오래된 PC 사용자 인 경우 RS-232C 표준에 대해 들어 보셨을 것입니다. 그렇다면 PLC라는 단어는 어떻습니까? 사실, 이들은 산업 분야에서 매우 중요한 산업 네트워크 분야에서 사용되는 표준과 단어입니다. 다음은 산업용 네트워크에 대한 간략한 소개입니다.
산업용 네트워크란 무엇입니까?
산업 네트워크는 장치 또는 생산 라인에 설치된 센서 및 장치를 제어하고 제조 실행 시스템과 같은 상위 시스템으로 정보를 전송하는 네트워크입니다. 필드 네트워크, FA 네트워크 및 필드버스라고도 합니다.
일반적으로 공장의 네트워크 시스템은 다음과 같은 네 계층 구조로 구성됩니다.
- 계층 1: 정보 시스템 네트워크
- 계층 2: 컨트롤러 네트워크
- 계층 3: 필드 네트워크
- 레이어 4: 배선 절약 네트워크
정보 시스템 네트워크에는 제조 실행 시스템(MES)이 포함되며 컨트롤러 네트워크에는 프로그래밍 가능 로직 컨트롤러(PLC)가 포함됩니다. 또한 현장 네트워크에는 센서 및 모터와 통신하는 컨트롤러가 포함되어 있으며 가장 낮은 계층은 센서와 컨트롤러 간의 통신 배선을 단순화하는 배선 절약 네트워크입니다.
이 문서에서는 세 번째 계층 필드 네트워크에 대해 설명합니다. 오래된 PC에 연결된 rs-232C 인터페이스는 원래 이 세 번째 계층 네트워크의 오래된 표준입니다.
공장 장비 및 생산 라인에서 물리적 장치 및 센서와 같은 네트워크의 구성 요소는 크게 변동하지 않으며 항상 동일한 구성 요소가 연결되는 경우가 많습니다. 한편, 데이터 전송 오류나 정지 등의 문제는 없으며, 데이터 전송량의 변화에 관계없이 항상 동일한 속도로 안정적이고 안정적으로 동작할 필요가 있다(이를 ‘실시간 성능 보장’이라고 한다).
따라서 사무실에서 사용되는 인터넷 및 LAN과 같은 네트워크의 표준 인 이더넷 대신 원래 네트워크의 표준이 개발되었습니다. 그러나 최근 몇 년간 인기를 끌고 있는 제조 실행 시스템과 같은 고위급 시스템이 이더넷 기반으로 구축되고 이더넷 시스템의 약점이었던 실시간 개선으로 인해 최근 이더넷 기반 표준에서 현장 네트워크가 증가하고 있습니다.
현장 네트워크의 역사와 기준
공장 장비를 네트워크와 연결하거나, 데이터를 수집하거나, 모터, 로봇 등을 제어하기 위한 컨트롤러를 네트워크 및 통합 관리와 연결한다는 아이디어는 1970년 오늘날 IoT에 가깝습니다. 그것은 1990 년대에있다고합니다. 실험적 연구는 이미 이루어졌다. 그러나 그 당시 아날로그 기술 시대에는 디지털 하드웨어와 소프트웨어가 여전히 열악했기 때문에 이러한 실용적인 디지털 네트워크의 실현은 당분간 일이라고 생각되었습니다.
이후 디지털 기술의 발전으로 1990년대에 현장 네트워크가 실제로 적용되었습니다. 그 당시에는 다양한 표준이 탄생했으며 약 40 가지 표준이 붐비는 시대가있었습니다. 그 이후로 조직은 발전해 왔으며 이제는 10 가지 이상의 주요 표준으로 좁혀졌습니다.
RS-232C로 개발된 rs-485 시스템, 이더넷 시스템 및 무선 시스템의 세 가지 필드 네트워크가 있습니다. 앞서 언급했듯이 이더넷 표준은 최근 몇 년 동안 지배적이었습니다. 또한 무선 시스템은 점차 증가하고 있습니다.
RS-485 필드 네트워크를 위한 기능
RS-485 시스템의 장점은 오랜 역사를 가지고 있으며 많은 사이트에서 사용되어 왔다는 것입니다. 또한, 작동은 비교적 안정적이고 우수한 실시간 성능을 갖는다. 또한 소음에 강하다는 특징도 있습니다. 이러한 “높은 신뢰성”과 “성과”는 rs-485 필드 네트워크가 30 년 이상 사용 된 주된 이유이며, 이더넷 시스템이 지배적 인 지금도 “버리기가 어려운”표준입니다.
단점은 전송 속도가 이더넷 시스템보다 느리다는 것입니다. 또한 장비 가격은 이더넷 시스템보다 약간 높은 경향이 있습니다.
이더넷 필드 네트워크를 위한 기능
이더넷 시스템의 장점은 여전히 상대적으로 빠른 최선의 전송 속도를 가지고 있다는 것입니다. 프로토콜과 하드웨어는 최고의 정보 시스템에 공통적이기 때문에 쉽게 도입 될 수 있습니다. 또한 케이블 및 네트워크 어댑터와 같은 하드웨어는 이미 널리 사용되는 LAN에 공통적이므로 장비 가격을 낮게 유지할 수 있습니다.
반면에 이더넷은 네트워크 트래픽이 증가함에 따라 전송 속도가 느려집니다. 즉, 생산 시스템의 규모가 커지고 시간을 늘리려고 하면 전송 속도가 감소하고 데이터 전송의 실시간 특성이 손실됩니다. 따라서 실시간 성능을 보장하기 위해서는 독창성이 필요합니다.
무선 필드 네트워크의 특성
무선 시스템의 가장 큰 장점은 유선 배선이 필요하지 않다는 것입니다. 이는 나중에 현장 네트워크를 설치하거나 유선 배선을 위해 공장의 바닥이나 천장 아래에 공간이 없을 때 매우 유리합니다. 또한 같은 이유로 공장 레이아웃 변경과 같은 경우에 유연하게 대응할 수 있습니다. 또한 케이블 설치에만 비용이 들지 않기 때문에 전체 시스템의 초기 비용이 낮은 경향이 있습니다.
한편, 무선은 통신에 전파를 사용하므로 회절이나 반사 등의 전파 상태에 따라 전송이 성공하지 못할 수 있으며, 이는 무선만의 단점이다. 따라서 일반적으로 장비의 안테나는 서로를 볼 수있는 위치에 배치해야합니다.
각 계보와 그 특별한 것에 대한 전형적인 표준
RS-485 표준 및 스페셜
주요 것들에는 CC-Link 및 PROFIBUS DP가 포함됩니다.
“CC-Link”는 일본과 아시아의 Mitsubishi Electric이 개발한 선도적인 표준입니다. 특징으로는 최대 10Mbps의 전송 속도와 1.2km의 전송 거리가 포함되며, 이는 비교적 빠른 속도이며 전송 거리가 길다. 또한 네트워크 당 64 개의 장치를 연결할 수 있습니다. 일본에서는이 표준이 거의 공장 표준이되었습니다. Cc-Link는 원래 RS-485 표준이지만 이더넷 기반 CC-Link IE도 최근 몇 년 동안 등장했습니다. 이더넷 및 RS-485 변환 기능이 있는 컨트롤러도 사용할 수 있습니다.
“PROFIBUS DP”는 주로 유럽에서 강력한 표준입니다. 그것은 전 세계적으로 가장 큰 점유율을 가지고 있습니다. 기능으로 네트워크당 126개의 장치를 연결할 수 있습니다. 또한 광섬유 케이블과도 호환됩니다.
이더넷 표준 및 특별 사항
주요 것들은 “EtherNet / IP”와 “EtherCAT”입니다.
“이더넷/IP”는 이더넷의 약점을 극복하기 위해 순환 통신을 지원하는 통신 표준입니다. 순환 통신을 의미합니다. 통신 제어는 특정 기간에 통신함으로써 이 표준에 고유합니다. 이것은 명백한 실시간을 보장합니다. 또한 미국에서 큰 점유율을 차지한 자동차 제조업체 GM의 채택으로 유명합니다.
“Ether CAT”은 원칙적으로 이더넷의 약점을 극복하기 위해 네트워크 토폴로지 (네트워크의 물리적 연결 형태)를 트리에서 링으로 제한하는 표준입니다. 이것은 도요타 자동차 공사의 채택으로 유명합니다. 일반 네트워크에서는 허브 또는 라우터를 사용하여 트리 모양으로 분기하지만 EtherCAT는 데이지 체인 형태로 장비를 연결합니다. 이로 인해 링의 트래픽이 일정하게 발생하여 실시간으로 보장됩니다.
무선 표준 및 전문 분야
무선 표준에는 “로컬 5G” 및 “LPWA”가 포함됩니다.
“로컬 5G”는 차세대 휴대 전화의 표준 인 5G의 제한된 공간 사용입니다. 5G 고속이 현장 네트워크에 사용될 것으로 예상됩니다.
“LPWA”는 현재 무선 필드 네트워크에서 사용되는 주류 방법이며 저전력으로 넓은 영역을 커버 할 수있는 것으로 인기가 있습니다. 전송 속도가 느리지 만 비용이 저렴하고 확산에 도움이된다는 단점이 있습니다.
표준의 수는 선택 범위가 넓다는 것입니다.
위에서는 산업용 네트워크 표준을 간략하게 소개했습니다. 산업용 네트워크에는 여러 가지 표준이 있습니다. 현재 이더넷 표준은 다소 지배적이지만 수년 동안 많은 사이트에서 사용 된 rs-485 기반 표준도 버리기가 어렵습니다. 또한, 일부 경우에, 무선 시스템들은 조금 더 상당하다고 할 수 있다. 어쨌든 각 표준의 특성을 이해하고 구축하려는 생산 시스템에 가장 적합한 표준을 선택하는 것이 중요합니다. 다양한 표준이 있기 때문에 다양한 선택을 활용합시다.
