통신 프로토콜 소개

사용하기 쉽고 널리 배포된 HART는 HART 사용 필드 장치와 제어 시스템 또는 필드 커뮤니케이터 간에 통신하는 양방향 통신 프로토콜입니다. 이 프로토콜에는 아날로그 및 디지털이라는 두 가지 동시 통신 채널이 있습니다. 호스트 시스템은 현재 값을 필드 프로세스 변수로 변환하고 디지털 장치 정보는 아날로그 신호에 중첩된 디지털 정보를 인코딩함으로써 통신합니다.

완전 디지털 통신 프로토콜인 FOUNDATION ™ Fieldbus는 현장 계기, 호스트 시스템 및 최종 제어 요소 사이에서 실시간 폐쇄 루프 제어를 제공합니다. 피어 투 피어(P2P) 시스템이기 때문에 두 대의 Fieldbus 사용 장치 간, 필드 장치와 제어 시스템 간 또는 장치에서 필드 커뮤니케이터 또는 자산 관리 시스템으로 직접 통신할 수 있습니다. 이 프로토콜은 또한 CIF(control-in-the-field)의 대안을 제시합니다.

IEC 승인 표준(IEC 62591)인 WirelessHART®는 필드 장치가  >99% 데이터 신뢰성을 제공하는 무선 네트워크를 형성할 수 있도록 하는 자가 구성 그물형 기술입니다. 혹독한 산업 조건에서도 제어 및 모니터링 어플리케이션 모두에 연속적 데이터를 안전하게 전달합니다. WirelessHART® 네트워크는 배선의 물리적 제약을 없애면서도 일반적인 필드 데이터 통신, 원격 장치 구성 및 간소화된 자동화 확장을 제공합니다.

Modbus 프로토콜은 마스터 - 슬레이브 형식으로 필드 장비에서 데이터를 검색하도록 설계된 메시징 구조입니다. 이 산업 표준 프로토콜은 센서 및 계기와 같은 장치 간에 중요한 데이터를 통신하는 것은 물론 PC와 HMI를 사용해 필드 장비를 모니터링하도록 설계되었습니다. 광범위한 가스, 오일 및 변전소 응용 분야에 사용되는 Modbus는 무선 통신이 일반적인 RTU 어플리케이션에 적합합니다.

IEC 61158에서 표준화된 PROFIBUS(Process Field Bus) PA는 디지털 통신 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 필드 데이터를 공정 제어 시스템에 전달하고 간단한 장치 관리 및 유지보수 기능을 제공합니다. 필드 장치가 교환될 때 새로운 장치는 자동으로 이전 장치의 역할을 대신하여 시스템 운영을 중단하지 않고 쉽게 장치 교환을 구현할 수 있습니다.

OPC Foundation은 OPC 표준을 개발 및 유지 보수하고 있으며 여기에는 OPC Classic과 OPC UA(Unified Architecture)라는 두 가지 규격 시리즈가 포합됩니다. OPC Classic 규격은 COM/DCOM 데이터 교환을 사용하는 Microsoft Windows 기술을 기반으로 합니다. OPC UA는 OPC Classic의 기능을 새로운 전송 프로토콜, 보안 알고리즘 및 인코딩 표준을 통합할 수있는 하나의 확장 가능한 프레임 워크로 통합하는 플랫폼 독립적인 보안 아키텍처로 구성됩니다.

HART-IP는 호스트 시스템 및 자산 관리 어플리케이션을 위한 고속 연결로 HART 사용 필드 장치의 측정 및 장치 진단 정보를 통합합니다. 이 프로토콜 옵션은 기존 네트워크 인프라를 사용하며 변환 프로세스 또는 데이터 손실 없이 TCP/IP 네트워크에 쉽게 연결합니다. HART-IP를 사용하면 자동화 시스템에 쉽게 통합하는 것은 물론 원격 액세스를 통해 전 세계 어디에서나 장치를 구성할 수 있으므로 지능형 장치 관리가 가능합니다.

DeviceNet은 산업용 컨트롤러와 I/O 장치 간에 통신하도록 설계된 디지털, multi-drop 네트워크입니다. CAN(Controller Area Network)과 trunkline-dropline 토폴로지를 사용하는 이 비용 효율적인 네트워크는 I/O 및 명시적 메시징을 지원하며 피어투피어 통신을 사용하는 마스터-슬레이브 또는 분산 제어 아키텍처에서 작동합니다. 이 프로토콜은 네트워크 케이블에서 DC 전원을 제공하며 네트워크가 실행되는 동안 장치 교환을 위한 QuickConnect ™ 기능을 제공합니다.

EtherNet/IP는 산업 자동화 응용 분야에서 표준 이더넷 기술(IEEE 802.3)을 활용하도록 설계되었습니다. 이 솔루션은 IEEE 이더넷 표준 준수를 유지하고 EtherNet/IP 장치가 활성화된 표준 이더넷 인프라 장치 또는 DLR(device level ring)이 있는 기존 스타 토폴로지를 포함하는 토폴로지 옵션을 제공합니다. 이 프로토콜은 또한 QuickConnect™ 기능이 있어 네트워크 운영 중에도 장치를 교환할 수 있습니다.

간단한 피어싱 기술을 사용하여 설치되는 AS-interface는 바이너리 센서 및 액추에이터를 연결하고 더 높은 제어 수준에 이를 연결합니다. 구성 요소에 전원을 공급하고 데이터를 전송할 수 있는 단일 2도체 플랫 케이블을 사용하는 비용 효율적인 프로토콜로서 복잡한 케이블 트리가 필요하지 않습니다. 인터페이스는 모든 네트워크 토폴로지와 함께 사용할 수 있으며 클릭 앤드 고(click-and-go) 원칙에 따라 설치자가 구성 요소를 안전하고 오류 없이 설치할 수 있습니다.

CANopen은 버스 아키텍처의 센서에 흔히 사용되는 통신 프로토콜로 해양 산업 응용 분야에 널리 사용됩니다. 임베디드 자동화를 위해 CAN 기반의 물리적 레이어를 활용하며 필드 데이터를 제공하고 장치 구성에 사용할 수있는 신뢰할 수 있는 프로토콜입니다.