Connect with us

미분류

필드 네트워크를 위한 AS-Interface 슬레이브(2) – 센서/액추에이터로의 커플링

Published

on

제조 자동화의 고도화에서 말초 신경계에 해당하는 최하위 필드 레벨에서의 개방형 네트워크인 AS-Interface 통신은 1994년 실용화된 이후 수백만개의 AS-I 디바이스들이 설치되어 검증받았고, 2000년 IEC 표준 인증 및 2006년 KS 표준으로 고시됐다. < 편집자 주>
AS-Interface 슬레이브는 마스터와의 주기 데이터 교환용 데이터 포트 및 파라미터 전송용 포트를 갖고 있어 우수한 연결성을 제공한다.
3. 인터페이스 1: 슬레이브의 센서/액추에이터 측면
지난호에 설명한 그림 3에 표시된 바와 같이, 슬레이브의 인터페이스 1은 4개의 데이터 포트를 갖는다. 이때, 이들 포트는 선택된 I/O 구성에 따라 입력 포트로서, 출력 포트로서 또는 양방향 통신을 위해 사용될 수 있다. 또한 출력 데이터가 존재하고 입력 데이터가 예측될 때 신호를 보내는 데이터 스트로브 출력도 제공된다.
액추에이터 슬레이브를 위해서는, 타임아웃 모니터(워치독이라 불리며, 슬레이브 IC에 통합됨)를 활성화 시키는 것이 권장된다. 만일, 타이밍 멤버가 작동하고 있는 동안, 어떠한 새로이 정확하게 수신된“데이터 요청”이 슬레이브 주소에 도착하면, 액추에이터는 워치독을 사용하여 시스템을 안전 상태로 유지할 수 있다. 이러한 타임아웃 모니터링은 다양한 오류 가능성, 즉 마스터 내의 하드웨어 고장, 전송 케이블 상의 간섭 또는 슬레이브 내 주소 소실 등의 발생 가능성을 사전에 차단한다. 따라서, 필요 시에 AS-Interface 시스템은 보안 부분을 강화하여 제작될 수 있다. 타임-아웃 기간은 40~100ms의 시간이 소요된다.
마스터와의 주기 데이터 교환을 위해 제공되는 데이터 포트 이외에도, (비주기형) 파라미터 출력에 대해 사용되는 부가적인 포트들도 출시되었다. 다시 여기서 새로운 파라미터 메시지가 도착했을 때, 부가적인 스트로브 출력이 이를 표시한다.
FID 입력은 주변장치 오류를 신호하는 데에 사용된다. 만약 슬레이브 기기가 오류(가령 외부 단락으로 인한 공급 전압 과부하)를 감지한다면, 이 입력은 로컬 이벤트를 표시하고, 상태 레지스터를 사용하여 이를 마스터에 보고하는 데에 사용될 수 있다. 이 마스터는 일련의 주변장치 오류 목록에서 해당 오류를 기입하여, 플래그 모음을 설정한다. 이 작업은 상황을 파악하고 그에 알맞은 적합한 측정(가령, 슬레이브를 재활성화하거나 오류를 오퍼레이터에 보고하는 것)을 하기 위해 마스터 또는 호스트 시스템에서 진행되는 오류 처리 순환 작업이다. 또한, 중대한 오류의 경우, 슬레이브 IC 상의 Reset 입력치가 활성화될 수 있다. 이때, 네트워크 구성 오류가 발생한다.
마지막으로, DC 전압은 Vout 포트 상의 연결 센서 또는 액추에이터에 제공되며, 이는 일반적으로 허용 범위 24V +10/-15%를 갖는다. AS-Interface 슬레이브 상의 새로운 단일한 상태 표시(그림 4)는 신속한 고장분석을 지원하며, 이로써 고장 횟수를 최소화한다.
4. 인터페이스 2: 슬레이브의 전송 측면
지난호(월간 아이씨엔 2007년 12월호 43p)에는 인터페이스 2 상의 AS-Interface 전송 시스템에 적용하는 광범위한 기술적 조건을 기술한 바 있다. 이로부터, 우리는 이 시스템에서 협력하여 참여하고자 하는 모든 슬레이브들은 마스터와 오류없이 통신하고 다른 슬레이브들 및 마스터 간의 통신을 방해하지 않기 위해 충족시켜야 하는 조건들을 이끌어 낼 수 있다.
전송 시스템은 슬레이브의 종단점에서 26.5V 내지 31.6V의 작동 전압을 제공한다.
슬레이브는 연결 센서 및/또는 액추에이터뿐만 아니라 자체 전자기기들을 공급하기 위해 종단점에서 AS-Interface 네트워크로부터 전류를 이끌어낼 수 있다. 슬레이브의 전류 이끌어냄(current draw)은 네트워크 내 모든 일반 조건들이 충족되는 한 기본적으로 무제한이다. 전원 공급 장치 상의 전류 부하량과 네트워크 내 전압 강하가 허용 가능한 값을 초과하지 않도록 설계하는 것은 사용자의 책임이다.
AS-Interface 전기기계는 전원이 공급되어 작동하는 동안 슬레이브의 연결과 차단이 가능하도록 설계되어 있다( “핫 스왑(hot swap)” 또는 “작동 중 끼워넣기(live insertion)”). 슬레이브 전자공학은 전력 상승 시 높은 전류 스파이크가 발생하지 않으며, 다른 슬레이브들과의 데이터 교환은 단지 몇 밀리초 동안만 중단된다. 이러한 특징은 시스템의 기동을 보다 손쉽게 만들며, 손상된 슬레이브들의 신속한 교체를 가능하게 한다.
AS+와 AS- 터미널 사이에 측정가능한 주파수에 대한 저항곡선은 상당히 중요하다. 그림 5는 저항 측정을 수행하는 데에 사용되는 AS-Interface 스테이션의 등가회로를 보여준다. 여기서 디바이스의 측정 결과는 해당 등가회로의 데이터로 변환되고 허용가능한 임피던스 한계와 비교된다. 단지 이런 조건이 충족될 때만, 데이터 통신의 전압 펄스가 약간 왜곡되고, 항상 어떤 토폴로지를 사용하는 AS-Interface 네트워크에서 수신기에 의해 신뢰성있게 파악되고 처리될 수 있다는 것이 보장된다.
AS-Interface는 대칭적으로 작동되는 무접지 시스템이다. 신호 왜곡을 방지하고 간섭을 효과적으로 방지하기 위해, 접지로의 스트레이 임피던스가 대칭적이고 일정한 한계치를 초과하지 않는 다는 것을 보장하도록 슬레이브에 주의를 기울여야 한다. 특히 슬레이브들을 개발할 때 이를 고려하여야 한다. 이로써, 사용자는 센서 및/또는 액추에이터들을 모듈로 연결시킬 때 제한받을 필요가 없게 된다. 적합한 필터 또는 옵터 커플러가 요청되는 한계치를 유지하는 것도 가능하게 한다. 정확한 한계치 뿐만 아니라 다양화를 위한 테스트 절차는 추후에 기술한다. 공인된 실험실에서의 표본 시험이 포함된 승인 과정을 통해 해당 조건들은 확실히 충족된다.
5. AS-Interface 슬레이브 IC
앞에서 기술된 슬레이브들의 임무를 효율적으로 수행할 수 있도록, 외부 컴포넌트에 대한 요구를 최소화 한 다양한 고집적 회로들이 개발되었다 (그림 6과 7).
IC 기기들은 공통적으로 40V의 구동전압한계를 지니는데, 그리하여 극성 반전 보호 다이오드(polarity reversal protection diode)가 AS-Interface 케이블에 직접 연결될 수 있다. 슬레이브들과 AS-Interface 케이블 사이에는 전기 절연이 전혀 사용되지 않는다.
해당 IC 들은 19V 내지 25.6V 사이의 전압을 최대 50mA의 전류로 공급하며, 이는 대다수 센서는 물론, 일부 액추에이터에도 충분하다. 회로가 공급할 수 있는것보다 많은 전류가 요구되어 전력 손실이 염려될 경우, 전류 증가분을 처리할 병렬 분기(parallel branch)가 도입될 수 있다. 내부 조정기를 안정화시키고 전압 강하를 짧은 시간 동안 분기하기 위한 버퍼로 작용하도록 캐패시터들이 사용된다.
하나의 수정 시계가 슬레이브 IC의 내부 클럭 빈도수를 결정하는데, 이는 최대 0.2%의 허용한계를 두고, 정상 값에서 벗어나는 것이 허용된다. 주소 및 확장 ID 코드 1을 저장하기 위해 비휘발성, 프로그래밍 가능 메모리가 대부분의 IC들에 내장되어 있다.
< 자료제공: AS-International Association>
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
Japan ITweek
네스트필드
  • 지멘스
  • 슈나이더 일렉트릭
  • 힐셔코리아
  • 비앤드알 산업자동화
  • HMS Anybus
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]