계장기술(PROCON)

기술정보 (연재)EtherNet/IP에서 Edge까지<1회>

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 613회 작성일 22-11-14 17:30

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1. 개 요

센서 및 액추에이터와 같은 단순한 필드 장치는 이더넷을 필드버스 인터페이스로 통합하는 것에 대해서 오랫동안 거부해왔다. 이더넷을 산업용으로 사용하는 데 있어서 경험이 없고, 신뢰성에 대한 믿음이 없으며, 기기 통합의 관점에서 자세히 들여다보면 제한 요인은 이더넷 인터페이스 자체의 크기, 전력 및 비용이 문제가 되었다. 지난 몇 년 동안 통신 기술은 많은 발전을 이루었고, 막연히 갖던 의구심을 해결하기 위해 이더넷 환경을 크게 변화시켰다. 본고는 “복잡도가 낮은 이더넷”의 개념에 대해 정의하고, 이 개념을 사용, 센서 및 액추에이터와 같은 에지(Edge) 장치에 신뢰할 수 있는 EtherNet/IP 통신을 제공하는 방법을 설명하고자 한다. 또 재개발(Brownfield) 설치가 EtherNet /IP를 최첨단으로 가져올 수 있는 미래의 방향을 확인해 줄 것이다.


2. 배 경

본고는 주로 산업용 이더넷 노드의 하드웨어 비용과 복잡성을 줄이기 위한 새로운 접근 방식에 관한 것이다. 지원해야 하는 프로토콜과 모드 측면에서 소프트웨어의 복잡성의 감소를 구체적으로 다루지는 않지만, 이 또한 중요한 연구 분야의 하나다. 이러한 예는 Brooks와 Xu1)의 “Ether Net/IP 자원이 제한된 산업 사물로의 확장”을 참조하기 바란다.


3. 이더넷이 Edge에 없는 이유는 무엇인가?

자동화 시스템의 전통적인 계층 구조를 보고 처리 능력과 비교해 보면, 처리 능력이 단순한 장치에서 PLC, HMI (Human-Machine Interfaces) 등을 통해 확장된다는 것을 쉽게 알 수 있다. ARM A9을 단순한 온도 송신기에 사용하지 않는 것은 기술적인 복잡성과 기기 비용 측면에서 분명히 이치에 맞는다. 자동화 시스템에서 이더넷의 복잡성에도 동일한 확장이 적용되어야 한다. 즉, PLC에서 단순한 센서로 내려가면서 이더넷 인터페이스의 크기, 비용 및 전력도 마찬가지다. PLC에는 모든 장치에 대한 모든 메시지를 처리해야 하는 많은 수의 연결이 있다. 이러한 메시지는 여러 주기에 걸쳐 처리되어야 한다. 또한 일반적인 네트워크 관리 업무와 함께 토폴로지를 관리할 필요가 있다. 반면에 간단한 장치는 작은 메시지와 간단한 데이터 새로 고침과 함께 하나의 연결만 가지고 있다. 네트워크의 토폴로지 참여자이며, 네트워크 관리 업무는 미미하다. Allen Bradley의 설계 가이드인 이더넷 설계 고려 사항(Ethernet Design Considerations Ethernet Design Considerations) 제5장에 보면 추가적인 실용 이더넷 설계 정보를 위한 훌륭한 자료를 제공한다. 그렇다면 우리가 처리 능력에 대해 하는 것처럼 간단한 장치에 대해 이더넷 인터페이스의 복잡성을 축소하는 것은 어떨까? 이더넷 인터페이스의 크기, 전력 및 비용을 줄일 수 있다면 이더넷을 가장자리까지 끌어내릴 수 있다. 다음에는 이더넷 노드의 아키텍처를 확인하고, 이를 확장하는 방법을 살펴보겠다.2)
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