이더넷-APL은 PROCESS계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 했다. 이번 호는 지난 회에 이어 케이블 유형과 커넥터 및 전원 기호를 설명하고 APL 기술을 소개한다. 기호와 의미 표 1부터 표 4는 케이블 유형과 커넥터 및 전원 기호를 설명한다. APL 기술 소개 이 섹션에서는 APL 기술을 소개하고 일반적인 사용 사례를 설명한다. 1. 이더넷 통신의 기본 이더넷 통신 프로토콜은 다른 많은 프로토콜과 마찬가지로 ISO/OSI 프로토콜 스택으로 알려진 그림 1에 표시된 계층화된 접근방식을 사용한다. 계층화된 접근방식을 사용하면 프로토콜 스택의 일부를 변경할 수 있지만 다른 부분은 그대로 유지할 수 있다. 그림 1에서 물리 계층은 가장 낮은 계층이다. 여기에는 전송 매체, 데이터 속도 및 커넥터가 명시되어 있다. 그림 1은 서로 다른 물리적 계층(예: 패스트 이더넷,
이더넷-APL 길라잡이를 이번 호부터 게재코자 한다. ‘길라잡이’는 순수한 우리말로 인터넷 사전에서 길라잡이의 중심 의미를 찾아보니 “길이란 사람이나 교통수단이 다닐 수 있도록 만들어진 곳”이라고 설명 되어 있고, 오늘날 길은 “부모의 길을 걷다(도리)”, “돈 버는 길이 막막하다(방법, 수단)”, “사업의 길을 걷다(분야, 방면)”, “살아 온 길을 후회하지 않는다(역사, 이력”, “인간 해방의 길로 가자(목표, 방향)” 따위에서 여러 주변의 의미로 쓰인다고 했다. 따라서 길라잡이는 중심 의미로서의 길뿐만 아니라 방향을 잡아나가는데 도움이 되는 사물, 어떤 목적을 실현하도록 이끌어 주는 지침을 두루 이르는 말이다. 이더넷-APL은 PROCESS계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름이 딱 맞을 것 같기에 그 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 하여, 이번 호부터 연재하기로 했다. 이더넷-APL이란 용
지난 호에는 이더넷의 요구 조건에 대해서 개략적으로 살펴봤다. 또한 이더넷-APL에 적용되는 모든 기술적 특성에 대해서도 소개했다. 이번 글에서는 이더넷-APL의 주요 기술적 특성과 국내외 시장에 대해서 살펴본다. 이더넷-APL의 채택 이더넷은 상호운용성에 대한 강력한 요구사항이 있는 환경에서 신뢰할 수 있는 통신 기술임이 입증됐다. 이것은 산업현장, 사무실 및 건물, 그리고 많은 개인 주택단지에도 적용된 바가 있다. 이더넷 기술의 고도화는 제품개발과 프로토콜 스택에 있어서 네트워크망의 계획, 설치 후 커미셔닝 및 여러 문제를 해결할 수 있는 다양한 도구들을 사용하여 널리 수용할 수 있도록 환경 조성하는 것을 포함한 개념이다. 끊김 없는(seamless)는 설치는 빠른 도입, 높은 참여도를 보장하므로 모든 사용자에게 장기적인 비즈니스 환경을 제공한다. 따라서 프로세스 자동화 시스템의 수명 주기업무의 당사자들, 예컨대 벤더, 종합 건설사 및 엔지니어링 회사, 건설현장의 테스크포스 부서 해당 책임자, 시설을 관리하는 공무 및 보전설비 관리자, 계측 제어 부, 동력 및 운전관리 부서운영 담당자, 석유, 석유화학, 종합화학공장 공정부서 책임자, 운영반장 등은 이더넷
ODVA TAG Korea가 '제1회 ODVA 이더넷-APL+EtherNet/IP 컨퍼런스'를 개최했다. 이번 컨퍼런스는 2023 국제전기전력전 부대행사의 일환으로 진행됐다. 이번 컨퍼런스는 ODVA Korea 회장을 맡고 있는 엔드레스하우저 김영석 대표의 인사말로 시작했다. 김영석 대표는 "프로세스에서 EtherNet-APL이라는 새로운 프로토콜이 사용되고 있다. 최신 계측의 표준 프로토콜 EtherNet-APL은 원거리 통신, 데이터 신뢰성 등의 인사이트를 제공한다. 이번 컨퍼런스를 통해 EtherNet-APL로 사업의 새로운 성장 동기를 얻어가길 바란다"고 전했다. Ethernet-APL은 플랜트의 요구 사항을 충족하도록 설계된 새로운 물리 계층이다. 이더넷과 APL 기술을 결합하여 산업용 자동화 및 제어 시스템에서 안정적인 통신을 가능하게 한다. Ethernet-APL은 아날로그 계장 시대에서 스마트 팩토리, 인더스트리 4.0을 위한 기술적 토대로, 프로세스 계장 메이커 및 글로벌 기업들이 개발에 참여해 '유일한 표준'을 목표로 하는 기술이다. ODVA TAG Korea 조익영 전무가 Ethernet-APL 기술과 필요성을 소개했다. 이더넷을 사용하면
지난 호에는 이더넷-APL의 이해에 대해서 개략적으로 살펴봤다. 이더넷-APL 시스템은 배선이 대부분 이더넷 선으로 1,000m까지 연장되므로 PROCESS 계장 보수 유지비가 대폭 줄어드는 효과가 있고, PROCESS 계장 배선의 축소는 상대적으로 공장의 부지비가 줄어듦으로써 공장 건축비의 축소로 이어진다고 설명했다. 또한 이더넷-APL은 배선이 간단하고 강력한 2-와이어 기술의 이점과 이더넷(인터넷)의 장점을 결합하여 프로세스 플랜트 분야에서 최고의 성능과 원활한 데이터 액세스를 제공한다는 점도 밝혔다. 지난 호에 이어 이번 글에서는 이더넷의 요구 조건에 대해서 살펴본다. 10BASE-T1L을 이더넷-APL의 주력 망으로 채택한 이유는? 4차 산업혁명과 스마트 팩토리 보급 확산으로 공장 자동화를 넘어선 공장 자율화를 실현하려는 노력이 이어지고 있다. 또한 코로나19 팬데믹이 장기화됨에 따라 세계적으로 비대면 기조가 강화 되여 원격 솔루션을 도입하려는 기업들이 늘고 있는 추세다. 자율 시스템과 원격 솔루션을 제대로 운영하기 위해서는 대량의 인터넷 데이터를 신뢰성 있게 전달하는 통신 인프라 구축이 필수다. 최근 5G를 필두로 하는 무선통신 솔루션이 한국에서
1940년에 공기식(0.2~1,0Kg/Cm2)신호가 나왔고 전기식(4~20mA)신호가 1960년에 나왔다. 아직도 한국에는 소위 통일신호라 불리는 이 두 개의 아날로그 신호가 현재 한국의 공장에서 온도/압력/유량/레벨/중량 등의 물리량을 측정하여 제어기인 DCS나 PLC로 트랜스미터를 통해 CVVSB 2 ×2C케이블로 전송되고 있다. PROCESS 계장 분야가 이미 시간적으로 너무나 오랫동안 아날로그의 세계에 빠져있었다고 해도 과언은 아닐 것이다. 지금은 4차 산업혁명 시대이며 스마트 팩토리와 이더넷(인터넷 TCP/IP, UDP 통신)이 대세인 시대에 진입한 상태이다. PROCESS 계장 분야라고 해서 계장 기기가 고장이 나지도 않고 잘 돌아 가는데 신종 시스템이 무슨 대수냐? 고 반문하는 CEO나 공장장 등의 의견도 있을 수는 있겠다. 만약에 아날로그 PROCESS 계장 시스템을 현재의 방식에서 새로운 방식으로 전면 교체를 한다면 공장에서는 거미줄처럼 엮여있는 수많은 배선은 어떻게 할 것인가가 가장 심각한 문제가 될 것이다. 아날로그 PROCESS 계장 시스템이 디지털 시스템으로 바뀌는 수가 있더라도 당분간은 아날로그와 디지털 시스템이 병존하며 갈 것으로
EtherNet/IP™는 2001년에 도입됐으며 현재는 가장 잘 개발된 기술로 검증되고, 완벽한 산업용 이더넷 제조와 자동화 프로세스에 사용할 수 있는 네트워크 솔루션이라 말할 수 있다. EtherNet/IP는 다음과 같은 네트워크 패밀리 중 하나이며 공통산업프로토콜(CIP, Common Industrial Protocol)보다는 상위 층에서 구현이 되고 있다. CIP는 제어, 안전, 동기화, 동작, 구성 및 정보를 포함한 다양한 제조와 프로세스 자동화 응용을 위한 포괄적인 메시지 및 서비스 제품군을 포함하는 개념이다. CIP는 전 세계 수백 개의 공급업체가 지원하는 진정한 미디어 독립 프로토콜이며 CIP는 제조기업 전체에 걸쳐 사용자에게 통합 커뮤니케이션 아키텍처를 제공하고 있다. 미디어 독립성과 함께 각 애플리케이션에 가장 적합한 CIP 네트워크를 선택할 수 있는 기능이 제공된다. 이러한 가능한 선택 중 하나는 이더넷 기술에 CIP를 적용하는 EtherNet/IP란 기술이다. CIP를 이더넷에 적용하는 이유는 무엇인가? 이더넷과 TCP/IP(이더넷 표준)는 전 세계의 상용응용 프로그램에서 볼 수 있는 대부분의 LAN 및 WAN 아키텍처에 사용되는 동일한
센서 및 액추에이터와 같은 단순한 필드장치는 이더넷을 필드버스 인터페이스로 통합하는 것에 대해서 오랫동안 거부를 해왔다. 왜냐하면 이더넷을 산업용으로 사용하는데 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 통신기술은 많은 발전을 이루었고, 그간 막연히 품었던 의구심을 해결하기 위해 이더넷 환경을 크게 변화시켰다. 이 백서는 ‘복잡도가 낮은 이더넷’의 개념에 대해 정의를 하고 이 개념을 사용, 센서 및 액추에이터와 같은 에지(Edge) 장치에 신뢰할 수 있는 EtherNet/IP 통신을 제공하는 방법을 설명 하고자 한다. 또한, 브라운필드(Brownfield) 설치가 EtherNet/IP를 에지(Edge)로 가져오는 이점을 활용할 수 있는 미래의 방향을 확인해 줄 것이다. 배경 이 백서는 주로 산업용 이더넷 노드의 하드웨어 비용과 복잡성을 줄이기 위한 새로운 접근 방식에 관한 것이다. 지원해야 하는 프로토콜과 모드 측면에서 소프트웨어의 복잡성 감소를 구체적으로 다루지는 않지만, 이 또한 중요한 연구 분야의 하나이다. 이러
이더넷은 산업 프로세스 및 애플리케이션을 포함한 모든 수준의 엔터프라이즈에서 인기가 높아지고 있다. 기업 네트워크에서 흔히 볼 수 있는 스타 토폴로지보다 이더넷 링 토폴로지(Ethernet ring topologies)가 선호되는 다양한 산업용 애플리케이션이 있다. 링 네트워크는 고유한 단일 지점 내 결함성을 제공한다. 내장된 스위치 기술이 포함된 링 노드(Ring nodes)는 인프라 스위치의 필요성을 줄이고 네트워크 케이블을 단순화한다. 장치 레벨 링(DLR) 프로토콜은 링 기반 네트워크의 장애를 감지, 관리 및 복구하는 수단을 제공한다. DLR의 구현은 지원하는 네트워크 인프라에 특정 요구사항을 부과한다. DLR은 DLR 지원 네트워크에서 DLR 프로토콜을 지원하지 않는 장치의 사용을 본질적으로 배제하지 않는다. 레거시 장치 및 기타 고려 사항이 DLR 네트워크에서 이러한 장치의 사용을 자주 지시할 것으로 예상된다. 그러나 DLR 네트워크에서 이러한 장치를 사용하면 DLR 작동 및 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 이 글은 DLR에 대한 개요를 제공하고 DLR 프로토콜을 지원하지 않는 DLR 장치 및 기타장치로 구성된 DLR 네트워크를 구현하기 위한
IT·OT 융합이 IIoT와 인더스트리4.0에 의해 추진됨에 따라 ODVA는 EtherNet/IP 및 기타 CIP 네트워크에 연결된 디바이스의 방어기능을 강화할 필요성을 인식했다. 이 추가된 접근방식은 심층적인 아키텍처의 최종방어 수준이다. 이것의 최종적인 목표는 벤더가 상호운용 가능한 EtherNet/IP 디바이스를 구축할 수 있도록 하는 것이다. 이런 디바이스는, 벤더가 자신을 방어할 수 있는 것과 그 디바이스 간의 통신 및 서드파티(해당 분야에 호환되는 상품을 출시하는 회사)와의 통신을 가능케 한다. 이 접근 방식은 ODVA의 사이버보안 EtherNet/IP 사양에 대한 향상된 CIP 보안을 통해 실현하고 있다. 소개 산업 자동화 네트워크는 원래 원격 I/O(Input/Output)장치의 배선을 단순화하고 배선비용을 절감하기 위한 수단으로 개발이 되었다. 시간이 지남에 따라 이러한 디바이스의 리모트 진단과 설정을 가능하게 하기 위해 이것의 접속이 진화했다. 산업 공통 프로토콜(CIP™/ Common Industrial Protocol/ODVA 핵심 프로토콜 평준화 소프트웨어)는 산업용 장치인 컨트롤러(controller/slave용), 액추에이터와 역시
세기의 전환 이후, 산업자동화는 이더넷 기반 네트워킹과 관련해 IP 스택의 채택이 지속적으로 증가하고 있다. 새로운 비전은 클라우드에서 현장 계측기기에 이르기까지 단일 네트워크로의 패러다임 전환을 통해 대폭의 비용절감 효과 및 많은 라이프사이클의 이점을 얻을 수 있다. 산업용 이더넷은 MES, 또는 대부분의 컨트롤러와 사용자 인터페이스, 그리고 수많은 현장의 애플리케이션에 적합하게 IT(정보기술)와 OT(운용기술/산업 장비, 자산, 프로세스 및 이벤트를 직접 모니터링 혹은 제어함으로써 변화를 감지하거나 유발하는 하드웨어와 소프트웨어를 의미하는 용어)를 연결할 수가 있다. 그리고 여기서 말하는 IT와 OT의 용어 차이를 좀 더 디테일 하게 설명하면, IT 시스템에는 다양한 범용 애플리케이션과 네트워크 프로토콜(TCP/IP)이 사용되지만, OT 시스템에는 전용 애플리케이션과 OT 전용의 독립 프로토콜이 사용되는 경우가 많다. 고로 여기서 OT가 문제가 되는데, 이는 전통적인 OT 시스템이 지닌 폐쇄성 때문이다. 또 현재 필드에지(Edge/Sensor & Actuator)에서부터 이더넷의 활용이 제한을 받고 있을 뿐 아니라 이더넷의 채택을 완벽하게 방해 받
ODVA의 22기 조직이 개편됐다. ODVA는 지난 3월 10일, 미국 캘리포니아 주 샌디에고에서 제21회 연차총회를 열고 22기 임원진을 선출했다. 특히, 시장 자문위원회의 도입은 EtherNet/IP가 기술 변화의 시기에 미래에 유리한 입지를 확보하는 데 도움이 될 것으로 주목되고 있다. ODVA 이사회는 전략적 계획 및 관리에 대한 최고 수준의 책임을 가지고 있으며 전 세계의 주요 산업자동화 장치 및 시스템공급업체의 고위 경영진들로 구성돼 있다. 새로 조직된 ODVA 월드 이사회는 이하와 같다. 롤프 버크호퍼, 엔드레스하우저 프로세스 솔루션 전무이사 ▲존 데수자 하팅 아메리카의 사장 겸 CEO ▲고지마 사토시, 네트워크 제품관리 그룹 총괄 매니저, 오므론 컨트롤러 사업부 ▲데이비드 라거스트롬, Hans Turck 컴퍼니의 Turck USA 사장 겸 CEO ▲데이비스 매튜스, 피닉스 컨택트 미주지역 비즈니스 단위자동화 인프라부사장 ▲사무엘 파스키어, 시스코 시스템 IoT 산업 네트워킹 및 보안 제품관리 수석이사 ▲토마스 피터슨, 댄포스 필드버스 및 시스템통합 수석이사 ▲브라이언 레이놀즈, 하니웰 프로젝트 및 자동화 솔루션 수석이사 ▲안드레 울, 슈나이더
조익영 전무, ODVA KOREA 인더스트리4.0과 결합된 경쟁력 및 비용에 따른 압력으로 인해 프로세스계장 자동화 장치, 에지(Edge) 및 클라우드(Cloud)를 통한 장치의 정밀 상태, 정밀 운영, 정밀 분석 및 정밀 예측, 유지 관리가 그 어느 때보다도 중요해졌다. 이 프로세스계장 산업은 이더넷-APL을 통해 현장계측제어를 위한 온도, 압력, 유량, 레벨, 중량 등의 센서 및 계측제어 관련 각종 액추에이터, 트랜스듀서, 모니터, 대시보드, 프로세스 컨트롤러, PLC, DCS 등에 연결하는 등의 대대적인 변화가 예상되며, 모든 산업계의 프로세스계장 분야에 큰 변화가 불가피하다. 높은 고정 플랜트 비용과 함께 중요한 인프라 역할에 의해 구동되는 프로세스계장 산업의 신뢰성, 보안 및 안전 요구사항은 대부분의 다른 산업 부문보다도 훨씬 전인 1960년 전기신호 4-20mA와 1940년 공기압신호 0.2~1Kg/cm2 신호와 같은 신뢰할 수 있고 입증된 IEC 국제통일 신호 및 제어 기술로, 현재까지 우리나라와 전 세계의 공장들에서 필드버스와 함께 널리 사용되고 있다. 이런 방법들의 단점 중 하나는 현장장치, 시운전에 몇 초가 아닌 몇 분 정도의 소요 시간이
조익영 전무, ODVA KOTEA ODVA 백서에서는 이동 및 원격 장비의 무선(cableless) 통신 네트워크를 통해 EtherNet/IP 네트워크의 CIP Safety 고유 네트워크 서비스와 같은 기능적인 안전통신을 적용하는 방법에 대해 설명하고자 한다. 먼저 무선 네트워크의 이점에 대해 논의한 뒤에 기능안전 원칙에 대해서 설명을 하겠다. 산업 통신네트워크, 특히 EtherNet/IP는 유·무선 맥락에 대해서 모든 검토가 가능하다. CIP Safety의 진단기능을 먼저 소개한 뒤 CIP Safety를 사용하여 성공적인 무선 네트워크를 구축하기 위한 절차를 소개한다. 개요 지난 15년간 산업의 연결성은 전례 없이 증가했다. 소비자 및 IT 통신 기술을 통해 공급받으면서 시스템 성능의 수요가 늘어나면서 비용을 절감한 것이 주효했다고 볼 수 있다. 가정과 사무실에서 우리는 무선통신의 성능이 얼마나 좋을지에 대한 기대를 쌓아왔다. 그리고 이로 인해 무선통신은 가정과 사무실의 수많은 통신에 있어서 제일 첫 번째의 연결 방법이 되었다. 무선 솔루션은 산업 환경에서 더욱 보편화되고 있으며 이에 대해서는 그럴 만한 이유가 있다고 본다. 다음에 열거하는 것은 무선산업
조익영 전무, ODVA KOREA 세계의 벤더나 메이커들이 ODVA 회원으로 왜 가입을 하려고 할까? ODVA는 설립 초기인 1965년에 협회 이름을 개방-디바이스넷제조업협회(Open -DeviceNet Vendor Association)로 정했다. 지금은 ODVA의 이름이 ‘ODVA Inc.’로 바뀌었다. 그렇지만 초창기 설립 취지의 정신은 그대로 이어가고 있다. 즉, 개방적이고 상호운용성(interoperability)을 갖는 정보 및 통신 기술을 산업 자동화 전 분야에서 발전시키는 목적으로 ODVA가 설립되었으므로 ODVA는 인증에 매우 신중하고 민감하게 접근하고 있다. 본 문건은 설명문을 “EtherNet/IP 적합성테스트(CT/Conformance Testing)란 제품 개발 시 고속도로에 진입할 때 편리하게 이용하는 램프(Ramp)와 같은 역할을 하는 시험이다”라고 붙였다. ODVA는 미디어의 독립 네트워크 프로토콜인 공통 산업 프로토콜(Common Industrial Protocol) 또는 ODVA의 5대 프로토콜인 EtherNet/IP, CIP Safety, DeviceNet, CompoNet, ControlNet 중 IoT와 스마트 기술이 핵
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