CIP 안전 / 기능 안전 솔루션

•IMT2000 3GPP - CIP 안전 적용 계층 프로토콜이다.
•네트워크 독립 및 블랙 채널(Black channel)이다.
•국제 표준은 IEC 61784-3-2이고, CIP 안전 표준은 FSCP 2/1이다.
•다양한 네트워크 유형에 걸쳐 라우팅 가능
•중간 장치(게이트웨이)는 CIP 안전 인증(블랙 채널)이 필요 없음
•단일 캐스트(포인트 투 포인트) 및 다중 캐스트 지원

IEC는 기능적 안전을 다음과 같이 정의한다. 재산이나 직간접적으로 신체적 부상이나 사람의 건강에 대한 허용할 수 없는 위험이 발생하지 않는다. 입력에 응답하여 올바르게 작동하는 시스템이나 장비에 따라 달라지는 전체 안전의 일부이다. 잠재적으로 위험한 상태를 감지하여 위험한 사건이 발생하는 것을 방지하거나, 위험한 사건의 결과를 줄이기 위해 완화를 제공하는 보호 또는 시정 장치 또는 메커니즘의 활성화를 초래한다.

 

보안에서 ODVA의 역할

EtherNet/IP는 장치 및 네트워크 수준에서 보안을 허용하는 CIP 보안 애플리케이션 확장을 제공한다.

CIP Security™의 요소 요약

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EtherNet/IP란 무엇인가?

1) 개 요
•자동화를 위한 완벽한 산업용 이더넷 네트워크 솔루션이다.
•ODVA에 의해 지정되고 유지되는 개방형 네트워크이다.
•국제 표준(예 : IETF, ISO/IEC 8802-3, IEC 61784-5-2 등)을 준수한다.
•IEEE 802.3 Protocol이다.
•EtherNet/IP는 IP 및 이더넷의 CIP(Common Industrial Protocol)이다.

2) 이 점
•진정한 개방형 및 표준 프로토콜(IEEE가 제정)이다.
•현재 및 새롭게 등장하는 이더넷 네트워크와의 손쉬운 통합
•간편한 기술 인력(IT/OT) 소요
•COTS 구성 요소가 좋다.
•지속적으로 발전하는 기술의 최신화를 추구한다.
•세그먼트 간, 스키드 간 투명한 데이터 액세스를 제공한다.
•동시 데이터 스트림(파일 전송, 비디오 스트림 등)의 공존을 허용한다.
•네트워크의 융합이 쉽다.
•설계 및 운영 비용을 대폭 절감한다.
•가능한 경우 COTS(상업용 기성품)로 활용
•다른 TCP/IP 애플리케이션(예 : 두 번째 채널)과 공존 가능

Ethernet-APL : 트렁크 및 수퍼 토폴로지
간선(TRUNK) 및 지선(SPUR) / 통신 방식

1) 산업용 이더넷 선(Industrial Ethernet Cable)
•일반적으로 100Mbit/s의 고속 통신 속도를 갖는다.
•4선으로 구성, 길이는 최대 100미터이다.
단, 케이블 길이가 100미터 밖에 안 되므로 Ethernet-APL 선으로 사용하기에는 부적절하다.
•전 이중 통신 방식이다.
•최종 장치와 스위치는 자체 전원을 공급받아야 한다.
2) Ethernet-APL 선(Ethernet-APL Cable)
•10Mbit/s 데이터 고속 통신 속도(10BASE-T1L)를 갖는다.
•2선으로 구성되며, 최대 1000미터의 케이블 길이를 갖기에 석유화학 공장 같은 프로세스 계장용으로 장거리 통신에 적합하다.
또 Ethernet-APL 선으로 사용하기에 적절
•전 이중 통신 방식이다.
•단말 장치 및 현장 스위치는 통신선을 통해 전원을 공급받을 수 있다.
•프로세스 계장용으로 본질 안전 등급을 갖는다. 2-WISE(Wire Intrinsic Safety Ethernet), IEC 60079-47

네트워크 분석(2023 / HMS Industrial Networks)

단일 쌍 이더넷(SPE : Single Pair Ethernet)에 성장 및 발전 기회가 도래했으며, 단일 쌍 이더넷(SPE)를 사용하는 Ethernet-APL에 무한 발전의 기회가 찾아왔다. 통신망의 발전은 필드버스에서 산업용 이더넷으로 빠르게 변화 및 발전하고 있으며, 최근에는 산업용 이더넷에서 파생된 프로세스 계장에서 필수적인 Ethernet-APL로 진화(발전)하고 있다.

2023년에 HMS Industrial Networks가 분석한 자료를 살펴보면 산업용 이더넷(68%), 필드버스(24%), 와이어리스(8%) 등 크게 3종으로 나누어 집계하였다. 산업용 이더넷은 PROFINET이 18%, EtherNet/IP가 18%, EtherCAT이 12%, ModbusTCP가 5%, POWERLINK가 3%, CC-Link IE Field 3%, Other Ethernet 9%이다. 그 다음 Fieldbus는 PROFIBUS DP 6%, Modbus-RTU 5%, CC-Link 3%, Device Net 3%, CANopen 2%, Other Fieldbus가 5%이다. 그 다음 Wireless는 WLAN 5%, Bluetooth가 1%, Other Wireless 2%이다.

도합 100%이며, 여기에는 연간 성장률(Annual Growth rate)이 포함된다. 또 연간 성장률(Annual Growth rate)은 산업용 이더넷은 +10%, 필드버스는 -5%, 와이어리스는 +22%로 톱(Top)을 차지했다.