실제 산업 현장에서 활용 가능한 X-SCADA를

기반으로 한 실습 예제를 중심으로 내용을 구성

제조 산업은 지금 그 어느 때보다 빠른 속도로 변화하고 있다. 자동화 설비를 중심으로 발전해 온 기존의 제조 환경은 정보통신기술(ICT), 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 분석 기술과 결합하면서 ‘스마트 팩토리(Smart Factory)’라는 새로운 패러다임으로 전환되고 있다. 스마트 팩토리는 단순히 설비를 자동으로 제어하는 수준을 넘어, 생산 현장에서 발생하는 다양한 데이터를 실시간으로 수집·분석하고 이를 기반으로 공정을 최적화하며, 궁극적으로는 자율적인 의사 결정이 가능한 지능형 생산 시스템을 지향한다.

이러한 스마트 팩토리 환경에서 핵심적인 역할을 수행하는 시스템이 바로 스카다(SCADA, Supervisory Control And Data Acquisition)이다. 스카다 시스템은 현장에 설치된 센서, 제어기, PLC 등으로부터 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 시각적으로 표현하여 운영자가 설비 상태를 직관적으로 파악할 수 있도록 지원한다. 더 나아가 원격 제어, 알람 및 이벤트 관리, 이력 데이터 저장과 분석 기능을 통해 설비 운영의 안정성과 생산 효율을 동시에 확보할 수 있게 한다. 다시 말해, 스카다는 스마트 팩토리 구현을 위한 필수적인 기반 시스템이라 할 수 있다.

그러나 현장에서 스카다 시스템을 실제로 구축하고 운영하기 위해서는 이론적인 개념 이해뿐만 아니라 실질적인 설정 방법과 연동 기술, 그리고 다양한 실습 경험이 필수적이다. 많은 학습자와 현장 실무자들이 스카다의 개념과 필요성에는 공감하지만, 막상 실제 프로젝트를 수행하려고 하면 통신 설정, 데이터베이스 연동, 태그 구성, 화면 작화, 이벤트 처리 등에서 어려움을 겪는 경우가 많다. 특히 교재나 자료가 이론 중심이거나 특정 사례 설명에 그치는 경우, 실무 적용에는 한계가 존재해 왔다.

본 교재는 이러한 한계를 보완하고자 스마트 팩토리 자동화 설비 환경에서 스카다를 활용한 실무 중심의 제어 및 연동 방법을 단계적으로 설명하는 것을 목표로 집필되었다. 스마트 팩토리의 기본 개념과 기술 흐름을 시작으로 스카다 시스템의 구조와 주요 기능을 이해한 후, 실제 산업 현장에서 활용 가능한 X-SCADA를 기반으로 한 실습 예제를 중심으로 내용을 구성하였다. 특히 단순한 화면 구성에 그치지 않고, 공정 데이터의 저장과 활용이라는 실무적 요구를 반영하여 MySQL 데이터베이스 연동, 주기적 데이터 저장, 이벤트 기반 데이터 기록 방법 등을 상세히 다루고 있다.

또한, 최근 스마트 팩토리와 자동화 교육 환경에서 활용도가 높아지고 있는 소형 제어 장치인 라즈베리파이 피코(Raspberry Pi Pico), 아두이노를 연계하여, 센서 데이터를 실제로 수집하고 이를 스카다 시스템과 연동하는 과정을 실습 예제로 포함하였다. 이를 통해 학습자는 단순한 화면 모니터링을 넘어, 현장 장치-통신-스카다-데이터베이스로 이어지는 전체 데이터 흐름을 직접 경험할 수 있도록 구성하였다. 이러한 구성은 향후 MES, ERP, AI 분석 시스템 등 상위 시스템과의 연계로 확장 가능한 구조를 이해하는 데에도 큰 도움이 될 것이다.

본 교재는 대학 및 직업 교육 기관의 스마트 팩토리, 자동화, 산업 제어 관련 교육과정은 물론, 산업 현장에서 스카다 시스템을 처음 접하는 실무자와 재직자에게도 유용하도록 집필되었다. 복잡한 수식이나 과도한 이론 설명보다는, 실제 화면과 설정 절차, 예제 중심의 설명을 통해 ‘따라 하면서 이해할 수 있는’ 실무 교재가 되도록 구성하였다. 또한, 각 장의 내용은 독립적으로도 학습이 가능하도록 구성하여, 독자가 필요에 따라 특정 주제만 선택적으로 학습할 수 있도록 배려하였다.

이 책을 통해 독자들이 스마트 팩토리와 스카다 시스템에 대한 전반적인 이해를 높이고, 현장에서 바로 적용 가능한 실무 역량을 갖추는 데 실질적인 도움이 되기를 바란다. 나아가 본 교재가 자동화 설비와 스마트 제조 기술을 배우는 학습자들에게는 든든한 길잡이가 되고, 현장 실무자들에게는 문제 해결과 시스템 고도화를 위한 참고서로 활용되기를 기대한다.

끝으로, 스마트 제조 환경은 끊임없이 변화하고 발전하고 있다. 본 교재에서 다루는 기술과 예제 또한 이러한 변화의 흐름 속에서 하나의 출발점에 불과하다. 독자 여러분이 이 책을 계기로 스마트 팩토리와 자동화 기술에 대한 지속적인 학습과 도전을 이어가기를 바라며, 본 교재가 그 여정에 작은 디딤돌이 되기를 바란다.

[목 차]
  

1. 스마트 팩토리 개요

 

01. 스마트 팩토리란?

1-1. 스마트 팩토리의 정의 및 특징

1-2. 자동화 공장과 스마트 팩토리의 차이점

1-3. 스마트 팩토리 기술 발전 방향

 

02. 스마트 팩토리 구성

2-1. 스마트 팩토리의 핵심 기술

2-2. 제조 혁신 고도화 전환

2-3. 스마트 팩토리 사례

 

 

2. 스카다 개요

 

01. 스카다란?

1-1. 스마트 팩토리와 스카다

1-2. 스카다의 주요 기능

1-3. 스카다 시스템 구축 사례

 

 

3. MySQL 데이터베이스 연동

 

01. MySQL 데이터베이스 설치 및 SQL 조작

1-1. MySQL 데이터베이스 설치

1-2. DBeaver 설치

1-3. SQL로 데이터 조작(입력, 조회) 방법

 

02. X-SCADA와 MySQL 데이터베이스 연동

2-1. X-SCADA와 MySQL 데이터베이스 연동

2-2. X-SCADA와 MySQL 데이터베이스 주기적 연동

 

 

4. 라즈베리파이 피코 연동 및 제어

 

01 라즈베리파이 피코와 센서 조립

1-1. 라즈베리파이 피코 설명

1-2. 라즈베리파이 피코와 센서 조립

1-3. 라즈베리파이 피코 개발 환경 설정

 

02. 라즈베리파이 피코 실시간 연동

2-1. Modbus 프로토콜 개요

2-2. MicroPython 패키지 설치

2-3. 프로그램 개발

2-4. X-SCADA 화면 작화

2-5. 프로그램 실행 및 결과

 

 

5. 스카다 기초와 데이터 관리

 

01. 스카다 태그의 개요

1-1. 태그 개요

1-2. 기본 효과 및 동작 

1-3. 연산식 이용

 

02. 데이터 관리

2-1. CSV 데이터 취득

2-2. 화면 캡처

2-3. 보고서

2-4. 웹 서비스

 

 

6. 스카다 실무 기능

 

01. 스카다 고급 기능

1-1. 트랜드 뷰와 트랜드 차트

1-2. 경보설정

 

02. 스카다 응용 기능

2-1. 시나리오 제어

2-2. 시나리오 직접 제어

2-3. 스케줄러