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[기고] 디지털 디퍼런스와 EtherNet/IP 표준 이더넷

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EtherNet/IP는 변형되지 않은 이더넷(Ethernet)의 툴과 기술을 사용하며 높은 성능과 네트워크 인텔리전스를 제공할 수 있도록 지속적인 진화를 거쳐왔다. IP는 현재의 글로벌 멀티미디어 정보와 커뮤니케이션 시스템을 지원하는 주요 프로토콜이다.

많은 단어들이 그렇듯, ‘네트워크’와 ‘프로토콜’은 문맥에 따라 여러 의미를 지닌다. 예를들어 대인 관계의 네트워크와 철도의 네트워크는 그 의미에 상당한 차이가 있다. 메리엄 웹스터 사전은 디지털 커뮤니케이션의 시대라는 문맥에서 네트워크를 “커뮤니케이션 라인에 연결된 컴퓨터, 주변기기, 터미널, 데이터베이스로 구성된 시스템”이라고 정의한다. 세계에서 가장 널리 사용되는 컴퓨팅 네트워크는 IEEE 802.3 규약으로 표준화된 이더넷이다. LAN으로 연결된 전세계의 PC와 워크스테이션의 85% 이상이 모든 운영체제에서 전자 기기의 원활한 네트워킹을 가능하게 하는 표준 이더넷을 사용한다.

디지털 커뮤니케이션 시대라는 문맥에서 프로토콜은 메리엄 웹스터 사전의 정의보다는 좀 더 긴 설명이 필요하다. “컴퓨터들이 서로 정보를 교환하려면 정보가 어떤 구조로 되어 있어야 하고 어떤 쪽이 보내고 받는지를 정한 사전 규약이 있어야 한다. 예를 들어 프로토콜이 존재하지 않는다면 송신 컴퓨터는 데이터를 8비트 패킷으로 보내는데 수신 컴퓨터는 데이터가 16비트 패킷이라고 생각할 수 있기 때문이다.” 프로토콜은 IEEE와 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(IETF)와 같은 국제 또는 산업 기관에 의해 정의된다.

로크웰 오토메이션의 비즈니스 개발 관리자인 Paul Brooks의 정의에 따르면, 결국 가장 중요하고 강력한 기술 표준은 인터넷 프로토콜 (IP)이라고 설명한다. 전세계 디지털 개발자의 거의 대부분이 정보 처리와 작업 관리의 지속적인 진보를 위해 IP를 사용하고 있다.

IP는 현재의 글로벌 멀티미디어 정보와 커뮤니케이션 시스템을 지원하는 주요 프로토콜이다. 개방형 아키텍처 네트워크 환경, 주로 표준 이더넷을 사용하는 IP는 광범위한 전자 커뮤니케이션 장치의 발명과 상호운용성을 가능하게 해 주었다.

IP: 프로토콜의 강자
IP는 서로 다른 장치들이 하나의 네트워크 상에 공존하며 정보 교환을 할 수 있게 해주는 공용 전자 언어를 제공한다. IP는 데이터를 공통된 디지털 구조로 체계화하여 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어에서 휴대폰 및 스마트폰에 이르기까지 모든 장치들이 상호작용하고 인터넷에 연결될 수 있도록 해 준다.

IP가 종종 TCP/IP 프로토콜의 일부로 인식되긴 하지만(TCP는 통신 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol)의 약자) IP는 두 프로토콜 중 절대 강자이다. IP는 주소 할당, 패킷 처리, 라우팅과 같은 핵심 네트워크 기능을 구현하며, 수 많은 애플리케이션과 다른 TCP/IP 프로토콜을 구축하는데 기반이 된다.

IP는 개방 시스템 상호접속(OSI) 참조 모델의 네트워크 계층(Layer 3)에서 기능을 수행한다. 이는 IP가 IEEE 802.3에 의해 정의된 물리적 데이터 링크 계층, 즉 이더넷 상에서 실행됨을 의미한다.

TCP/IP와 IP는 공식적인 표준으로 인증이 되었을 뿐 아니라 일부 산업 자동화 경우를 제외하고 거의 모든 곳에서 함께 사용된다. 전통적으로 많은 제조업체들은 생산 현장 자동화를 위해서는 특별히 구축된 전용 사설 네트워크를 사용하고, 기업의 다른 커뮤니케이션을 위해서는 변경되지 않은 표준 이더넷을 사용해왔다.

EtherNet/IP

EtherNet/IP는 실시간 통신을 보장하며 IEEE 802.3 표준 및 IETF의 TCP/IP 프로토콜을 준수한다. 표준 Ethernet과 TCP/IP 기술을 사용하지 않는 제조업체들은 특별한 하드웨어나 프로토콜 게이트웨이 장치 없이는 공장의 네트워크를 나머지 IT 인프라에 효과적으로 연결할 수 없다. 그러한 애드온 기술은 네트워크 소유주의 비용과 복잡성을 증가시킨다. (출처. 로크웰오토메이션)

Brooks는 이로 인해 공장/현장 전반의 운영과 전체적인 IT 인프라 간에 디지털 격차가 생겨 제조 영역에서 자동화가 고립되는 결과가 발생했다고 말한다. 생산 현장에 변경되지 않은 표준 이더넷이 없으면 많은 산업 자동화 기업들은 높은 수준의 프로토콜은 물론 파일 전송을 위한 FTP, 이메일 전송을 위한 SMTP, 웹 브라우징을 위한 HTTP, 음성 전화 전송을 위한 VoIP 등 이들이 지원하는 광대한 기능을 쉽게 활용할 수가 없다.

이에 못지않게 중요한 사실은 혁신적인 네트워크 보안 장치의 대부분이 IP를 사용하도록 설계된다는 점이다. Cisco는 글로벌 사이버 보안에 대한 투자가 2016년에는 $860억을 넘을 것으로 예상하고 있으며, 영국의 국가 감사원(National Audit Office)은 엔터프라이즈 수준에서 감행된 공격의 80%는 상업화된 기술을 구현함으로써 방지될 수 있었다고 믿는다.

일부 프로토콜은 공통 산업 프로토콜(CIP)처럼 산업 애플리케이션들을 위해 특별히 개발되었다. 여기에는 제어, 안전, 동기화, 모션, 프로세스, 구성, 정보 등 다양한 산업 자동화 애플리케이션을 위한 포괄적인 메시지와 서비스 패키지가 포함된다. 이더넷은 단순한 통신 메커니즘이 아니라 진정으로 상호운용이 가능한 커뮤니케이션을 가능하게 해주는 상위 계층 프로토콜이라는 사실을 기억할 필요가 있다. 그렇기 때문에 CIP는 공장 또는 현장 네트워크의 인프라 전반에 통합된 커뮤니케이션 아키텍처를 제공한다.

‘표준 이더넷’이냐! ‘이더넷 기반’이냐?
왜 모든 자동화 기업이 표준 이더넷이 활성화된 IP를 도입하지 않았을까? 이유는 다양하다. 그러나 대체적으로 생산현장의 환경이 일반 사무실 환경 보다 좀 거칠고 험하기 때문에 네트워크의 필요조건이 다르다는 사실에서 그 이유를 찾아볼 수 있다.

Brooks는 현장의 컨트롤러는 파일이나 프린터에 액세스하는 것이 아니라 컨트롤러와 드라이브 시스템, 운영자 워크스테이션, 그리고 I/O 장치에 내장된 데이터에 액세스해야 하기 때문이라고 설명한다. 게다가 현장의 데이터 커뮤니케이션은 실시간이거나 거의 실시간에 가깝다.

또한 과거에는 표준 이더넷 장비와 배선이 대부분의 생산 현장에서 볼 수 있는 험한 환경을 견뎌낼 수 있을 만큼 견고하고 튼튼한 ‘산업용’ 수준의 내구성을 지니지 못했다. 이러한 문제는 변형되지 않은 이더넷과 IP, 그리고 CIP를 결합한 EtherNet/IP™의 개발과 같은 기술의 진보로 해결이 가능해졌다. 또한 입증된 하드웨어, 견고한 배선 및 기타 장비는 이더넷에 대한 일부의 의구심을 해소하기 충분했다.

그러나 일부 제조업체들은 여전히 과거의 전용 사설 네트워크에 매어 있거나, ‘이더넷(Ethernet) 기반’ 기술이 변형되지 않은 표준 이더넷과 동일하다는 공급업체들의 주장을 굳건히 믿고 있다.

이러한 주장은 사실과 다르다.

IEEE 802.3의 파생 프로토콜, 특히 TCP/IP에는 동일한 기능이 포함되지 않는 경우가 대부분이다. 일례로 표준 이더넷과 TCP/IP 기술을 사용하지 않는 제조업체들은 특별한 하드웨어나 프로토콜 게이트웨이 장치 없이는 공장의 네트워크를 나머지 IT 인프라에 효과적으로 연결할 수 없다. 그러한 애드온 기술은 네트워크 소유주의 비용과 복잡성을 증가시킨다. 이러한 추가적인 아이템들은 또한 새로운 시스템 구성 작업을 요구하거나 고장을 야기한다. 게다가 소수의 공급업체나 기술자에 의존해야 하는 상황이 발생한다.

끊김없다(Seamless)라는 것은 과연 무엇을 의미할까? 계층 2 LAN 또는 계층 3 서브넷의 외부로 실시간 라우팅을 할 수 있는 능력을 말한다. 다른 말로 하면 데이터 매핑이 불필요하다는 것이다.

EtherNet/IP = IEEE.802.3 + IP + CIP

EtherNet/IP를 산업 네트워크로 사용하는 제조업체들은 공장 전반에서 정보를 끊김없이 원활하게 공유할 수 있다. EtherNet/IP가 진정한 IEEE 802.3 표준인 탓이다. 또한 EtherNet/IP는 무선 표준인 802.11에 부합한다.

EtherNet/IP는 변형되지 않은 이더넷의 툴과 기술을 사용하며 높은 성능과 네트워크 인텔리전스를 제공할 수 있도록 지속적인 진화를 거쳐왔다. 속도도 10 Mbps에서 100 Mbps로, 다시 1 gig에서 그 이상으로 빨라졌다.

한편 엔지니어링의 개선으로 인해 EtherNet/IP는 생산 현장 제어, 모션, 프로세스 및 안전 애플리케이션이 융합된 다양한 분야를 위한 플랫폼이 되었다. 그래서 EtherNet/IP는 기업이 비용이 많이 드는 생산 현장 전용의 폐쇄형 네트워크로부터 벗어나 비용을 절감할 수 있게 해 준다.

EtherNet/IP는 사용자들에게 산업 애플리케이션에 표준 Ethernet 기술을 구현하는데 필요한 다양한 도구를 제공한다. 그 결과 언제 어디서나 성능과 데이터 확보가 가능해 진다.

그 뿐만이 아니다. EtherNet/IP는 인터넷 기술과 유사하여 사용자는 보다 쉽고 빠르게 네트워크에 연결된 시스템의 작동법을 익힐 수 있다. 또한 별도의 네트워크 없이 엔지니어들이 더 쉽고 신속하게 기계를 공장에 통합할 수 있기 때문에 시동 비용이 획기적으로 줄어든다.

현재 전세계의 300여 공급업체들이 광범위한 EtherNet/IP 제품군을 제공한다. EtherNet/IP는 또한 시장에서 구입이 가능한 모든 상용 표준 이더넷 장치와 개방적으로 사용할 수 있으며 표준 PC와 부속기기를 통해 쉽게 지원이 가능하다.

EtherNet/IP는 사용자들이 현재는 물론 미래에도 인터넷 프로토콜(IP)의 역량을 산업분야에서 최대한 활용할 수 있도록 해 준다.

글_ 로크웰 오토메이션 코리아

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스마트공장

로크웰오토메이션, 사람과 기계의 결합.. ‘인간의 가능성 확장’ 제시

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로크웰 오토메이션의 회장 겸 CEO 블레이크 모렛

로크웰오토메이션(Rockwell Automation)이 자사 및 협력업체가 함께 개최하는 연례행사인 ‘오토메이션 페어(Automation Fair)’에서 새로운 비전으로 인간의 상상력과 기계의 지능 결합을 통한 ‘인간의 가능성 확장(Expanding Human Possibility)’을 발표했다.

오토메이션페어는 지난 11월 15일부터 나흘간 필라델피아의 펜실베니어 컨벤션센터에서 로크웰오토메이션과 파트너네트워크(PartnerNetwork) 회원사들이 전세계 수천명의 제조업계 리더들을 대상으로 개최하는 행사다. 또한 오토메이션페어에서는 최신 기술을 체험하고 사이버보안, 여성 리더십, 기술격차, STEM 등 최근 제조업 환경에 영향을 미치는 업계 트렌드를 논의하는 자리로 마련된다.

로크웰 오토메이션의 회장 겸 CEO 블레이크 모렛

로크웰 오토메이션의 회장 겸 CEO 블레이크 모렛이 커넥티드 기업에 생명을 불어 넣고 제조 업체가 인력, 기계 및 데이터를 비즈니스 전반에 걸쳐 연결하여 인간의 가능성을 확장함으로써보다 효과적이고 생산적으로 될 수 있도록 돕겠다는 비전을 발표했다.

오토메이션페어 첫날인 14일 개막기조연설을 통해 공개된 이 브랜드 비전은 커넥티드 엔터프라이즈(The Connected Enterprise)를 구현을 강조하며 사람들과 기계, 데이터를 기업전반에 연결함으로써 제조업체들이 더욱 효율적이고 생산적으로 변화하는 방법에 중점을 둔 것이 특징이다.

블레이크 모렛(Blake Moret) 로크웰오토메이션 회장 겸 CEO는 “새로운 로크웰오토메이션 브랜드는 첨단 제조업에서 사람들이 수행하는 중심역할을 강조하며 성능을 극대화하고 혁신을 앞당기며 성장을 견인하는 방법에 중점을 둔다. 오토메이션 페어에서 우리 파트너들과 함께 우리는 커넥티드 엔터프라이즈를 구현할 방법을 시연하고 고객들에게 더욱 효율적이고 민첩하며 생산적인 기업을 만들 수 있는 능력을 제공한다”고 말했다.

박은주 기자 news@icnweb.co.kr

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산업용사물인터넷

ST마이크로일렉트로닉스, 산업용사물인터넷 전력선 통신 솔루션 출시

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G3-PLC CENELEC B 인증 프로토콜 스택을 갖춘 최초의 전력선 통신(PLC: Powerline-Communication) 솔루션 ST8500

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 스마트 시티, 가로등, 재생 에너지 관리, 스마트 철도 터널 및 스테이션과 같은 산업용 애플리케이션을 목표로 G3-PLC CENELEC B 인증 프로토콜 스택을 갖춘 최초의 전력선 통신(PLC: Powerline-Communication) 솔루션 ST8500을 출시했다고 밝혔다.

ST8500은 모든 G3-PLC 표준과 주파수 대역을 처리하는 것은 물론, CENELEC 및 FCC 대역의 PRIME 1.3.6에서 PRIME 1.4까지의 모든 PRIME 표준에 인증된 라이브러리를 제공한다. 각 스택은 모든 애플리케이션 도메인에서 우수한 네트워크 커버리지를 보장하는 고성능 라우팅 알고리즘을 갖추고 있다.

스마트 계량 및 산업 분야의 주요 고객들이 ST8500을 기반으로 개발한 새로운 제품들이 11월 6일에서 8일까지 오스트리아 비엔나의 메세 빈(Messe Wien)에서 열린 유러피안 유틸리티 위크(European Utility Week) ST 부스에서 전시됐다.

G3-PLC CENELEC B 인증 프로토콜 스택을 갖춘 최초의 전력선 통신(PLC: Powerline-Communication) 솔루션 ST8500

G3-PLC CENELEC B 인증 프로토콜 스택을 갖춘 최초의 전력선 통신(PLC: Powerline-Communication) 솔루션 ST8500

ST8500은 서로 다른 PLC 표준의 변조 및 코딩 방식을 처리하는 전용 실시간 엔진과 상위 레이어 프로세싱 및 시스템 관리를 위한 전력 효율적인 Arm® Cortex®-M4F 코어를 포함하고 있고 전체 프로그래밍이 가능하기 때문에 제조업체들이 하드웨어 플랫폼 하나로 여러 시장 및 지역에 대응하고 현장에서 원격 업데이트를 하는 방식으로 미래가 검증된 자산 구축을 가능하게 한다.

또한 AES 암호화 엔진 등 스마트 에너지 애플리케이션을 위한 전용 주변장치들도 통합되었다. 수신 모드에서 100mW 미만의 전력을 소모하기 때문에 그리드 부하를 최소화 해서 가장 엄격한 산업 규격을 충족시켜야 하는 새로운 스마트 계량기에 적합하다.

ST는 “이번에 출시한 ST8500 솔루션은 완벽한 AFE(Analog Front End) 온칩으로,  ST의 STLD1 라인 드라이버와 직접 연결이 가능해 현재 시장에서 가장 완벽한 단일 벤더 기반 전력선 트랜시버 솔루션을 구현할 수 있다.”며, “STLD1은 단일 종단에서 18V 또는 차동(differential) 모드에서 36V에 이르는 넓은 출력 범위에 걸쳐 뛰어난 드라이브 성능과 우수한 선형성을 갖추고 있어 잡음이 많은 케이블에서도 안정적인 통신을 보장한다.”고 밝혔다.

이 두개의 칩 세트는 스마트 그리드 및 IoT 애플리케이션에서 동급 최강의 성능과 초저전력 소모, 유연성, 비용 효율적인 커넥티비티를 제공한다.

또한, 20년 이상 전력선 통신 시장을 주도해 온 ST는 G3-PLC, PRIME, 및 M&M(Meters and More)을 비롯한 모든 주요 PLC 프로토콜 협회의 핵심 회원사이며, 스마트 계량기 애플리케이션을 위해 약 1억개의 전력선 모뎀 IC를 공급해 왔다고 밝혔다.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

 

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스마트공장

알에스오토메이션, 이더캣기반 모션 및 제어 시스템 발표… 2018 솔루션 데이 개최

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알에스오토메이션 2018 솔루션 데이

알에스오토메이션(대표 강덕현)은 지난 11월 7일 평택 본사에서 고객사와 파트너사 관계자를 대상으로 ‘2018 솔루션 데이’ 행사를 갖고, 스마트팩토리 구축을 위한 이더캣(EtherCAT) 실시간 통신 기반의 더욱 업데이트된 모션 및 제어 솔루션들을 선보였다.

알에스오토메이션이 연례 행사로 개최하고 있는 알에스오토메이션 솔루션 데이는 올해로 세 번째를 맞이했으며, 평택 본사에서 열린 행사에는 170여 명의 국내외 고객과 파트너사 담당자들이 참여해 실시간 통신 및 네트워크 기반 제품과 솔루션에 큰 관심을 보였다.

알에스오토메이션 2018 솔루션 데이

알에스오토메이션 2018 솔루션 데이

이날 알에스오토메이션이 선보인 제품 및 솔루션으로는 ‘이더캣(EtherCAT) 통신 기반의 분산 제어 솔루션, 모션 및 로봇 제어 솔루션’이 대표적이다. 또한 다양한 현장 기기들과의 유연한 호환성 제공과 통합을 위한 ‘타사 제품과의 호환 및 조합 솔루션’, 모션 및 로봇제어기를 위한 ‘스마트 튜닝(Smart Tuning) 솔루션’, 그리고 정확한 모션 시스템 센싱을 위한 ‘엔코더 솔루션’ 등으로 제품 라인을 확대했다.

강덕현 알에스오토메이션 대표는 국내외 로봇 시장의 컨트롤러, 드라이브, 엔코더 각 분야에서 매출처 다각화를 위해 다양한 방법을 모색하고 있다고 밝히고, “지속적인 신제품 출시를 통한 다양한 제품 라인업을 경쟁력으로 내세워 마케팅을 더욱 강화해 시장점유율을 끌어올릴 계획”이라고 말했다.

알에스오토메이션은 올해 하반기 이후 중국, 대만, 터키를 비롯한 글로벌 시장 공략을 위한 각종 국내외 전시회 및 로드쇼에서 브랜드 및 제품 홍보에 적극 나서고 있다. 중국에서는 선전 공장 자동화 전시회(IAMD2018)와 광저우의 국제 자동화 전시회에 참여해 중국 진출 가능성을 타진했다. 지난 10월에는 국내 모션 컨트롤 전시회에 참여했다. 또한 대만과 터키 이스탄불, 이즈미르에서도 관심 기업 및 기존 고객을 초청해 진행한 로드쇼를 성공적으로 마쳤다. 유럽지역 시장 진출을 위한 독일에서의 관련 전시회에도 적극 참여하고 있는 중이다.

알에스오토메이션은 2002년 삼성전자 생산기술센터 제어기기사업부에서 미국계 자동화시스템 업체인 로크웰오토메이션코리아로 인수합병되어 로크웰삼성오토메이션을 거쳐, 로크웰오토메이션코리아에서 모터드라이브 및 로봇 제어기 전문 컴포넌트 관련 OEMax라는 신규 컴포넌트 전문 브랜드로 유지했다. 2010년 다시 로크웰오토메이션으로부터 분사독립했으며, 2017년 8월 코스닥 상장(140670) 이후로 로봇/모션 및 에너지라는 2개 전략 비즈니스를 통해 스마트공장 구축과 에너지 솔루션을 통해 성장을 지속중이다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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