글│티모 뢰브 (Timo Low)
소프트웨어 및 시스템 개발 담당 그룹 리더, BOMAG 
안드레아스 나케 (Andreas Nacke)
소프트웨어 및 시스템 개발 엔지니어, BOMAG
    한스-베르너 샬 (Hans-Werner Schaal)
오픈 네트워크 제품 사업개발 매니저, Vector Informatik

토목작업과 도로건설 부문에서는 품질 요구사항이 갈수록 까다로워지고 있으며, 동시에 비용과 시간의 압박이 더해지고 있다. 흙의 다짐(soil compaction)과 도로의 유지/보수를 위한 비용과 원자재, 에너지 절약은 전자장치를 활용한 첨단 기술 없이는 사실상 실현이 힘들다. 보막(Bomag GmbH) 사는 노면 다짐 기술 분야에서 세계적인 기업이다. 프랑스 파얏트(Fayat) 그룹의 계열사인 보막 사는 보파르트(Boppard)에 있는 주요 공장에서 매년 약 3만 대의 장비를 생산하고 있다. 이 회사는 흙이나 아스팔트, 폐기물 다짐용 장비뿐 아니라, 아스팔트 포장 장비(stabilizer/recycler)를 제조한다. 현재 보막 사가 보유한 전문 기술의 대부분은 전자공학에 바탕을 두고 있다.
보막 사는 네트워크 기술로서 자동차    업계 표준인 CAN 버스를 채택했다. 전자화의 개념은 우선 10~15톤(ton) 중량의 대형 장비에 적용됐으며 이후 소형 장비로 확대되었다. 보막 사는 전체 그룹 내에서 하드웨어와 소프트웨어 부품을 최대한 재사용하기 위해 모듈화에도 주력했다. 이를 위해 개발의 표준화와 전 영업소에서 사용하는 테스트 장비를 표준화해야 했다.

작동의 필수 요소인 전자장치
첨단 기술 장비와 전자장치는 원격 제어에서 GPS를 이용한 드라이브-바이-와이어(drive-by-wire) 스티어링 시스템에 이르기까지 차량의 여러 곳에서 사용된다. 센서는 노면의 다짐 상태를 지속적으로 수집한다. 수집된 정보는 디스플레이에 표시된다. 디스플레이는 다지기 작업이 필요한 부분을 운전자에게 그래픽으로 보여준다. GPS 옵션을 이용하면, 위성 지원을 통해 광범위한 다짐 상태 모니터링 작업을 수행할 수 있다. 미래에는 무선 네트워크를 통해 그룹 단위로 움직이는 차량 간에 데이터 교환도 가능할 전망이다. 새로운 유형의 MPH 125 아스팔트 포장 장비(중량 24.5톤, 출력 440 kW)는 가장 많은 전자 시스템을 탑재했으며 가장 많은 CAN 노드를 갖추고 있다. 이 장비는 기존의 토양과 석회 또는 비산회, 시멘트를 혼합해 토양을 개량 및 강화한다. 그 다음에 개량한 토양과 인근 토양을 뒤섞고 분쇄하여 재사용하는데 이용된다.

다중 CAN 버스를 갖춘 네트워크 클러스터
보막의 동일 제품 라인업에 있는 장비에는 동일한 제어 시스템이 탑재된다. 그러나 같은 시스템이라도 특정 제어 기능을 위한 파라미터를 설정해 각각의 장비에 커스터마이즈하고 있다. 이것을 실현하기 위해, 전자장치 개발자는 기기의 모듈식 제품 개념을 모듈식 CAN 기반의 네트워크 클러스터에 매핑했다. CAN 1은 중앙 바디 CAN 버스로서 대부분의 버스 노드가 접속된다. 이 버스는 CANopen 프로토콜에 기반해 동작하므로 표준 자동화 부품을 이용할 수 있다. 차량의 메인 컴퓨터와 프런트 프레임의 데이터 수집 장치, 리어(rear) 프레임의 I/O 모듈 이외에 운전석의 제어장치와 디스플레이가 CAN 1 버스에 접속된다. 기존의 아날로그 및 디지털 센서는 유압 센서나 연료 센서 등의 데이터 수집 장치에 연결돼 있다. 리어 프레임의 I/O 모듈은 수송 시 높이를 가변하는 로터(rotor)와 외측 경사각도 및 운전석의 높이 제어에 사용된다. 제어장치를 버스로 연결함으로써 배선 비용의 대폭적인 절감과 각 기기 간의 제어를 용이하게 수행할 수 있었다. 기기는 CAN 버스에 접속이 가능한 조작 레버, 액정 디스플레이, 외부 스위치 등을 포함한다. 보막 사는 마찰 브레이크를 갖춘 CANopen 구동 레버를 자체 개발했다.
파워트레인 버스는 그림 1에서 CAN 2 부분이다. 이 버스에는 운전석 좌우의 콘솔을 포함하여 차량의 메인 컴퓨터와 엔진 컨트롤러, 스티어링 및 구동 레버를 서로 연결한다. 여기서 흥미로운 부분은 CAN 2의 버스에 J1939 프로토콜과 CANopen 프로토콜이 함께 구현돼 있다는 점이다. 구동 제어 시스템의 특수한 기능은 도이츠(Deutz) 디젤 엔진의 부하 한계(load-limit) 제어를 수행하는 것이다. 이 특수한 기능은 토양 재생을 수행할 경우, 출력 분배를 동적으로 수행하여 저속에서 높은 분쇄력(milling power)과 고속에서 낮은 분쇄력으로 작업을 가능하게 한다.
이 제어 시스템에는 CAN 1과 CAN 2 버스 이외에도 세 번째 데이터 버스인 CAN 3가 있을 수 있다. 이 데이터 버스는 MPH 125 장비에 의존한다. CAN 3 버스에는 보조 디스플레이와 물분사 장치에 필요한 액추에이터를 갖춘 옵션 미터링 컴퓨터가 통합된다. 마찬가지로, CAN 3 버스는 아스팔트 유제(bitumen emulsion) 및 발포 아스팔트(foamed bitumen) 미터링 시스템에 연결할 필요가 있다.

다중 프로토콜 개발 및 분석 툴
보막 사는 벡터의 각종 소프트웨어 툴을 사용해 전자장치를 개발한다. 슈트트가르트에 소재한 네트워킹 전문업체인 벡터는 네트워크 개발 및 ECU 테스트를 위한 CANoe, 버스 데이터 분석을 위한 CANalyzer, ECU 보정을 위한 CANape 같은 모든 전자 개발 작업에 필요한 맞춤식 툴을 제공한다.

AEM_Automotive Electronics Magazine