프로세스 산업에서 필드버스는 완전히 자리잡지 못했다. 1990년대 첫 출시 당시 설치 및 유지보수의 복잡성이 과소평가되었으며, 사용자와 관리자 모두 기대했던 효율을 제대로 경험하지 못했다. 필드버스는 그 혁신적인 잠재력에도 불구하고 산업 현장에서 널리 채택되지 못했다.

Ethernet-APL 개발자들은 필드버스 기술의 한계를 인식하고, 과거의 실수로부터 교훈을 얻어 새로운 디지털 통신 기술을 개발했다. 또 이 기술은 필드 레벨의 디지털화를 성공적으로 추진하고 있으며, 설치의 복잡성을 줄이고, 유연성을 향상시키며, 더 나은 진단 기능을 제공한다. Ethernet-APL은 프로세스 자동화의 새로운 이정표로 자리잡았다.

1990년대 필드버스 도입의 교훈

1990년대 도입된 필드버스(Profibus, Foundation Fieldbus 등)는 자동화와 아날로그 신호 전송을 대체할 수 있는 디지털 통신 프로토콜의 혁신적인 발전으로 여겨졌다. 그러나 기대했던 만큼 효과적이지는 않았다. 주요 문제 중 하나는 시스템 설치 및 유지보수의 복잡성이 과소평가되었다는 점이다.
이 기술은 설치와 운영 과정에서 많은 사용자들에게 복잡하고 난해한 것으로 여겨졌다. 기술적 이해가 부족한 상태에서 설치된 시스템들은 문제를 발생시키기 쉬웠고, 유지보수 시 발생하는 오류 또한 빈번했다. 결과적으로 필드버스는 산업 전반에 걸쳐 널리 수용되지 못했고, 디지털 통신이 약속한 혜택을 온전히 누리기 어려웠다.

실수 1) 설치 및 유지보수의 복잡성
필드버스 기술이 처음 등장했을 때, 여러 경쟁 시스템이 난립했다. Profibus DP와 PA, Foundation Fieldbus, Modbus, Interbus, World FIP 등이 다양한 설치 방식과 운영 방식을 제시했지만, 호환성 문제와 산업 현장에서는 더 큰 혼란이 야기되었다. 설계자들과 운영자들은 설치 및 유지보수를 과소평가했으며, 새로운 시스템의 배선 문서화가 제대로 이루어지지 않아 유지보수 시 문제를 해결하는데 큰 어려움을 겪었다. 필드버스 기술은 널리 사용되지 못했고, 결국 사용자의 만족도를 떨어뜨리게 만들었다.

실수 2) 교육 요구 사항과 지식 부족
필드버스 기술은 전문적인 지식과 훈련을 필요로 했다. 많은 기업은 기술적 요구를 충족하지 못했고, 필드버스를 효율적으로 운영하기 위한 기술 교육 또한 부족했다. 아날로그 4-20mA 신호 전송 방식은 비교적 직관적이었지만, 필드버스 기술은 쉽게 이해되지 않았다. 결과적으로 많은 직원들이 새로운 기술을 익히는데 어려움을 겪었고, 제대로 훈련되지 않은 상태에서 시스템을 운영하는 과정에서 많은 실수가 발생했다. 필드버스에 대한 사용자들의 신뢰도를 떨어뜨렸고, 기술을 더욱 외면하는 요소가 되었다.

실수 3) 유연성 부족
필드버스 시스템의 경직된 구조도 또 다른 문제였다. 시스템을 확장하거나 수정하는 과정이 복잡하고, 비용이 많이 들었기 때문에 많은 기업은 필드버스에 대한 투자를 주저했다. 유연성과 확장성이 점점 더 중요한 요소로 떠오르던 시기에, 필드버스의 한계는 큰 단점으로 작용했다. 사용자는 변화하는 기술적 요구 사항에 빠르게 대응할 수 있는 유연성을 필요로 했지만, 필드버스는 그 요구를 충족시키지 못했다.

실수 4) 진단 기능의 부족
필드버스가 이론적으로는 고급 진단 기능을 제공했지만, 실제로는 정보를 쉽게 활용하기 어려웠다. 오류를 찾아내기 위해 특수 도구나 소프트웨어가 필요했으며, 문제 발생 시 대응 시간이 길어졌다. 또 진단 기능은 주로 문제가 발생한 후에만 작동했기 때문에 사전에 문제를 예방하는데 한계가 있었다. 진단 기능의 부족은 운영의 신뢰성을 떨어뜨렸고, 시스템 운영자가 적극적으로 기술을 채택하는데 장애물이 되었다.

실수 5) 표준화 부족
필드버스 프로토콜 간의 경쟁은 산업 전반에 불확실성을 초래했다. 다양한 프로토콜이 경쟁하면서 하나의 표준 시스템을 채택하기 어려워졌고, 기술 채택이 지연되었다. 또 표준화가 이루어지지 않았기 때문에 기업들은 시스템 간의 호환성을 확신할 수 없었고, 이는 필드버스 기술의 보급을 저해하는 주요 요소가 되었다.
Ethernet-APL : 미래를 위한 새로운 기술

과거의 실수를 되풀이하지 않기 위해 개발된 새로운 기술이 Ethernet-APL이다. Ethernet-APL은 필드버스 기술의 문제점을 해결하며, 프로세스 산업에 적합한 새로운 솔루션을 제시한다.

또 Ethernet-APL은 2선식 구조의 IEEE 802.3 10BASE-T1L 표준을 기반으로 하며, 표준은 검증된 기술을 활용하여 최대 1000미터의 거리까지 필드 장치를 연결할 수 있다. 이 기술은 기존 필드버스 설치에 사용되는 A형 케이블을 재사용할 수 있으며, 기존 시스템의 전환에 대한 부담을 줄여준다.

장점 1) 간편한 설치와 더 넓은 범위
Ethernet-APL은 기존 필드버스 시스템의 복잡한 설치 과정에서 발생했던 문제들을 해결한다. IEEE 802.3 10BASE-T1L 표준을 기반으로 하는 이 시스템은 1000미터 거리까지 필드 장치를 연결할 수 있을 뿐만 아니라, 전력 공급도 함께 이루어진다. 특히 대규모 시스템에서 매우 유용하며, 기존 케이블을 그대로 사용하면서도 시스템을 쉽게 전환할 수 있다는 점에서 사용자들에게 매력적인 선택지가 된다.

장점 2) 교육 요구 사항 최소화
Ethernet-APL의 또 다른 장점은 기존 이더넷 기술을 바탕으로 하기 때문에 교육 요구 사항이 최소화된다는 것이다. 사용자들은 이더넷 기술에 익숙하기 때문에, 추가 교육 없이도 새로운 시스템에 빠르게 적응할 수 있다. 이로 인해 시스템 운영 및 유지보수가 용이해지고, 기술에 대한 거부감도 줄어든다.

장점 3) 다양한 네트워크 토폴로지를 통한 유연성
Ethernet-APL은 스타형 네트워크와 트렁크형 네트워크를 모두 지원한다. 유연성 덕분에 각 시스템의 요구 사항에 맞게 네트워크 인프라를 쉽게 조정할 수 있다. 또한 트렁크형 네트워크는 최대 1000미터까지 확장이 가능하며, 스위치를 통해 네트워크에 전력을 공급하여 효율적으로 운영할 수 있다.
① Ex i 인증 간소화 : Ethernet-APL은 새로운 IEC TS 60079-47 표준을 기반으로 한 Ex i 인증을 훨씬 쉽게 받을 수 있다. 각 필드 장치가 정의된 케이블에 연결되어 있으므로, 설치와 검증 과정에서 발생하는 오류를 최소화할 수 있다. 또 기존 FISCO(IEC 60079-11) 표준에 따른 본질적 안전성을 갖춘 필드버스 장치들도 그대로 사용할 수 있다.   
② 원격 I/O와의 통합 : 기존 설치에 Ethernet-APL을 추가하는 것은 APL  인터페이스가 없는 기본 I/O 신호를 계속 사용할 수 있는 유용한 선택지다. 원격 I/O 시스템을 통해 기존 4-20mA 필드 장치나 접점, 밸브 등을 동일한 이더넷 네트워크에 연결하여 운영 효율성을 높일 수 있다.
③ Ethernet-APL을 통한 안전성 : Ethernet-APL은 PROFIsafe 및 CIP Safety와 같은 안전 관련 프로토콜을 지원하며, 보안(SIL) 및 비보안 애플리케이션을 혼합하여 사용할 수 있다. 또 이 시스템은 안전 필수 애플리케이션과 비안전 필수 애플리케이션 모두에서 사용할 수 있는 회색 채널로 기능하며, 시스템의 유연성과 안전성을 모두 보장한다.

장점 4) 고급 진단 기능
Ethernet-APL의 진단 기능은 실시간으로 네트워크와 장치 상태를 모니터링할 수 있고, 발생할 수 있는 문제를 사전에 감지하고 해결할 수 있다. 특히 네트워크 케이블의 노후나 케이블 단선으로 인한 오작동을 신속하게 감지하여 유지보수 팀이 빠르게 대응할 수 있다.

장점 5) 표준화된 인터페이스와 상호 운용성
Ethernet-APL은 개방적이고 상호 운용이 가능한 솔루션으로 설계되었다. 주요 기술 기업이 기술 개발을 지원했으며, 이를 더욱 발전시키고 있다. Ethernet-APL은 프로세스 산업의 디지털화를 위한 다음 단계를 나타내며, 기존의 복잡한 필드버스 설치 및 유지보수 문제를 해결한다.

결 론
: Ethernet-APL – 미래를 위한 해결책

Ethernet-APL은 프로세스 자동화를 새로운 차원으로 이끌고 있으며, 과거 필드버스 기술의 실수를 반복하지 않기 위해 설계되었다. 이더넷을 기반으로 하는 이 시스템은 설치의 간편성, 유지보수의 용이성, 유연성, 고급 진단 기능을 제공하여 사용자가 직면했던 문제를 해결한다. Ethernet -APL은 프로세스 산업에서 중요한 기술로 자리잡을 것이다.

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