프로세스 산업의 이더넷

프로세스 산업의 이더넷

산업용 이더넷은 공장 자동화에서 오랫동안 알려져 왔고 이제 매우 널리 사용되고 있습니다. 프로세스 산업, 특히 폭발 가능성이있는 프로세스의 특수 요구 사항으로 인해 아직 이더넷 사용이 허용되지 않았습니다. 이러한 요구 사항에는 본질 안전, 작동 중 구성, 최대 가용성을 위한 이중화긴 케이블 길이가 포함되지만 산업용 이더넷의 경우 100 미터로 길이가 제한적으로 사용됩니다. 프로세스 산업에서 이더넷을 설명할 때 각 영역과 관련하여 가능성을 구분하는 것이 중요합니다.

excom graphic

2종 폭발 위험 구역

터크는 2종 폭발 위험 구역에 설치 가능한 이더넷 통신의 I/O 시스템 excom을 제공합니다. 시스템은 1종 또는 0종 폭발 위험 구역의 신호를 전송할 수 있습니다. 작동 중에 게이트웨이에서 이더넷 커넥터를 꽂고 뽑으려면 게이트웨이가 반드시 비활성화 되거나 핫스왑으로 작동해야 합니다. 전원 공급 장치, 게이트웨이 또는 I/O 모듈과 같은 다른 모든 구성 요소는 작업 중에 핫스왑 없이 교환할 수 있습니다

1종 폭발 위험 구역을 위한 이더넷

1종 폭발 위험 구역에서 이더넷을 사용하는 것은 기술적으로 더 어렵습니다. 상호 연결된 장치의 경우  전력 수준이 증가하지 않도록 해야 합니다. 오늘날 컨소시엄은 이러한 장애물을 극복하고 2선식 본질 안전(IS) 이더넷의 표준을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 통신 및 전원 공급 장치는 동일한 회선을 통해 이루어집니다. 미래 표준은 일반적으로 APL (Advanced Physical Layer)이라고 합니다. 그러나 이러한 개발은 1종 폭발 위험 구역 (03/2020 기준)의 광범위한 산업 용도에는 아직 적합하지 않습니다. 언젠가 APL은 현장 장치까지 이더넷 연결을 활성화 해야 합니다. 그러나 APL이 확립된 후에도 비용 측면에서 기존의 4-20mA 기술과 I/O 시스템은 계속 병행하여 존재할 것입니다.

병렬 데이터 액세스

터크는 excom 이더넷 게이트웨이 GEN을 통해 디지털화 및 Industry 4.0을 위한 프로세스 산업의 세계를 열었습니다. 처음으로 모든 프로세스, 진단, 상태 및 추가 데이터를 분석 및 평가를 위해 클라우드 또는 기타 IT 시스템에 피드백 없이 병렬 데이터 채널을 통해 충분한 속도로 전송하여 효율적인 상태 모니터링 실현 및 예측 유지보수 개선이 빠르고 쉽게 가능합니다. 제어 및 제어 시스템은 영향을 받지 않고 액세스로부터 보호됩니다. 클라우드 시스템으로의 데이터 전송은 MQTT, OPC UA, 터크의 암호화된 클라우드 프로토콜 Kolibri 또는 기타 공개 표준을 통해 수행됩니다.

Pyramid

클라우드 연결 - 온 프레미스 모델도 가능

시간이 중요한 사용자 데이터를 제어 시스템으로 전송하는 것 외에도 excom은 병렬 데이터 액세스를 통해 분석 데이터를 네트워크의 모든 IT 시스템으로 전송할 수 있습니다. 그러나 먼저 엣지 장치에서 데이터를 분석한 다음 결과만 클라우드로 전송하는 것이 좋습니다. 클라우드는 인터넷 액세스없이 "개인 클라우드"로(온-프레미스) 또는 기존 방식으로 구현될 수 있습니다.

터크는 업계별 데이터 시각화 기능과 최고의 보안 요구 사항을 위한 암호화된 클라우드 프로토콜 Kolibri를 갖춘 자체 클라우드 솔루션 외에도 대체 경로를 제공합니다. 터크 클라우드 하드웨어를 통해 MQTT 또는 OPC UA를 통해 데이터를 대형 클라우드 시스템 중 하나로 전송이 가능합니다.

이중화로 인한 최고의 가용성

통합 이더넷 스위치는 외부 스위치없이 간단한 라인 토폴로지 구성을 가능하게 합니다. 이중화 프로토콜을 사용하여 언제든지 라인 토폴로지를 링 토폴로지로 확장할 수 있습니다. 필요한 것은 모든 스테이션이 MRP (Profinet) DLR (Ethernet/IP) 이중화 프로토콜을 지원한다는 것입니다. Excom은 또한 게이트웨이 및 전원 공급 장치 이중화를 설정하여 시스템의 안정성을 더욱 높이고 추가 이중화 개념을 지원합니다.

Profinet 이중화 컨셉

다른 네트워크 토폴로지:

S2 Redundancy

S2 이중화: 2개의 마스터 및 1개의 게이트웨이

2개의 마스터, 1개의 게이트웨이

S2 이중화로 2개의 컨트롤러와 1개의 장치 (여기서는 excom 게이트웨이)로 시스템을 구성합니다. 여기서 마스터는 백본 버스를 통해 내부적으로 동기화되며 둘 다 참가자와의 연결을 유지합니다. 또한 터크는 S2 이중화 기능을 갖춘 IP67 IO-Link 마스터 모듈 TBEN-L-8IOL을 제공합니다.

1개의 마스터, 2개의 게이트웨이

Profinet 에서는 이 이중화 개념에 대한 표준이 지정되지 않았으나 이중화로 오류 가능성을 줄입니다. 장점 : 다른 이중화 개념보다 비용 효율적입니다. 그럼에도 불구하고 제어 시스템은 일반적으로 시스템에서 가장 중요한 지점이므로 이중화 게이트웨이가 있는 솔루션으로 오류를 보상할 수 없기 때문에 이 개념은 거의 사용되지 않습니다.

두 개의 마스터, 두 개의 게이트웨이

Excom은 2개의 게이트웨이와 2개의 마스터로 가장 높은 이중화를 매핑할 수 있습니다. 이 설정에서 각 게이트웨이는 하나의 마스터와만 통신합니다. 두 마스터는 내부적으로 누가 마스터이고 누가 백업 마스터인지 나타냅니다. Profinet를 사용하면 이 시스템 이중화가  R1로 지정됩니다. Ethernet/IP 또는 Modbus TCP의 경우, 지금까지 비슷한 유형의 해당 이중화 표준이 정의되지 않았습니다. 그러나 이 시스템의 사용자는 excom과 같은 이중화를 설정할 수 있습니다.

R2 Redundancy

터크의 자체 이중화 솔루션: 2개의 마스터 및 2개의 게이트웨이

유연한 네트워크 토폴로지

게이트웨이에는 2 포트 스위치가 통합되어 있으므로 일반 필드버스와 같은 라인 구조로 설치할 수 있습니다. 스타, 트리 및 링 구조와 같은 다른 표준 이더넷 토폴로지도 지원됩니다.


멀티프로토콜

하나의 게이트웨이로 세 개의 프로토콜 - 터크의 멀티 프로토콜 I/O 장치는 시작 후 마스터를 인식하고 각 PROFINET, Modbus TCP 또는 EtherNet/IP 프로토콜에 자동으로 연결합니다. excom 이더넷은 이 표준의 이점을 활용하여 EtherNet/IP, PROFINET 또는 Modbus TCP를 지원하는 모든 제어 시스템과 즉시 연결하여 사용할 수 있습니다.

예: 

  • 지멘스
  • 하니웰
  • 로크웰
  • 요꼬가와
  • 에머슨
  • 숩콘
  • ABB

프로세스 산업의 이더넷 제품

아래 이미지 및 텍스트를 클릭하시면 프로세스 산업의 이더넷 제품을 확인하실 수 있습니다.

제품 바로보기 – excom 이더넷 게이트웨이 GEN-N

비방폭 지역 장착용 GEN-N (진회색)


제품 바로보기 – Excom 이더넷 게이트웨이 GEN-3G

2종 폭발 위험 장소에 장착하는 GEN-3G


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