I. 소개
산업 자동화 기술의 급속한 발전으로 PLC(Programmable Logic Controller)는 현장의 핵심 장치로 자리 잡았으며 점점 더 광범위하게 적용되고 있습니다. PLC를 필드 장치에 연결하는 필수 통신 기술인 Fieldbus도 PLC 제어 시스템에 더욱 깊이 통합되고 있습니다. 이 문서에서는 필드버스 시스템 내 PLC의 개념, 유형, 특성은 물론 필드버스 시스템 내 PLC의 특정 응용 프로그램과 장점을 다루면서 필드버스 시스템에 PLC를 적용하는 방법을 철저하게 살펴봅니다.
II. 필드버스 개요
Fieldbus는 현장 장치(예: 센서, 액추에이터, 계측기)를 제어 시스템과 연결하도록 설계된 통신 네트워크입니다. 디지털 신호를 통해 상태 정보와 제어 명령을 전송하여 장치 간 정보 교환 및 조정된 작동을 가능하게 합니다. Fieldbus 기술은 개방성, 상호 운용성, 분산화, 디지털화 및 표준화를 특징으로 하며 산업 자동화 시스템의 설계 및 구현을 위한 강력한 지원을 제공합니다.
PROFIBUS, EtherCAT, CANopen, ControlNet, SERCOS 인터페이스, 이더넷 및 PROFINET을 포함하여 다양한 필드버스 유형이 존재합니다. 각 버스 시스템은 다양한 산업 자동화 요구 사항에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 빠른 속도, 신뢰성 및 비용 효율성으로 유명한 PROFIBUS는{2}}제조 자동화, 빌딩 자동화, 프로세스 자동화, 발전/송전/배전 분야에 널리 배포됩니다. 뛰어난 성능과 사용자 친화적인 접근 방식을 갖춘 EtherCAT은{4}}산업 자동화 분야의 선두주자로 부상했습니다.
III. Fieldbus 시스템의 PLC 애플리케이션
산업 자동화의 핵심 장치인 PLC는 다음 애플리케이션을 통해 필드버스 시스템에서 핵심 역할을 합니다.
데이터 수집 및 모니터링
PLC는 필드버스를 통해 필드 장치에 연결되어{0}}온도, 압력, 유속, 액체 수위와 같은 실시간 상태 정보를 수집합니다. 동시에 PLC는 수집된 데이터를 필드버스를 통해 호스트 컴퓨터나 모니터링 시스템에 전송하여 현장 장비의 원격 모니터링 및 관리를 가능하게 합니다. 이러한 데이터 수집 및 모니터링 기능을 통해 산업 자동화 시스템은 지속적으로 작동 상태를 추적하고 이상 현상을 신속하게 감지 및 해결함으로써 시스템 신뢰성과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
제어 명령 발행
PLC는 필드버스를 통해 호스트 컴퓨터나 제어 시스템으로부터 제어 명령을 수신하고, 이러한 명령을 구문 분석하여 해당 필드 장치에 발행합니다. 이러한 제어 명령에는 장치 시작/중지, 속도 조정, 유량 조정 등의 작업이 포함될 수 있어 현장 장비를 정밀하게 제어할 수 있습니다. PLC의 제어 기능을 통해 산업 자동화 시스템은 실제 요구 사항에 따라 장치 작동 상태를 조정하여 생산 효율성과 품질을 향상시킬 수 있습니다.
의사소통과 조정
PLC는 필드버스를 통해 다른 PLC 또는 제어 시스템과 통신하여 장치 간 정보 교환 및 협업 작업을 가능하게 합니다. 이러한 통신 및 조정 기능을 통해 산업 자동화 시스템은 통합된 전체를 형성하여 상호 연결되고 동기화된 장치 작동을 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 생산 라인에서는 여러 PLC가 필드버스를 통해 통신하여 장치 시작/중지 및 속도 조정 작업을 동기화하여 라인 조정 및 효율성을 향상할 수 있습니다.
시스템 통합 및 확장
PLC는 필드버스를 통해 다른 제어 시스템과 통합 및 확장되어 더 큰 규모의 산업 자동화 시스템을 형성할 수 있습니다.- 이러한 통합 및 확장 기능을 통해 산업 자동화 시스템은 필요에 따라 기능과 크기를 확장하여 다양한 현장 및 애플리케이션 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 예를 들어 빌딩 자동화 시스템에서 PLC는 필드버스를 통해 화재 경보 시스템, HVAC 시스템, 조명 시스템 등과 통합 및 확장되어 다양한 빌딩 장치의 중앙 집중식 제어 및 관리를 달성할 수 있습니다.
IV. Fieldbus 애플리케이션에서 PLC의 장점
PLC는 fieldbus 시스템에 배치될 때 몇 가지 주요 이점을 제공합니다.
높은 실시간-시간 성능
필드버스를 통해 필드 장치에 연결하면 PLC는 실시간 상태 정보를 수집하고 제어 명령을 내려 장비를 즉시 모니터링하고 제어할 수 있습니다.{0} 이러한 높은 실시간-기능을 통해 산업 자동화 시스템은 이상 현상을 신속하게 감지하고 해결하여 전반적인 시스템 신뢰성과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
높은 신뢰성
PLC는 강력한 간섭 저항성과 내결함성을 갖추고 있어 열악한 환경에서도 안정적인 작동을 보장합니다. 동시에 필드버스 기술은 강력한 간섭 저항과 내결함성을 제공하여 안정적이고 안정적인 데이터 전송을 보장합니다. 이러한 높은 신뢰성 덕분에 산업 자동화 시스템은 장기간 안정적으로 작동할 수 있습니다.
높은 유연성
PLC와 필드버스 기술 모두 상당한 유연성을 제공하므로 실제 필요에 따라 시스템을 구성하고 확장할 수 있습니다. 장비 수 증가, 기능 확장, 시스템 업그레이드 등 이러한 변화는 간단한 구성과 프로그래밍을 통해 달성할 수 있습니다. 이러한 유연성을 통해 산업 자동화 시스템은 다양한 요구 사항과 시나리오에 적응할 수 있습니다.
저렴한 비용
PLC와 필드버스 기술은 모두 표준화된 통신 프로토콜과 장치 인터페이스를 활용하여 서로 다른 제조업체의 장비 간의 원활한 연결과 통신을 가능하게 합니다. 이러한 표준화는 시스템 통합 비용과 유지 관리 복잡성을 줄여 산업 자동화 시스템을 더욱 비용 효율적으로 만듭니다.-
V. 결론
필드버스 시스템에 PLC를 적용하면 높은 실시간 성능, 강력한 신뢰성, 탁월한 유연성, 저렴한 비용 등 산업 자동화에 수많은 이점이 제공됩니다. 산업 자동화 기술이 계속 발전함에 따라 PLC 및 필드버스 기술은 더 많은 분야와 시나리오에서 더 폭넓게 적용되어 산업 자동화 표준의 지속적인 개선을 주도할 것입니다.