최소화 할 수 있다.
2) 프로그램의 설치
해당 프로그램을 인스톨 후 패치를 설치하면 기본적인 Software가 설치된다.
메뉴창 : 본 메뉴들은 프로젝트 안에서 새로운 화면을 만들거나 도형을 그리고 태그를 등록하는 등의 작업을 위한 메뉴이다.
프로젝트 윈도우 : 현재 사용 중인 파일, 메시지, 경보, 이미지, 보조화면, 심볼을 나타냄.
정보 윈도우 : 프로젝트에 등록된 도형, 태그 및 선택된 객체의 정보를 볼 수 있는 창.
소프트웨어에 사용되는 도구 : 도구모음줄(Toolbar)은 도킹(Docking)이 가능하고, 사용자가 사용한 마지막 위치를 기억해 나타낸다.
3) PMU-730TT 모델의 기본사양은 다음과 같다.
PC상에서 작화가 모두 완료된 후에 전송을 선택한다. 전송전에 반드시 화면 프로젝트 파일을 저장해야 한다. 저장을 한 뒤 화면 파일을 최적화하는 컴파일을 거쳐 RS-232C포트를 통해 본체로 전송한다.

3. 결론
기술의 현대화로 인한 모든 기기들이 자동화되어 가면서 편리함을 추구하고 있다. 이러한 기술동향의 영향으로 기존의 물리적인 제어에서 벗어나 시각적인 면을 고려해 직접 동작상황을 확인하면서 조작하는 HMI(터치스크린) 제어가 대두되면서 기술력의 발전이 기대되고 있다.
비록 기계식주차장치에서 비상정지장치 및 전원 투입장치 등은 터치스크린의 평면적인 조작스위치에 비해 오동작의 방지, 동작의 정확도 및 신속성 등을 위해 기존의 스위치가 적당하지만 모뎀이나 네트워크의 구축으로 원거리에서 제어가 가능하고, 기계식주차장치의 유지보수의 측면에서도 오동작 및 고장시 고장접수 경보를 울리게 할 수 있고, 수리반 투입전 네트워크상 에러 체크를 사전에 확인할 수 있어 신속한 처리가 가능하게 됐다.
최근 대두되고 있는 인터넷 해킹(Hacking)에 대한 방화벽에 대한 기술이 절실히 요구되고 있지만 미래 기술발전을 위해서는 신기술개발 및 연구가 중대한 과제가 아닐 수 없다.