[스터디 노트 01] 스마트 제조에서의 필드버스 기술(2)

필드버스 기술은 산업 자동화 시스템 현대화의 핵심 구성 요소로, 공장 현장에서 다양한 디바이스 장치와 시스템 간의 통신이 가능하다. 이는 현재 제4차 산업혁명과 함께 핵심 이슈가 되고 있는 스마트제조 구축을 위한 디지털화의 기반을 달성할 수 있도록 했다. 이에 필드버스 기술의 역사, 주요 기능 및 업계의 현재 상황을 포함하여 필드버스 기술의 기본 사항에 대한 개요를 정리한다.

필드버스와 4-20mA 디바이스의 비교

필드버스(Fieldbus)와 4-20mA 디바이스는 산업 자동화에서 사용되는 네트워크 디바이스의 종류라 할 수 있습니다.

4-20mA 디바이스는 일반적으로 구성이 간단하고, 설치 및 유지보수가 쉽다는 장점이 있습니다. 또한, 전압 전류 변환기를 사용하지 않기 때문에 전원 손실이 적다는 장점이 있으나, 전송 속도가 느리고, 전송 거리도 제한적이다는 단점이 있다. 또한 아날로드 신호 전송 방식이기 때문에 다양한 네트워크 구성이나, 시스템 구성에서 자유롭지 못합니다. 아직도 제한적으로 오래된 플랜트 시스템에서 일부 사용되고 있습니다.

디지털 네트워크인 필드버스(Fieldbus)는 4-20mA 디바이스에 비해 전송 속도가 빠르고, 전송 거리도 넓다는 장점이 있다. 또한, 하나의 케이블만으로 여러 개의 디바이스를 제어할 수 있다는 장점이 있다. 개방형의 디지털 필드버스 출현 이후에 구축되는 대부분의 플랜트와 공장 시스템은 필드버스를 기본으로 채택하는 경우가 많았습니다. 또한, 디지털 기술이기 때문에 안정적인 네트워크 전송이 가능하고, 정확한 정보를 모니터링하고 분석하도록 하는 것이 가능해졌습니다. 필드버스를 사용하는 경우 유지보수와 복잡한 설정을 담당할 숙련된 인력이 필요합니다.

필드버스 기술의 주요 특징

필드버스(Fieldbus) 기술은 다음과 같은 주요 기능을 특징으로 합니다.

분산 제어
필드버스 시스템은 디바이스 장치 및 시스템의 분산 제어를 허용하여 각 디바이스 장치가 독립형 컨트롤러로 기능할 수 있도록 합니다. 이를 통해 공장 현장에서 더 큰 유연성과 확장성을 얻을 수 있습니다.

실시간 통신
필드버스 시스템은 모션 제어 및 프로세스 제어와 같이 시간이 중요한 애플리케이션에 필수적인 실시간 통신을 지원합니다.

높은 데이터 전송률
필드버스 시스템은 높은 데이터 전송률을 지원하여 디바이스 장치와 시스템 간에 대량의 데이터를 빠르게 전송할 수 있습니다.

다른 시스템과의 통합
필드버스 시스템은 SCADA(원격 제어 및 데이터 수집) 시스템, PLC(프로그램 가능 논리 제어기) 및 HMI(휴먼-머신 인터페이스)와 같은 다른 시스템과 긴밀한 통합이 가능합니다.

필드버스 기술 주요 공급업체

필드버스(Fieldbus) 솔루션은 디바이스 장치와 장비 간에 빠르고 안정적인 통신을 제공하기 위해 산업 자동화 산업에서 널리 사용됩니다. 다음에서 알아 볼 여러 유형의 다양한 필드버스 솔루션을 사용할 수 있으며, 각각 고유한 특징과 기능이 있습니다. 특히 필드버스는 국제 표준화 추진 과정에서 복수 표준 인정 정책을 통해, 개방성을 선언한 다수의 필드버스 프로토콜들이 모두 국제 표준으로 설정되어 상호 강력한 경쟁을 하게 되었습니다. 이러한 복수 표준 정책은 향후 필드버스 프로토콜 상호간의 상호호환성 문제를 다시 풀어야 하는 과정을 겪게 하였습니다.

필드버스 시장에서의 주요 공급 업체로는 지멘스(Siemens), 로크웰 오토메이션(Rockwell Automation), 슈나이더 일렉트릭(Schneider Electric), 미쓰비시전기, 피닉스컨택트(Phoenix Contact), 하니웰(Honeywell), 에머슨(Emerson), 요꼬가와전기(Yokogawa), 오므론(Omron), 퍼팰앤드푹스(Pepperl+Fuchs), 보쉬(Bosch), 텍사스인스트루먼트(Texas Instruments) 등이 있습니다. 산업 자동화 전문가는 사용 가능한 다양한 필드버스 프로토콜 솔루션을 이해하고 특정 애플리케이션의 요구 사항을 가장 잘 충족하는 필드버스 솔루션을 선택하는 것이 중요합니다.

[스터디 노트: 스마트 제조에서의 필드버스 기술(3) 편으로 이어집니다.]

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