HMI란? 작업자와 PLC를 연결하는 장치

2026년 9월 2일 읽는 시간 약 6분

HMI란 작업자가 PLC와 자동화 설비의 상태를 화면으로 확인하고 운전 명령과 설정값을 입력하는 인터페이스입니다. HMI와 PLC의 통신 원리, 주요 기능과 SCADA 차이 및 산업자동화에서의 역할을 알아봅니다.

HMI란 무엇이며 산업자동화에서 어떤 역할을 할까?

HMI(Human Machine Interface)는 작업자와 기계 또는 자동화 제어시스템 사이에서 정보를 주고받을 수 있도록 만들어진 사용자 인터페이스입니다. 산업현장에서는 터치패널 형태의 화면장치가 대표적인 HMI로 사용됩니다. 작업자는 HMI 화면에서 모터의 운전·정지 상태, 센서 입력, 생산수량, 온도·압력·유량, 인버터 주파수, 알람 발생 여부 등을 확인할 수 있습니다. 또한 Start·Stop 명령을 내리거나 목표온도와 운전속도 같은 설정값(Setpoint)을 입력할 수도 있습니다. 중요한 점은 HMI가 일반적으로 설비의 핵심 제어로직을 직접 실행하는 PLC를 대신하는 장치는 아니라는 것입니다. PLC가 센서 신호를 읽고 프로그램에 따라 출력장치를 제어한다면 HMI는 PLC 내부의 데이터를 작업자가 이해하기 쉬운 화면으로 표시하고 작업자의 입력을 PLC에 전달하는 역할을 담당합니다. 따라서 자동화 시스템에서 PLC가 제어의 중심이라면 HMI는 사람과 제어시스템을 연결하는 창구라고 이해할 수 있습니다.

HMI와 PLC는 데이터를 어떻게 주고받을까?

HMI는 PLC의 내부 변수 또는 메모리 영역과 통신하여 화면에 데이터를 표시하거나 작업자가 입력한 값을 PLC에 전달합니다. 과거에는 PLC의 X·Y·M·D와 같은 Device Address를 HMI 화면의 Lamp, Switch, Numeric Display 등의 객체에 직접 지정하는 방식이 많이 사용되었습니다. 현대 PLC 환경에서는 Tag 또는 Symbolic Variable을 기반으로 HMI와 데이터를 연결하는 방식도 널리 활용됩니다. 예를 들어 PLC의 Motor_Run 변수가 TRUE가 되면 HMI의 운전표시가 활성화되고 작업자가 HMI에서 속도 설정값을 변경하면 해당 값이 PLC의 지정 변수로 전달되는 방식입니다. PLC와 HMI 사이에는 Ethernet이나 Serial Communication이 사용될 수 있으며 Modbus TCP/RTU, PROFINET, EtherNet/IP 등 시스템에 맞는 통신방식이 적용됩니다. 제조사 전용 Protocol이 사용되는 경우도 있습니다. 따라서 HMI를 구성할 때는 PLC 종류뿐 아니라 통신 Driver, IP Address, 통신속도, 데이터 형식과 Address 또는 Tag 설정이 서로 일치하는지 확인해야 합니다.

HMI에서는 어떤 화면과 기능을 구성할 수 있을까?

HMI는 단순히 버튼과 램프를 화면에 표시하는 장치를 넘어 설비운전에 필요한 다양한 정보를 통합하여 보여줄 수 있습니다. 기본적으로 Push Button, Selector Switch, Lamp, Numeric Input·Display, Gauge 등을 이용해 설비를 조작하고 상태를 확인합니다. Trend 기능을 사용하면 온도나 압력처럼 시간에 따라 변하는 데이터를 그래프로 표시할 수 있으며 Alarm 기능을 이용하면 센서 이상, 모터 Trip, 통신 오류 등의 발생상태를 작업자에게 알릴 수 있습니다. Recipe 기능을 지원하는 HMI에서는 제품별 설정값을 저장해 두었다가 생산품목 변경 시 여러 Parameter를 한 번에 적용할 수도 있습니다. 사용자 계정과 권한관리 기능을 이용하여 Operator, Engineer, Administrator 등 사용자별로 조작 가능한 화면이나 기능을 제한하는 것도 가능합니다. 다만 HMI에서 입력 가능한 값에는 적절한 상·하한과 권한을 설정해야 합니다. 작업자가 비정상적인 Setpoint를 입력하더라도 PLC 프로그램에서 다시 유효범위를 검증하도록 설계하면 시스템의 안정성을 높일 수 있습니다.

HMI와 SCADA는 무엇이 다르며 어떻게 활용될까?

HMI와 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)는 모두 자동화 설비를 감시하고 운전하는 데 사용되기 때문에 혼동하기 쉽습니다. HMI는 일반적으로 특정 기계나 생산라인 가까이에 설치되어 해당 장비의 상태확인과 조작을 담당하는 Local Operator Interface로 많이 사용됩니다. 반면 SCADA는 여러 PLC와 RTU, 설비 데이터를 네트워크를 통해 수집하여 중앙에서 감시하고 기록하는 보다 상위 수준의 시스템으로 구성되는 경우가 많습니다. SCADA에서는 장기간의 Historical Data 저장, Trend 분석, Alarm 관리, Report 작성과 여러 설비의 통합감시 기능 등이 중요하게 사용됩니다. 다만 실제 제품과 시스템에서는 HMI와 SCADA의 기능영역이 겹치기 때문에 화면 크기나 단순 기능만으로 명확하게 구분하기는 어렵습니다. 산업자동화 시스템에서는 현장의 Sensor와 Actuator를 PLC가 제어하고 HMI가 작업자에게 운전 인터페이스를 제공하며 필요에 따라 상위 SCADA나 MES 시스템으로 생산정보를 전달하는 계층적인 구조를 구성할 수 있습니다.