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OEM 기계제작 업체를 위한 혁신 기술, EtherNet/IP
2012. 12. 24.
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I. 개 요 OEM 기계제작 업체들에게 있어 산업용 이더넷 네트워크 기술 확보는 큰 도전이자, 필수 적으로 풀어야만 하는 과제였다. 자동차, LED, 반도체, 전자 라인과 같은 대규모 자동화 공정에 들어가는 개별기계들은 물 론, 식음료, 철강, 포장 등의 독립적인 라인에서 제 임무를 담당하던 기계들도 이젠 산업 용 이더넷 네트워크를 만족해야만 하는 요구가 높기 때문이다. 제조라인에서의 정보 네트워크에 대한 공유와 새로운 가공정보에 대한 요구가 늘어나고 있으며, M2M(Machine to Machine) 기술의 발전과 함께 더 많은 기기간의 네트워크 연결과 상호 정보 호환성 요구가 급증하고 있다. 때문에 많은 기계제작업체들이 산업용 이더넷 네트워크의 지원을 위한 제품개발과 확장 성, 상호 호환성 확보를 위한 개발에 많은 노력을 기울여왔다. 이제 EtherNet/IP 산업용 이더넷을 필요로하는 OEM 기계제작 업체들은 이러한 과정을 한번에 뛰어넘을 수 있게 됐다. 로크웰 오토메이션은 최근 이러한 중소 OEM 기계제작 업체들을 위한 중소규모용 EtherNet/IP 솔루션을 확장했다.
II. EtherNet/IP의 혁신 기술 1. 중소형 통합 아키텍처 솔루션, 기계제작을 위한 혁신 제공 EtherNet/IP 기술을 가장 적극적인 수용하고 다양한 솔루션에 적용하고 있는 로크웰웰 오 토메이션은 확장성, Allen-Bradley CompactLogix PAC, 서보 드라이브, I/O, 비쥬얼라이 제이션, 단순화(Simplification) 툴의 중소형 시스템용 통합 아키텍처 포트폴리오를 발표 했다. ‘미드레인지 중소형 통합 아키텍처 솔루션은 통합 운영, 안전성, EtherNet/IP 연결성, 재 사용 가능한 도구 개발과 같은 고성능 기능을 통해 사용자에게 소형 및 중소형 어플리케 이션을 위한 단일 제어 플랫폼에 대한 표준에 맞출 수 있는 능력을 제공한다. OEM 기계 제작 업체들에게 있어 이러한 솔루션은 자사만의 독립적인 기계 개발에서의 혁신성을 마 련하는 토대가 될 것이다.
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로크웰 오토메이션은 중소형 시스템을 위한 통합 아키텍처의 필요성을 이렇게 설명했다.
“확장이 가능하고 고객의 시스템의 규모에 꼭 맞는 제어 시스템은 장비제조업체 와 고객들에게 필요한 어플리케이션에 어울리고 비용 효율도 높습니다. 이런 수 준의 규모를 얻으려면 이용자는 보통 복합 설계 네트워크 혹은 복잡한 시각화 환경을 운용해야 했습니다. 로크웰 오토메이션 새로운 포트폴리오는 단일 제어 플랫폼과 일반 이용자 경험을 통해 입출력을 구분할 수 있는 새로운 능력을 제 공합니다.” 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처는 Allen-Bradley ControlLogix와 CompactLogix PAC 를 기반으로 한다. ControlLogix PAC의 I/O는 10,000과 100축 모션을 지닌 어플리케 이션에 적합하며, CompactLogix는 I/O 200 미만과 16축 모션의 응용 프로그램에 매우 적합하다. EtherNet/IP에 대한 통합 모션이 특징인 CompactLogix는 로크웰 오토메이션의 다른 시 스템처럼 성능, 응용성 및 개발시간의 단축 등 여러 가지 편리함을 제공한다.
기계제작업체를 위한 EtherNet/IP 네트워크 기반 중소형 모션 시스템 구성을 통해 간편한 설계와 기기 개발이 가능해졌다
2. 단일 네트워크 상에서 통합 모션 확장 이제까지 통합 모션과 같은 고성능 기능이 필요했던 기계제작 업체는 실제 어플리케이션 구동을 위해 아주 큰 장치를 선택해야만 했다. 통합 아키텍처가 중소형 시스템에도 적용될 수 있게 되어 사용자들은 설계, 운용, 장비 유지보수가 간단한 단일 통신망을 통해, 단일 제어 플랫폼에 모션과 안전한 어플리케이션 을 운용할 수 있게 됐다. - 2 -
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제어 네트워크 플랫폼 뿐만 아니라, 최근들어 국제적인 요구가 급증하고 있는 안전 네트 워크 플랫폼을 동시에 가동할 수 있는 기술적인 조건이 마련된 것이다. 로크웰의 단축 EtherNet/IP 서보 드라이브 Kinetix 350은 모션 확장성을 제공해 단일 네트워크에서 전체 제어시스템의 통합을 간소화할 수 있다. Kinetix 350은 Ethernet/IP 통합 모션을 지원하는 새로운 CompactLogix 컨트롤러 제품군에 연결해 함께 작동할 수 있도록 설계되었다. 단일 시스템으로 통합되어 오늘날의 경쟁에서 살아남기 위해 필요한 고성능과 확장성을 제공하는 경제적인 모션 솔루션을 구축할 수 있도록 한 것이다. 소형 설계 덕분에 Kinetix 350은 필요한 판넬 공간이 작고, 쉽게 연결할 수 있다. 또한 전체 장비 포트폴리오에서 Logix 제어 플랫폼 전체에서 코드를 재사용할 수 있어 설계, 설치 및 시운전 시간을 줄일 수 있는 것은 물론이다. 또한 로크웰 오토메이션은 드라이브와 모터를 통합한 모터 드라이브 솔루션도 야심차게 준비하고 있다. 최근 수년동안 모터 드라이브 업계의 화두는 어떻게 모터와 드라이브와 컨트롤러를 모두 하나로 통합하여 모션 제어 성능을 최대화하고 설치공간을 최소화하고자 했다.
최근 출시된 Kinetix 6000M IDM은 모터와 드라이브의 통합은 물론 안전 모션까지를 포함하고 있는 혁신적 제품이다
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많은 업체들이 이러한 솔루션에 도전했고, 국내의 파스텍(www.fastech.co.kr)과 같은 중소 모터 드라이브 전문업체는 이에 성공하여 국내는 물론 해외시장에서 일류상품으로까지 성장하고 있다. 또한 삼성전자, 현대자동차와 같은 자동화 장비 최대의 고객사는 물론 로크웰 오토메이션과 같은 많은 자동화시스템 공급 업체들이 파스텍과 같은 모터 통합 솔루션 업체와 기술제휴 및 공동개발 등을 추진하고자 꾸준한 노력을 경주해 왔던 것이 현실이다. 결국 로크웰 오토메이션은 드라이브와 모터의 통합을 실현한 Kinetix 6000M IDM를 2012년 8월에 국내시장에 출시했다. 400V급 서보 드라이브와 모터의 통합형 제품으로 절대치 엔코더와 브레이크 옵션을 지원한다. 특히 SERCOS 통신으로 기존 서보 드라이브 시스템들과 혼용 사용도 가능하다. 조만간 EtherNet/IP 지원 모델이 출시될 전망이다. 이는 모터와 드라이브의 통합에서 한발 더 나아가 안전 모션까지를 포함하고 있는 혁신적 제품인 것이다. 드라이브와 모터의 통합을 통해 최대 70%의 판넬 공간 축소와 엔코더 및 파워에 대한 배선작업을 없애 최대 33%까지 감소시킬 수 있으며, 시스템 구성 비용의 감소와 설치 작업 시간의 감소를 실현할 수 있다. 여기에 안전 모션에 대한 요구를 단번에 해결할 수 있도록 했다. Kinetix 6000M IDM은 Safe Torque Off 기능을 통해 안전 모션 시스템을 단순화할 수 있도록 하였으며, 안전인증을 통해 SIL2/Cat3/PLd를 기본으로 확보했다. 3. EtherNet/IP 통합 제어 아키텍처 Rockwell Software RSLogix 5000 소프트웨어의 새로운 기능들은 로크웰 오토메이션 통합
아키텍처
시스템을
위한
고도의
직관적인
설계환경을
창출한다.
로크웰
오토메이션에서 최근 출시된 Rockwell Software RSLogix 5000 소프트웨어는 소형 제어시스템을 필요로 하는 제조업체와 기계제작 업체들을 위하여 고성능 통합형 제어 시스템을 공급한다. 주목할만한
사항은
이
소프트웨어가
EtherNet/IP
네트워크
상에서
Allen-Bradley
CompactLogix 제어기 제품군에 통합 모션 기능을 제공한다는 점이다. 확장성 있는 정확한 크기의 제어시스템 구성요소와 결합하여 RSLogix 5000 v20을 사용함으로써 사용자들은 단일 제어 플랫폼과 공통된 사용자 경험을 활용하여 200 ~ 10,000 I/O 지점을 확장할 수 있다.
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** EtherNet/IP에 대하여 □ EtherNet/IP는 개방형 산업통신망을 지향하는 ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)에서 제시한 국제 표준 - Ethernet을 제어, 정보, 구성, 진단, 안전, 동기화 및 모션의 표준에 따라 기존의 Ethernet 제품과 새로운 인터넷 기술을 하나로 묶어 독립형 공통 산업 프로토콜인 CIP(Common Industrial Protocol)에 기반 □ CIP는 산업 플랜트의 하위 디바이스 영역으로부터 상위의 제어 영역 및 IT 분야에 이 르기까지 통신이 중단되지 않도록(Seamless) 연결하는 기술 - CIP 모션은 PLC, I/O, HMI와 같은 각기 다른 제어 장비와 모션 장비의 혼합을 가능하게 하는 유연한 아키텍처 - CIP 안전은 네트워크상에 오류가 발생했을 때 안전장비가 안전상태를 알 수 있는 곳으로 이동하도록 하는 IEC 61508 국제 안전 인증 규격의 가이드라인 - "EtherNet/IP는 Ethernet과 인터넷의 TCP/IP 국제 표준을 있는 그대로 준수하는 국제적으로 검증된 개방형 솔루션"이라고 강조 □ ODVA는 세계 최고의 자동화 회사들로 구성된 국제적인 연합체임 - ODVA와 그 멤버들은 Common Industrial Protocol(CIP)를 기반으로 하는 네트워크 기술을 지원 - 이들은 현재 DeviceNet, CompoNet, CIP Motion, CIP Safety, CIP Sync를 포함 - 나아가 ODVA는 그 사양에 따라 구축된 제품이 멀티-벤더 시스템에서 운영할 수 있도록 돕기 위하여 적합성 테스트(Conformance Test)를 제공 - ODVA는 또한 개방형 커뮤니케이션 표준의 성장을 추진하기 위하여 다른 표준 개발 조직(SERCOS, Modbus 등)과 산업 컨소시엄에서도 적극적
웹사이트 www.odva.org
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많은 기계제작 업체들과 제조업체들의 다양한 요구를 충족시키기 위해서는 다수의 제어 플랫폼을 사용해야 한다. 각 플랫폼은 고유한 설계환경, 사용자 인터페이스 및 공급자 지원모델을 갖고 있기 때문에 이러한 환경은 불필요하게 복잡해 지는 것은 당연한 결과이다. 따라서
로크웰
오토메이션의
말을
빌리자면,
“앞서가는
기계제작
업체들과
최종
사용자들은 쉽게 확장되어 적용분야 요구사항에 부합할 수 있는 단일제어 인프라를 필요”로 하고 있다. RSLogix 5000 v20 소프트웨어는 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처시스템을 위한 단일 개발환경을 제공한다. 이는 최근 출시된 CompactLogix 5370 프로그램가능 자동 제어기(PAC), Allen-Bradley ControlLogix 및 Allen-Bradley GuardLogix 5570 시리즈 PACs, EtherNet/IP 상에서의 Allen-Bradley Kinetix 350 서보 드라이브와 1734 POINT Guard I/O 아날로그 입력 모듈을 포함한다. 이러한
광범위한
옵션들이
적용분야에
최적의
대안을
제공하는
한편,
새로운
구성요소들은 더욱 넓은 범위의 기계 응용분야에서 EtherNet/IP 상의 통합형 모션 활용 비용을 절감한다. RSLogix 5000 v20 소프트웨어는 새로운 하드웨어 지원뿐 아니라 단일 텍스트 기반 전자 데이터파일을 사용하여 저렴한 통합 방법을 제공한다. 이것은 EtherNet/IP 사용자를 위하여 보다 많은 제품 옵션들을 제공하고 애플리케이션 개발을 가속화하며 보다 많은 유지 보수형 애플리케이션을 창출하며 장치 교체를 용이하게 한다. 고급형 개방 소켓 인터페이스는 다른 종류의 제품에 대한 통합기능을 제공한다. Allen-Bradley PowerFlex 755 드라이브 시리즈에 새로이 추가된 자동식 장치 교체 기능은 가동되고 있는 시스템에서의 현장 교체를 자동화한다. 사용자들은 네트워크 주소만을 설정하면 되고 제어 시스템이 드라이브 교체를 위한 모든 구성을 처리한다. 4. DLR 통해 EtherNet/IP 스위치로 설치 단순화 ArmorStart LT 분산형 모터 제어기는 소형 모듈형 솔루션을 제공하여 모터 제어기를 기계 위 또는 근처에 장착함으로써 경공업 및 자재 취급 분야에 이상적이다. ArmorStart LT 분산형 모터 제어기는 자재 취급 및 포장분야에 사용되는 조정 컨베이어 모터 시스템들과 그 밖의 종류의 창고분산 시스템에 이상적이다. 분산형 모터제어기의
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신형 제품군은 배선을 단순화하고 시운전 시간을 가속화하며 별도의 캐비닛 공간 필요성을 줄이는데 도움을 주는 조립 시스템으로 On-Machine 구조의 장점을 제공한다. EtherNet/IP 연결성을 구비한 ArmorStart LT는 기계 성능 및 구성품 건전성에 관한 핵심 정보 교환을 증가시키면서 운용자가 장소에 상관없이 매개변수, 상태 및 진단에 접근하도록 허용한다. 로크웰 오토메이션은 “기계 제작사들은 고객의 예산과 기존의 네트워크 구조를 수용하는 모터제어 솔루션을 제공할 필요가 있다. 새로운 ArmorStart LT 분산형 모터 제어기는 시중의 여타 On-Machine 모터 제어기 제품보다 낮은 가격대와 작은 패키지로 향상된 모터제어 기능을 제공한다.”라고 밝혔다. ArmorStart LT는 가장 일반적인 자재 취급에 적합한 크기와 무게를 가지고 있어서 컨베이어 또는 기계 위나 근처에 설치하기가 용이하다는 것. 특히 DLR(device-level ring) 네트워크 토폴로지를 지원하는 분산형 모터 제어기의 이중포트 EtherNet/IP 스위치 기술에 의하여 설치가 단순화되었다. DLR 기반 네트워크는 관리대상 스위치수를 최소화하고 배선의 필요성을 감소시켜 구성 시간과 비용을 줄여준다. 사용자들은 모든 구성품들을 장치 레벨에서 국지적으로 연결하는 단일 DLR 네트워크를 생성할 수 있다. 정보는 복잡성을 추가하지 않고 조직의 다양한 차원으로 실시간으로 무리 없이 소통될 수 있다. 정확한 시간에 제조환경의 적합한 레벨에 맞게 실시간 정보를 획득함으로써 사업의 민첩성을 향상시킬 수 있다. 분산형 모터 제어기는 Rockwell Software RSLogix 5000용 부가 프로파일, 즉 로크웰 오토메이션의 Allen-Bradley CompactLogix 및 Allen-Bradley ControlLogix 프로그램 가능 제어기의 프로그램에 사용되는 소프트웨어를 포함하고 있다. 부가 프로파일의 자동식 사전정의 태그 명칭은 제조업체들에 일관성, 프로그램 속도 및 효율성 향상을 도울 수 있는 공통언어를 제공한다. ArmorStart LT 분산형 모터 제어기는 투명 클럭을 지원하여 EtherNet/IP 구조상에서 모터 장치를 동기화함으로써 네트워크 상의 다른 장치에 의하여 도입된 지연을 수용한다. 안전성 향상을 지원하기 위하여 장치들은 운용자들이 유지보수 중 모터를 끄고 로크아웃 및 태그아웃 절차를 수행하도록 허용하는 표준형 국지 연결 기능을 포함하고 있다.
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장치들은 또한 그룹 모터에 수록되어 있어서 다수의 유니트가 하나의 분기회로 보호장치 아래서 그룹화될 수 있다.
[참조 자료] * 로크웰오토메이션 www.rockwellautomation.com * ODVA www.odva.org * 아이씨엔웹 www.icnweb.co.kr * 월간 컨트롤 www.ianews.com * 월간 FA저널 www.fajournal.com
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