적절한 시스템 아키텍처 선택 - 비용 절감, 유연성 유지

산업 자동화에서는 적절한 시스템 아키텍처를 선택함으로서 효율, 비용, 미래 대비성을 결정해 줍니다. PLC와 드라이브, 센서 및 밸브 터미널과 같은 자동화 구성 요소 간의 스마트 통신은 전체 비용을 크게 절감하는 것은 물론 시스템의 유연성과 확장성을 보장합니다. 오늘날 사용자는 리모트 I/O를 갖춘 개별 배선 및 필드버스 시스템부터 중앙 집중식 및 분산식 공압 연결에 이르기까지 다양한 설계 옵션을 마음대로 선택할 수 있습니다. 이 블로그 게시물에서는 비용과 유연성을 중심으로 다양한 아키텍처 접근 방식의 적용 분야와 장단점을 살펴봅니다.

개별 배선: 소형 기계를 위한 비용 효율적인 솔루션

개별 배선을 사용하면 센서 및 액츄에이터와 같은 각 개별 구성 요소가 제어 캐비닛의 중앙 제어 장치에 직접 연결됩니다. 각 입력 및 출력에는 개별 케이블이 필요합니다. 이렇게 하면 비싸고 복잡한 통신 프로토콜과 버스 노드가 필요하진 않지만, 아키텍처가 빠르게 한계점에 도달되고 크기가 커지면서 배선 비용이 높아지고 제어 캐비닛의 공간을 많이 필요하게 합니다. 시스템이 확장될 경우, 시스템이 매우 복잡해지고 오류가 발생하기 쉽습니다. 하지만 이 시스템은 비용과 공간 요구 사항이 제한된 범위 내에서 유지되는 한, 관리 가능한 입력 및 출력을 가진 소형 기계 또는 시스템에는 충분합니다.

필드버스 시스템: 보다 복잡한 자동화 작업의 경우

필드버스 시스템은 단일 통신 회선을 통해 여러 장치를 제어 장치에 연결하는 디지털 네트워크입니다. 예를 들어 ProfiNET, EtherNet/IP 또는 EtherCAT이 있습니다. 이는 입력 및 출력 수가 많은 중대형 시스템과 관련이 있습니다. 필드버스는 시스템의 유연성과 확장성을 크게 향상시키기 때문입니다: 이제 단일 데이터 라인으로 개별 연결의 수를 줄일 수 있기 때문에 필요한 케이블 라인 수가 줄어듭니다. 새로운 장치를 네트워크에 쉽게 통합할 수 있으며 다양한 구성 요소들이 동일한 버스를 통해 통신할 수 있습니다. 오류, 장애, 오작동을 더 쉽게 식별할 수 있으므로 진단도 간소화됩니다.

이와 동시에 필요한 필드버스 노드는 매우 비용 집약적이며 호환성이 중요한 문제가 되고 있습니다: 모든 장치가 모든 필드버스와 통신할 수 있는 것은 아니기 때문입니다. 아키텍처는 PLC에 사용되는 필드버스 프로토콜에 따라 달라집니다.

리모트 I/O: 제어 캐비닛 외부

리모트 I/O는 보호 등급 IP65의 I/O 모듈을 센서 및 액츄에이터와 가까운 원격 위치에 재배치합니다. 이 모듈은 필드버스 시스템을 통해 중앙 제어 시스템과 통신합니다. 모듈을 제어 캐비닛 외부와 구성 요소에 가깝게 배치하려면 리모트 I/O가 대규모의 종합적인 시스템에 필수적입니다. 배선 작업은 더욱 최소화되고 데이터 전송 속도는 향상되며, 제어 캐비닛 용량은 크게 줄어듭니다. 또한 현장에 배치하면 기계의 확장성이 크게 간소화되고 훨씬 더 비용 효율적으로 실현할 수 있는 것은 물론 현장에서 직접 오류를 진단하고 수정할 수 있으므로 유지보수가 간소화됩니다.

리모트 I/O의 사용은 최신 자동화 아키텍처의 필수적인 부분이 되었으며 자동화의 주요 이점입니다. 하지만 이 기술은 초기에는 구매 비용이 가장 비쌉니다. 이 시스템은 안정적인 네트워크 연결에 더욱더 의존하게 되며 계획 및 통합에 많은 전문 지식이 필요합니다.

공압과 전기 자동화의 완벽한 결합

밸브 터미널과 공압 부품을 자동화 시스템에 통합하는 것은 많은 잠재력을 제공하지만, 길고 복잡한 배관으로 인한 오버 사이징 위험과 그에 따른 추가 인터페이스로 인한 높은 비용이 요구됩니다. 그러나 적절한 구성 부품과 가능한 한 표준화된 통신 언어를 사용하면 분산형 또는 하이브리드(모듈형 및 분산형) 연결을 구현할 수 있습니다. 이렇게 하면 버스 노드와 IP 주소의 수가 줄어들고 진단이 간소화됩니다.