산업 자동화 수준이 계속 높아짐에 따라 산업용 버스 기술의 중요성이 점점 더 분명해지고 있습니다. 산업용 버스는 산업 분야의 핵심 기술 중 하나로 장치 간의 효율적인 통신 및 데이터 교환을 가능하게 하는 중요한 역할을 합니다. 산업용 버스는 정보를 전송하고 모듈 간 통신을 촉진하는 데 사용되는 공유 신호 라인 세트를 의미합니다. 마스터 장치의 제어를 받아 특정 수신 장치로 정보를 전송하는 통로 역할을 합니다.
버스는 위치에 따라 외부 버스, 내부 버스, 온칩 버스로 분류될 수 있습니다.- 일반적인 외부 버스에는 RS-232, RS-485, USB 및 CAN이 포함됩니다(그림 1). 일반적인 내부 버스에는 HT, I²C 및 SPI가 포함됩니다(그림 2). 일반적인 시스템 버스에는 데이터 버스, 제어 버스 및 주소 버스가 포함됩니다.
외부 버스
내부 버스
일반 산업용 버스
CAN 버스
CAN(Controller Area Network)은 ISO에서 표준화한 직렬 통신 프로토콜입니다. CAN 버스는 현대 자동차의 수많은 제어 및 테스트 시스템 간의 데이터 교환을 용이하게 하기 위해 1980년대 초 독일 Bosch에서 개발한 직렬 데이터 통신 프로토콜입니다. 연선 케이블, 동축 케이블 또는 광섬유를 통신 매체로 사용할 수 있는 다중-마스터 버스입니다. 최대 통신 속도는 1Mbps에 달할 수 있습니다.
EtherCAT 버스
EtherCAT(제어 자동화 기술용 이더넷)은 실시간 산업용 제어 시스템용으로 특별히 설계된{0}}고성능 산업용 이더넷 통신 프로토콜입니다.{1}} 독일의 Beckhoff Automation이 2003년에 도입한 개방형 국제 표준입니다.
EtherCAT 네트워크에서 데이터는 링 또는 선형 네트워크 토폴로지를 통해 전송됩니다. 각 슬레이브 장치는 필요한 데이터를 읽은 후 즉시 데이터 패킷을 다음 슬레이브로 전달합니다. 이 프로세스를 "즉시 처리"라고 합니다.
프로피넷 버스
ProfiNet은 Siemens와 ProfiBus User Association이 개발한 분산 자동화를 지원하는 고급 통신 시스템입니다. ProfiNet=ProfiBus + 이더넷; 이는 ProfiBus 마스터{3}}슬레이브 아키텍처를 이더넷에 적용하고 산업용 이더넷 기술을 기반으로 하는 자동화 버스 표준입니다. 다양한 토폴로지를 지원하여 시스템 통합과 확장을 용이하게 할 뿐만 아니라 기존 이더넷 인터페이스 및 프로토콜과도 호환됩니다. 생산 라인을 실시간으로-제어할 수 있을 뿐만 아니라 TCP를 통해 웹과 클라우드에 데이터 서비스를 제공합니다.
모드버스 버스
Modbus 통신 프로토콜은 Modicon이 1979년에 개발했으며 산업 환경에서 사용되는 최초의 버스 프로토콜 중 하나였습니다. Modbus 통신 프로토콜에는 여러 버전이 있으며 Modbus RTU, Modbus ASCII 및 Modbus TCP가 가장 일반적으로 사용됩니다.
고려사항
다양한 애플리케이션 시나리오의 다양한 요구 사항을 충족하려면 다음 요소를 명확히 해야 합니다.
① 적시성 요구사항: 생산 과정 중 정보 전송에 대한 적시성 요구사항을 기반으로 고속 전송 기능을 갖춘 산업용 버스를 선택합니다.- 일반적인 고속- 산업용 버스로는 EtherCAT, Profinet 및 EtherNet/IP가 있습니다. 이러한 버스는 낮은 대기 시간과 높은 대역폭을 특징으로 하여 높은 통신 속도 요구 사항이 있는 시나리오에 적합합니다.
② 데이터 볼륨 및 실시간{0}}요구사항: 적절한 산업용 버스를 선택하려면 데이터 볼륨과 실시간-요구사항을 고려해야 합니다. CAN 및 DeviceNet과 같은 일부 버스는 데이터 볼륨이 적고 실시간{3}} 요구 사항이 낮은 시나리오에 적합한 반면, Modbus 및 ProfiBus는 데이터 볼륨이 적당하고 실시간 요구 사항이 더 높은 시나리오에 적합합니다.{4}}
③ 신뢰성 및 내결함성: 간섭, 장비 고장 등 산업 환경에서 잠재적인 위험을 고려합니다. 예를 들어 ControlNet 버스는 강력한 내결함성 기능을 제공하므로 높은 신뢰성이 필요한 시나리오에 적합합니다. 또한 EtherCAT 및 ProfiNet과 같은 특정 버스는 자동 감지 및 자가 복구 기능을 갖추고 있어{3}}신뢰할 수 있는 통신을 보장합니다.
④ 유연성 및 상호 운용성: 시스템이 다른 제조업체의 여러 장치 및 장비와 통신해야 하는지 여부는 고려해야 할 또 다른 요소입니다. Modbus 및 OPC UA와 같은 일부 산업용 버스는 탁월한 상호 운용성과 장치 호환성을 제공하므로{1}}여러 장치와의 통신이 필요한 시나리오에 매우 적합합니다.
프로세스 단계
적절한 산업용 버스를 선택하기 전에 다음 단계를 따르는 것이 좋습니다.
① 요구사항 분석: 산업용 버스에 요구되는 구체적인 특성을 명확히 하기 위해 생산 공정, 장비 요구 사항 및 기타 구체적인 요구 사항을 종합적으로 고려합니다.
② 시장 조사: 다양한 산업용 버스의 기능, 적용 시나리오, 시장 점유율 및 비용에 대해 자세히 이해합니다. 관련 보고서 읽기, 업계 전시회 참석, 전문가 상담을 통해 정보를 얻을 수 있습니다.
③ 공급업체 평가: 다양한 산업용 버스 공급업체에 문의하면 각 공급업체가 제공하는 성능, 기술 지원 및 기타 서비스를 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.
④ 기술 검증: 실제 검증 및 테스트를 통해 시스템 내 다양한 산업용 버스의 성능과 신뢰성을 비교(버스 전송 주기, 클럭 주기, 작동 주파수, 버스 대역폭 등의 지표 기반)하여 최적의 솔루션을 선택합니다.
참고 사항
적합한 산업용 버스를 선택한 후 다음 측면에 주의하십시오.
① 장치 호환성: 장치가 선택한 산업용 버스와 호환되고 해당 통신 프로토콜을 지원하는지 확인하십시오.
② 토폴로지: 시스템 요구 사항에 따라 버스, 스타, 트리 또는 링과 같은-적절한 버스 토폴로지를 선택합니다-.
③ 효율적인 유지보수 : 산업용 버스의 유지보수 및 문제 해결 절차를 이해하고, 산업용 버스 네트워크를 적절하게 계획 및 관리하여 안정적이고 안정적인 통신을 보장합니다.
마지막으로, 산업용 버스를 선택할 때 잦은 교체와 업그레이드를 피하기 위해 장기 계획과 확장성을 고려하세요.-