• 예를 들면, 하드웨어 인터페이스는 전기공학에서의 물리적 시스템과 전자공학에서의 물리적 시스템 사이의 인터페이스입니다. 그들은 넓은 범위의 컴퓨터 기술에서 사용됩니다. 컴퓨터에서 사용되는 하드웨어 인터페이스의 예는 PCI bus, USB 또는 Firewire 입니다.
  • 소프트웨어 인터페이스는 명령어와 다양한 프로세스, 그리고 구성요소 사이의 데이터 교환에 사용됩니다. 이러한 인터페이스는 시스템 구동을 위한 인터페이스, 다른 프로세스와의 통신을 위한 인터페이스, 프로그램 또는 교차 프로그램 인터페이스의 구성요소 연결을 위한 인터페이스로 나뉘어집니다.
  • 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 또는 네트워크 구성성분이 컴퓨터 네트워크로 액세스가 허용됩니다. PC를 위한 전형적인 네트워크 인터페이스는 이더넷 방식의 변종입니다.
  • 사용자 인터페이스는 사람과 장치가 사람과 상호작용할 수 있는 기계와의 인터페이스입니다. 이러한 장치는 상호 교환이 가능하며 이외에도 다른 제어 요소, 장치 디스플레이, 심지어는 최신 컴퓨터의 그래픽 유저 인터페이스(GUI)와도 교환이 가능합니다. 이러한 인터페이스는 최신 장비에서 점점 중요성이 증가되고 있습니다.


Modern control elements, such as e.g. cockpits, act as man-machine interfaces. Here: Cockpit test with HBM measuring amplifiers.

각각의 인터페이스는 그것이 하나의 체계로 정의된다는 점에서 기준이 될 수 있습니다. 추가적으로 기능에 대해 그것이 어떻게 사용되는지, 각각의 기능이 어떠한 의미가 있는지에 대한  세부 설명이 가능합니다. 기준화된 인터페이스는 그 구성성분 또는 같은 인터페이스로의 교체 지원이 가능한 모듈에 대한 이점을 제공합니다. 예를 들면, 그것은 각각 다른 것으로 호환이 가능합니다.

 

 

자동화 환경에서의 필드버스

최소한 하나의 조종장치, 다양한 센서, 제어 요소는 일반적으로 제어 또는 기계 및 시스템 조절을 위해 필요합니다. 센서 및 제어 요소는 병렬 또는 시리즈별로 연결이 가능합니다.

시스템 기계에서 증가하고 있는 복잡성이 의미하는 것은 병렬로 구성된 배선을 사용할 때 증가되는 케이블류 때문뿐만 아니라 증가하고 있는 거대한 센서 그리고 제어용 구성요소 때문입니다. 이는 프로젝트 플래닝, 설치, commissioning 그리고 유지 보수에 대한 좀 더 많은 작업을 하기 위해 필요합니다. 그러므로 병렬 배선은 자동화 기술에서 비용과 시간 요소에 대해 중요합니다.

이와 비교해서, 필드버스 시스템을 사용한 네트워킹의 구성요소는 비용효율측면에서 좀 더 좋습니다. 필드버스는 필드버스 레벨에서부터 프로세스 제어 레벨까지 하나의 bus 케이블로 모든 레벨에 연결이 가능합니다. 필드버스의 중간 변속기는 사용되는 자동화 장치와 관계없는 모든 구성요소에 연결됩니다. 이 장치는 어느 장소에서도 사용이 가능하고 사이트에 별도로 연결이 됩니다. 이것이 의미하는 것은 통신 네트워크가 일시적인 자동화 환경조건에서 가능하다는 것을 나타냅니다. 

필드버스 선택

다양한 요소는 사용되는 필드버스 시스템 선택을 할 수 있도록 해줍니다. 구체적으로 필요한 요소는 특히, 다른 종류의 시스템을 사용할 때, 접속 시 저장된 다른 필드버스이며 그렇지 않으면 다른 산업 부문에서 쉽게 찾을 수 있는 것이어야 합니다.

예를 들어, 이것이 의미하는 것은 구체적인 bus 시스템이 작동 중일 경우에 개개인적인 구성요소의 교체를 허용합니다. 다른 bus의 교점은 다양한 엔지니어링 시스템에서 사용이 가능합니다. 만약, 기계 또는 시스템 내에서 다른 드라이버 또는 축이 있다면, 하나의 기준은 개인적인 구성 요소가 동기화가 발생할 수 있습니다. 전송 속도 또는 데이터 교환과 같은 결정 적인 패턴은 이 사례에서 중요한 의미가 됩니다. 상당한 값은 기계류가 생산하는 동안에 설치되므로, 신속하고 효율적으로 생산됩니다.

만약, 이더넷이 필드버스 시스템 대신 자동화 기술에 사용된다면, 실시간 역량은 특별한 관심분야일 것입니다. 장치의 동기화에 대해 실시간 마이크로 초로 측정될 수 있으며, 몇 초 동안 측정된 대조적인 반응은 프로세스 엔지니어링 어플리케이션을 위해 필요합니다. 실시간 반응은 실제 전송률과 관계없지만, 데이터 출력값이나 프로토콜이 사용되는 것과 같은 다른 요인에 의한 결과에 의해 영향을 받습니다.

The following diagram shows the worldwide distribution of interfaces (number of newly installed nodes in 2006):

  

만약 귀하가 데이터 전송의 효율성에 대해 다른 필드버스 시스템과 이더넷과 비교하였을 때, 이더넷은 좀 더 적은 값이 나오게 됩니다. 이것은 CSMA/CD때문에 발생하는 결과치로, 충돌감지에 안전하게 측정하기 위해서 반드시 좀 더 큰 텔레그램 길이로 사용되어야만 합니다.

시스템 분할

개인적인 bus 시스템에 대한 다양한 기술적 사양덕분에 시스템 분할은 시스템 내에서 발생합니다. 작동자는 다양한 bus시스템다양한 종류로 설치할 수 있으며 병렬적으로 구성된 다른 bus 시스템으로도 설치할 수 있습니다. 작동자는 기계 장비에 대한 이점을 가이드 할 이유는 없지만, 투자자들의 핸들링, 트레이닝, 유지보수와 같은 중요한 가격 요인에 대비해 비용 대비 가격절감효과를 세부적으로 분석할 필요성이 있습니다. 사용되는 구성요소의 단순한 통합상호운용성은 상위범주의 네트워크 구조로 연결하기 위해 중요 요소입니다. 예를 들어, bus 시스템을 사용하여 전송이 가능한 게이트웨이를 사용할 때도 층분히 연결이 가능합니다.

 

이더넷은 오늘날 이미 사무실내에서 사용되는 허브, 스위치, 라우터등과 같은 구성 요소품으로 결정적인 역할을 하고 있고 또한, 제품데이터의 전송 및 프로세스에 대한 처리가 가능합니다. 만약 기계와 시스템이 인터넷에 연결되어 있으면, 작동자는 원격으로 가능성 있는 데이터를 저장할 수 있습니다. 그러나, 사용되는 수직적인 통합은 대표적인 유니버셜 프로세스와 시스템 스테이트를 필요로 합니다. 추가적으로, 더 필요한 요소는 프로젝트 플래닝과 인터넷을 통한 필드버스의 매개변수 입니다. 


Efficient system management through standardized software interfaces. Here: IPM process data interface.

Transmission security전송 보안

세계적으로 사용되는 기계 또는 시스템 액세스임에도 불구하고 결정기준이 중요한 것으로 보여지진 않으며, 기계와 시스템 디자이너는 사용되는 bus 시스템의 진단기준에 대해 중요성을 두고 있습니다. 자동화 시스템에서 전자공학으로 사용될 경우에 더욱 강력한 제품으로 사용할 수 있으며 ZVEI 연구결과에 따르면 85%의 시스템 실패원인은 설치 시 에러 때문에 발생하는 것으로 나타났습니다. 이것은 종종 “진행되는” 에러로서 몇 달, 심지어는 몇 년이 지나서 문제가 나타날 수 도 있습니다. 가격 절감 요소는 시스템 유효성과 정지된 시간과 관계되어 있습니다. 그러므로 세부적인 bus 진단에 대한 필요 요소는 급속하게 발생하는 에러에 의한 가능성이므로 작동하지 않는 시간뿐만 아니라 수리를 위한 비용을 줄이는 것도 필요합니다.

전송 보안은 가장 적절한 필드버스 시스템, 특히 산업환경을 통해 증가되어 사용되는 장치를 위해 지속적으로 계정에 반드시 추가되어야 할 요소입니다. 그것은 개인적인 에러 (예를 들면, EMC때문에 발생하는)가 명백하게 인지되는 것을 보장해야만 합니다. 신속한 에러 감지가 좋으며, 다운 타임은 방지하는 것이 좋습니다. 그러므로 광학용 옵티컬 케이블 기술은 에러 방지를 위해 사용됩니다. 다른 bus 시스템은 다양한 기술 옵션에 사용됩니다.

산업용 이더넷과 실시간 필요사항 

산업용 이더넷은 산업용 제품에 사용되는 장치의 이더넷 네트워크 기준에 대한 포괄적인 용어입니다. 스위치, 허브, 그리고 산업용 환경 조건에 적용할 수 있는 미디어 컨버터는 산업용 이더넷을 기반으로 하여 생산됩니다. 필요조건은DIN 철도 연결, 직접적 전압공급(DC 24V), 확장된 오퍼레이팅 온도 범위, 증가하는 보호 온도 범위, 진동 저항, 다양한 사례에서 안전장치 부착 작동에 대한 특별 측정을 포함합니다.

산업용 환경에서 네트워크 연결은 빈번하게 실행됩니다. 산업용 이더넷 네트워크는 종종 둥근 형태로 설치됩니다. 이는 오작동을 최대 하나의 스위치로 제어할 수 있도록 해줍니다. 만약 라인이 실패 되면, 네트워크는 전체적으로 계속 작동됩니다. 하나의 원 모양안에서 네트워크가 연결되지 않을 때 급속한 트리 프로토콜 또는 기준화되지 않은 프로토콜로 실행되며 이는 반응 시간을 빠르게 할 수 있습니다. Potential-free 시그널은 급속하게 발생한 에러 감지와 반응합니다.


Wireless communication: The HBM process controllers in the MP85A series transmit and signal production data via WLAN.

결론

산업용 어플리케이션의 통신은 모든 레벨에서 중요합니다. 다양한 노력에도 불구하고, 이는 아직 획일적인 기준으로 정의되지 않고 있으며 다른 시스템과 함께 작동될 가능성이 있습니다. 높은 대역폭 때문에 산업용 이더넷은 높아지는 가격에도 불구하고 필드버스 시스템으로 교체되고 있습니다. 

HBM은 현재 개발단계 동안 마켓을 기준으로 많은 것을 제공할 수 있는 우선권이 있습니다. 끊임없는 노력은 측정 도구의 하드웨어 인터페이스에서부터 소프트웨어 구조에서의 사용, FDT와 같은 기술의 지원, 필드버스 시스템의 프로세스 모니터링에서 사용되는 장치까지 포함됩니다. HBM은 Firewire, profinet, EtherCat에 주로 중점을 맞추고 있습니다. 점차 증가하고 있는 가격은 프로세스 스피드, 증가되는 데이터 량, 글로벌적인 네트워크의 연결, 원격제어와 같은 요소의 이점으로 보상될 수 있습니다. 

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