공장에 처음 들어가 보면 기계마다 작은 화면이 하나씩 붙어 있습니다. 7인치쯤 되는 터치 화면에 온도와 속도가 떠 있고, 작업자는 그 화면을 눌러 설비를 세우거나 다시 돌립니다. 견적서에 'HMI 1식'이라고 적혀 오는 물건이 바로 이것입니다.
문제는 이 한 줄의 값이 제품에 따라 몇 배씩 벌어진다는 점입니다. 화면 크기는 똑같은데 가격표가 다르고, 어떤 제품은 쓰고 있는 PLC와 연결조차 되지 않습니다. HMI가 정확히 무엇을 하는 장치인지 알아야 그 차이가 눈에 들어옵니다.
HMI는 기계 앞에 붙은 그 화면입니다
HMI는 Human Machine Interface, 즉 사람과 기계 사이를 잇는 장치를 뜻합니다. 산업 현장에서는 대개 설비 조작반에 매립된 터치 패널 한 대를 가리킵니다. 온도·압력·생산 수량 같은 실시간 값을 띄우고, 작업자가 설정값을 바꾸거나 경보를 확인하게 해 줍니다.
예전 조작반의 램프와 셀렉터 스위치, 아날로그 계기판을 화면 하나로 대체했다고 보면 정확합니다. 버튼 스무 개를 달아야 할 자리에 7인치 패널 하나를 붙이고, 화면을 넘겨 가며 그보다 많은 기능을 씁니다.
HMI는 기계를 움직이는 장치가 아니라, 움직이라고 시키고 결과를 보여 주는 창구입니다.
판단은 PLC가 하고 HMI는 보여 줍니다
실제로 모터를 돌릴지 말지 판단하는 장치는 PLC입니다. 센서 신호를 읽고 정해진 로직대로 밸브와 모터를 제어하는 산업용 컨트롤러를 말합니다. HMI는 PLC 안에 들어 있는 값을 읽어 화면에 뿌리고, 작업자가 누른 값을 다시 PLC에 써 넣는 역할만 합니다.
이 구분은 고장이 났을 때 바로 드러납니다. 화면이 꺼져도 PLC는 그대로 설비를 돌립니다. 반대로 PLC 로직이 잘못되어 있으면 화면을 아무리 잘 만들어도 설비는 오작동합니다.
견적서에서 'HMI 화면 개발'과 'PLC 프로그램'이 따로 잡히는 것도 이 때문입니다. 두 가지는 서로 다른 도구로 만들고, 실무에서는 담당자가 나뉘는 경우가 많습니다.
SCADA는 공장 전체를 보고 HMI는 기계 한 대를 봅니다
AVEVA는 HMI를 SCADA 시스템의 한 구성 요소로 설명합니다. SCADA는 여러 대의 PLC와 원격 설비에서 데이터를 모아 중앙에서 감시하고 제어하는 소프트웨어 체계를 말합니다.
실무에서 갈리는 기준은 범위입니다. 기계 앞에 서서 그 한 대를 조작하면 HMI, 사무실에서 라인 전체나 여러 사업장을 한 화면에 놓고 보면 SCADA입니다. 데이터를 몇 년치 쌓아 두는 히스토리안도 SCADA 쪽 몫입니다.
둘 중 하나를 고르는 문제가 아닙니다. 대부분의 공장은 설비마다 HMI를 달고 그 위에 SCADA를 얹는 구조로 갑니다.
같은 7인치인데 가격이 2.6배 차이 납니다
지멘스 SIMATIC 계열을 예로 들면 차이가 분명합니다. 7인치 KTP700 Basic 패널은 유통사 PLCCable 기준 679.99달러이고, 같은 7인치 TP700 Comfort 패널은 1,799.99달러입니다. 화면 크기는 같은데 2.6배가 넘습니다.
차이는 사양에 있습니다. Basic은 65,536색에 PROFINET 인터페이스를 갖춘 등급이고, Comfort는 1,600만 색에 PROFINET과 MPI/PROFIBUS DP를 함께 지원하며 사용자 메모리가 12MB입니다.
대만 웨인텍의 7인치 cMT3072XP는 유통사 Trimantec 기준 859.95달러입니다. 1024×600 해상도에 쿼드코어 CPU, 플래시 4GB와 램 1GB를 넣고 이 가격입니다. 브랜드에 따라 같은 예산으로 살 수 있는 사양이 크게 달라집니다.
사양표에서 실제로 봐야 할 숫자는 정해져 있습니다
화면 크기와 가격만 보고 고르면 설치한 뒤에 탈이 납니다. 앞서 본 cMT3072XP의 공식 사양을 예로 들면 확인해야 할 항목이 그대로 드러납니다.
- 전면 보호 등급 NEMA4 / IP66 — 물이 튀는 세척 공정이면 반드시 확인하세요
- 사용 온도 0~55°C — 난방 없는 겨울 공장이나 열원 옆자리는 이 범위를 먼저 보세요
- 입력 전원 DC 24V ±20%, 약 820mA — 조작반 전원 용량과 맞아야 합니다
- 밝기 550cd/m² — 직사광선이 드는 자리는 이 숫자가 낮으면 화면이 안 보입니다
보호 등급과 사용 온도는 나중에 바꿀 수 없는 항목입니다. 도장 부스나 식품 세척 라인처럼 물과 분진이 있는 자리에 사무실 수준의 패널을 붙이면 얼마 못 가 터치가 말을 듣지 않습니다.
통신 포트가 안 맞으면 화면은 아무 일도 못 합니다
HMI는 PLC와 말이 통해야 값을 읽어 옵니다. 문제는 제조사마다 통신 규격이 다르다는 점입니다. 지멘스 계열은 PROFINET과 PROFIBUS를 쓰고, 다른 계열은 RS-232나 RS-485 시리얼 통신을 씁니다.
cMT3072XP는 이더넷 2포트와 USB 2.0 호스트, RS-232와 RS-485를 갖추고 CAN Bus 2.0A/2.0B와 SAE J1939까지 지원합니다. 건설기계나 차량 계열 장비를 붙일 계획이라면 J1939 지원 여부가 갈림길이 됩니다.
그래서 견적을 요청할 때는 붙일 PLC의 제조사와 모델명을 먼저 알려 주세요. 그다음에 그 PLC용 드라이버가 있는 HMI인지 확인하는 순서가 맞습니다.
실제 비용은 패널값보다 화면 장수에서 나옵니다
하드웨어는 앞에서 본 대로 700~1,800달러 선입니다. 반면 화면을 그리고 PLC의 값 하나하나를 화면 요소에 연결하는 작업은 사람이 손으로 합니다. 이 공수가 전체 비용을 좌우합니다.
운전 화면, 설정 화면, 알람 이력, 레시피 관리, 사용자 권한까지 붙이면 화면 수가 금방 수십 장이 됩니다. 발주 전에 필요한 화면 목록과 화면별로 표시할 값의 개수를 정리해 두면, 업체마다 다르게 오던 견적을 같은 기준으로 비교할 수 있습니다.
화면을 어떻게 그릴지에도 국제 표준이 있습니다
HMI 화면 설계는 취향 문제가 아닙니다. 국제자동화학회(ISA)는 ANSI/ISA-101.01-2015 「Human Machine Interfaces for Process Automation Systems」로 공정 자동화용 HMI 설계 표준을 정해 두고 있습니다.
알람은 ANSI/ISA-18.2-2016 「Management of Alarm Systems for the Process Industries」라는 별도 표준에서 다룹니다. 색을 어떤 규칙으로 쓸지, 알람을 몇 등급으로 나눌지를 미리 정해 두면 담당자가 바뀌어도 화면이 흐트러지지 않습니다.
발주처가 요구할 수 있는 것은 간단합니다. 색 규칙과 알람 등급 기준을 문서로 남겨 달라는 조항을 계약서에 한 줄 넣으면 됩니다.
이럴 때는 전용 HMI 패널이 맞지 않습니다
여러 사람이 동시에 원격으로 봐야 한다면 패널 한 대로는 부족합니다. 지멘스가 밝힌 Unified Comfort Panel의 원격 접속 조건은 조작 1대, 모니터링 3대입니다. 사무실 인원 열 명이 각자 브라우저로 들여다보는 용도가 아닙니다.
데이터를 몇 년치 쌓아 리포트를 만들어야 하거나 여러 공장을 묶어야 한다면 그때는 SCADA 소프트웨어나 산업용 패널PC로 올라가야 하고, 예산 단위가 달라집니다. 반대로 기계 한 대를 켜고 끄면서 값 몇 개만 바꾸면 되는 설비에 SCADA를 얹는 것도 낭비입니다.
관련 글은 실무 가이드와 Codeforest 솔루션 카테고리에 모아 두고 있습니다. 도입 상담은 Codeforest로, 제품군별 사양은 지멘스 SIMATIC HMI 패널 공식 페이지에서 직접 확인하세요.
결론: 화면을 고르기 전에 붙일 기계부터 정하세요
HMI는 PLC가 가진 값을 사람에게 보여 주고 사람의 명령을 PLC에 넘기는 장치입니다. 판단은 PLC가, 공장 전체 감시는 SCADA가 맡습니다. 이 세 가지를 구분하면 견적서의 항목이 왜 나뉘어 있는지 읽힙니다.
고르는 순서는 붙일 PLC 모델 확인, 설치 자리의 보호 등급과 사용 온도 확인, 그다음이 화면 크기와 브랜드입니다. 같은 7인치가 679달러와 1,799달러로 갈리는 이유는 색 수와 통신 포트, 메모리에 있습니다. 여기에 화면 장수까지 미리 정해 두면 업체 견적을 같은 잣대로 비교할 수 있습니다.