Connect with us

미분류

이 기종간 통신 통합의 선두 주자, CIP(Common Industrial Protocol) 기반의 네트워크(1)

Published

on

공장 자동화 및 산업IT 분야에서 산업통신망의 중요성이 부각되고 있는 요즘, 그간 산업 현장 엔지니어들의 가장 큰 고민거리였던 이 기종 기기간의 완벽한 통합을 실현할 수 있는 솔루션이 지난해 3월 서울 삼성동 코엑스에서 개최된 ‘AIMEX 국제 자동화 종합 전시회’에서 소개되어 화제다.
ODVA TAG 코리아(회장 강덕현)는 Aimex 전시회에서 EtherNet/IP를 이용하여 산업 현장의 필드 기기로부터 디바이스, 컨트롤러에 이르기까지의 통합 정보망을 구축하여 선보였다. ODVA의 회원사인 로크웰오토메이션, 오므론(콘트론), SMC, AC&T, 크레비스, 바이드뮬러 등은 기존 전시회 및 세미나에서 보여주었던 업체별로 자사가 제공하는 독자적인 데모 수준의 전시 차원에서 탈피하여, EtherNet/IP를 지원하는 각 사의 주요 제품들을 상호 연결 통합하여 과감하게 이 기종 기기간 통합 네트워크를 구현했다.
EtherNet/IP라는 산업용 이더넷 프로토콜을 통해 산업 자동화 현장에 존재하는 메이커가 서로 다른 각종 센서 액추에이터 등의 필드 기기로부터 디바이스, 컨트롤러에 이르기까지의 각종 생산 정보들을 통합하고, 이를 다시 상위의 ERP 시스템과 통합함으로써 언제 어디서나 끊김 없는(Seamless)통신이 가능하다. ODVA 코리아 강덕현 회장은 “국내에서는 처음으로 시도된 이 기종 기기간 통합 네트워크 구현은 ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)가 제공하는 EtherNet/IP, DeviceNet, CompoNet 등의 통신망을 공통 산업 프로토콜이라 할 수 있는 CIP(Common Industrial Protocol) 기술을 통해 가능했다”고 말하고, “이는 개방성과 확장성에서 선도적이다”라고 밝혔다.
국내에서도 GM대우 및 삼성전자LCD 등 대규모 수요업체가 산업용 이더넷 통신망으로 EtherNet/IP를 채용키로 하는 기술 로드맵 마련으로 자동차 및 LCD 장비 관련 업체들의 관심이 집중되고 있는 가운데 완전한 디지털 공장을 실현할 수 있는 최신 기술인 EtherNet/IP 기술을 소개한다.
이더넷 기반의 CIP (Common Industrial Protocol)
지난 2004년 ISO 15745 국제 표준 중 하나로 채택된 EtherNet/IP이 탄생된 것은 2001년이다. EtherNet/IP는 오늘날 공장 자동화를 위해 이용할 수 있는 가장 발전되고 입증된 완벽한 산업용 이더넷 네트워크 솔루션으로 평가 받고 있다. EtherNet/IP는 상위 계층에 있는 Common Industrial Protocol(CIP)을 실행하는 네트워크 중 하나다. CIP는 제어(control), 보안(safety), 동기화(synchronization), 동작(motion), 구성(configuration), 정보(Information)를 포함한 다양한 공장 자동화 애플리케이션을 위해 종합적인 메시지와 서비스를 포함한 것을 말한다.
이는 전세계 수 백 개의 벤더(vendor)들이 지지하는 미디어 독립 형 프로토콜로서, CIP는 사용자들에게 제조 기업 전체적으로 통합 커뮤니케이션 아키텍처(unified communication architecture)를 제공한다. 독립된 미디어와 함께 각 응용 시스템에 가장 잘 맞는 CIP의 네트워크를 선택할 수 있다. EtherNet/IP는 CIP를 이더넷 기술에 적용 시킨 통신 망이다. 여기 사용 되고 있는 대다수의 LAN(근거리 통신망)과 WAN(원거리 통신망)아키텍처에서 사용하는 것과 동일한 계층의 네트워크를 사용한다.
이러한 아키텍처는 컴퓨터와 컴퓨터, 컴퓨터와 주변 장치를 연결시키고, 기업에 운용방식을 연계하거나 사용자들에게 웹 기반 애플리케이션의 접속을 제공한다. 이더넷은 전세계적으로 수 십억 노드 내에 설치되어 IP 주소를 기본적으로 가지고 있다. 이렇게 이미 입증된 상업용 기술을 바탕으로 규모를 확대해감으로써 EtherNet/IP는 언제, 어디서나 인터넷과 기업을 끊김없이(Seamless)연결하여 데이터를 이용할 수 있게 하면서 유저들에게는 제조에 따르는 응용 성을 만족 시켜주기 위해 표준 이더넷 도구를 제공한다.
EtherNet/IP는 공장 자동화 애플리케이션을 위해 다음의 여러 가지 장점을 제공한다.
* 완벽한 생산자-고객 서비스를 통해 단일 네트워크 상에서 지능형 장치(intelligent devices)로부터 동시에 데이터를 통제하고 설정하고 수집할 수 있다. 또는 다중의 분산된(multiple distributed) CIP Networks의 기간(基幹-backbone)망으로서 단일 네트워크를 사용할 수 있다.
* HTTP, FTP, SNMP, DHCP 같은 표준 인터넷 프로토콜, OPC 같은 데이터 접속과 교환을 위한 표준 산업용 프로토콜과의 호환성을 갖는다.
* IEEE 이더넷 표준을 준수함으로써 사용자들은 네트워크 인터페이스 속도를 10, 100 mbps와 1Gbps 중에서 선택할 수 있고 유연한 네트워크를 가질 수 있다.
* 산업적으로 등급을 받은 장치를 위한 옵션-IP67 등급을 받은 연결 장치(RJ45 또는 M12)를 모듈에 결합시키고, 사용 편의를 위해 네트워크 상태의 LED가 붙은 장치와 결합 할 수 있도록 하였다.
EtherNet/IP
다른 CIP Networks와 마찬가지로 EtherNet/IP는 Open Systems Interconnection (OSI)를 따르는데, 이는 물리(physical), 데이터링크(data link), 네트워크(network), 전송(transport), 세션(session), 프리젠테이션(presentation), 애플리케이션(application)의 7개 계층에서 네트워크 프로토콜을 실행하기 위한 프레임워크를 정의한다. 이 모델을 따르는 네트워크들은 애플리케이션이나 유저 인터페이스 계층을 통한 물리적 실행부터 완벽한 네트워크 기능성을 정의하고 있다. 모든 CIP Networks와 마찬가지로, EtherNet/IP는 세션 계층 이상에서 CIP를 실행하고, 트랜스포트 계층 이하에서 CIP를 특정 EtherNet/IP 기술에 적응시킨다. 이러한 네트워크 아키텍처는 그림 1에 나와 있다.
이더넷은 능동적인 인프라를 가진 네트워크로 독특한 특징을 가지고 있다. 연결될 수 있는 장치의 수와 연결될 수 있는 방법을 제한하는 수동적인 인프라를 가지고 있는 전형적인 장치, 컨트롤 레벨 네트워크와 달리, EtherNet/IP 네트워크 인프라는 point-to-point 노드의 수를 무제한으로 수용할 수 있으며, 미래에 이용성이 쉽고 싼 가격에 효율적으로 확장을 할 수 있게 해준다. 또 유저에게 뛰어난 유연성을 제공하는 것이 그 특징이다.
EtherNet/IP는 구성(configuration) 및 제어(control)를 위해 단일 연결 지점만을 요구한다. 이는 EtherNet/IP가 적시/적기에 제어(control) 데이터를 포함하는 I/O(또는 암시적) 메시지와 데이터 필드가 프로토콜의 정보와 서비스 수행을 위한 지시를 담고 있는 명시적 메시지 둘 다를 지원하기 때문이다. 또한, 다중 커뮤니케이션 계층과 메시지 우선순위를 지원하는 생산자-소비자 네트워크로서, EtherNet/IP는 소스-목적지(source-destination)모델 기반의 장치 네트워크보다 효율적으로 대역폭을 사용할 수 있게 해준다. EtherNet/IP 시스템은 peer-to-peer 커뮤니케이션을 사용하여 마스터/슬래이브(master/slave)제어 아키텍처 또는 분산 제어 아키텍처에서 운영하도록 설정할 수 있게 되어 있다.
물리 계층 (Physical Layer)
EtherNet/IP는 물리 계층과 데이터링크 계층에서 표준 IEEE 802.3 기술을 사용한다. 이 표준은 물리적 매체(physical media)를 위한 사양을 제공하고, 장치들 사이의 데이터 패킷을 움직이기 위한 단순한 프레임 포멧을 규정하며, 아울러 두 장치들이 하나의 데이터 채널을 동시에 사용하려고 할 때 네트워크 장치들이 어떻게 반응할지를 결정하기 위한 규칙 세트를 제공한다. 이는 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)이라고 알려져 있다. 능동적인 인프라를 가진 네트워크로서 EtherNet/IP는 Star configuration에서 point-to-point결선으로 구성된 일련의 네트워크를 사용하여 설정한다. 이 네트워크 토폴로지의 핵심은 앞서 언급했듯이 point-to-point 노드를 무제한으로 수용할 수 있는 이더넷 계층 2와 계층 3의 상호접속이다.
대부분의 제조사들은 매우 다양한 길이로 미리 만들어진 케이블이나 맞춤형 “patch” 케이블을 제공한다. 각각의 스위치가 하나의 기계를 분리하거나 한 기계의 주요 부분을 분리하는 스위치의 백 본(backbone)은 100Mbps-fiber optic cable(광섬유 케이블)과 연결된다. 스위치의 다른 포트들은 연선(twisted pair) 케이블이나 섬유 케이블(fiber cable)을 이용하여 기계나 제조 공정의 그 부분을 위한 컨트롤 장치에 연결할 수 있다. 더 높은 단계에서, EtherNet/IP 네트워크들은 분리되거나(기업 네트워크에 직접적으로 연결되지 않음) 분리되지 않는데, 이는 네트워크가 기업 네트워크에 연결되거나 통합된다는 것을 의미한다.
수행 요건을 기반으로, 하이 노이즈 애플리케이션 (high-noise application) 또는 고압 세척 IP67 등급 (high-pressure washdown IP67 ratings)이 요구되는 산업 애플리케이션에서 신뢰도를 개선하기 위해 사용자들은 물리 계층의 옵션을 실행했던 산업용 EtherNet/IP 제품 또는 COTS 제품을 지정할 수 있다. 또한 제조 애플리케이션에서는 신뢰도를 위해 CAT 5E 이더넷 케이블을 권장한다. 이 케이블은 더 큰 노이즈에 견디고 열악한 산업 환경에 따른 안전장치를 제공한다. 구리 선을 위해 봉인하거나 봉인하지 않은 RJ45 커넥터, 광섬유 케이블을 위한 SC, ST 또는 MTRJ 커넥터뿐만 아니라 구리(차폐 또는 비차폐 연선)와 섬유 케이블 옵션을 이용할 수도 있다.
데이터링크 계층 (Data Link Layer)
IEEE의 802.3 사양 역시 EtherNet/IP 데이터링크 계층 상에 있는 장치에서 장치로 데이터 패킷을 전송하기 위해 사용되는 표준이다. 이더넷은 네트워크 장치들이 하나의 공통 버스(버스 케이블)를 어떻게 공유하는지, 그리고 그들이 데이터 충돌을 어떻게 발견하고 대응하는지를 결정하는 CSMA/CD media access mechanism(매체 접근 메커니즘)을 이용한다. 이더넷은 원래 half-duplex 모드 운영방식으로 진행하였다. 즉 하나의 노드가 데이터를 전송하거나 받을 수 있었다. 그러나 이것은 두 가지를 동시에 할 수는 없으므로 데이터 병목(data traffic jam)현상이 야기되었다. 이는 적시 컨트롤 애플리케이션(time-critical control application)에서는 허용되지 않는다. 이제는 full-duplex 이더넷을 이용하여, 네트워크 장치들이 이더넷 데이터 패킷을 동시에 주고 받을 수 있게 되었다. 이는 이더넷의 여러 가지 기술적 진보중의 하나로서, 끊임없이 늘어만 가는 수를 제조 애플리케이션에서 이더넷을 사용할 수 있도록 발전시킨 것이다.
IEEE 802.3 사양의 Media Access Control (MAC) 프로토콜은 장치들이 실제로 이더넷 네트워크 상에서 “통신(talk)”을 허가하는 것이다. 각 장치(device)는 고유성을 유지하기 위해 IEEE와 제품 제작사가 규정한 6바이트 수로 구성된 고유의 MAC 주소를 가지고 있다. 이 MAC 주소는 어떤 노드가 프레임을 보냈는지를 가리키기 위해 그 프레임의 소스-어드레스(SA)필드에서 사용되고, 그 프레임의 목적지를 가리키기 위해 destination address (DA)필드에서 사용된다. DA필드에서 첫 번째 비트를 “1”로 설정하는 것은 복수의 목적지를 위한 데이터 패킷을 가리키고, 이더넷 노드가 여러 목적지로 퍼트리기 위해 단일 데이터 패킷을 전송할 수 있게 한다.
단일한 프레임의 산업용 EtherNet/IP는 애플리케이션 요건에 따라 1,500 바이트의 데이터까지 담을 수 있다. 높은 데이터 용량을 가진 실시간 제어 덕분에 이더넷은 대단히 인기가 있으며, 더 작고 비용이 적게 드는 장치를 써서 더 많은 정보를 담을 수 있게 된 것이다.
아이씨엔 매거진 2008년 01월호

Continue Reading
Advertisement
Click to comment

댓글 남기기

미분류

힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

Published

on

힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

Continue Reading

Featured

[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

Published

on

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

Continue Reading

미분류

2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

Published

on

인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

Continue Reading

배너광고

Power Electronics Mag
스마트공장 자동화 산업전
CC-Link / CC-Link IE 개발자 세미나 (부산)
네스트필드
  • HMS Anybus
  • 힐셔코리아
  • 지멘스
  • 슈나이더 일렉트릭
  • 비앤드알 산업자동화
eBook 보기

책 판매대

SPS 2018
물류기술 매거진
Advertisement

Trending

© Copyright 2006-2018 아이씨엔미래기술센터 All Rights Reserved.
tel. 0505-379-1234, fax. 0505-379-5678 | e-mail. icn@icnweb.co.kr | Powered by WordPress Flex Mag Theme. Theme by MVP.
Address: 57-25 4F, Changcheon-dong, Seodaemun-gu, Seoul, 03789, Korea
주소: 서울특별시 서대문구 연세로5나길 10 (창천동, 4층)
업체명: 아이씨엔, 사업자등록번호: 206-11-69466, 통신판매업신고증: 2009-서울서대문-0373호
기사제보 : news@icnweb.co.kr 반론청구 : oseam@icnweb.co.kr

아이씨엔의 모든 콘텐츠는 저작권법의 보호를 받습니다. 이의 일부 또는 전부를 무단 사용하는 것은 저작권법에 저촉되며, 법적 제재를 받을 수 있습니다.


[[클린 광고 선언]]
아이씨엔매거진은 어떠한 경우에도 성인, 성형, 사채, 폭력, 투기, 악성SW 및 환경파괴(원자력 포함) 관련 광고는 게시하지 않습니다.
[광고 신고: oseam@icnweb.co.kr]