산업 네트워크의 유형은 무엇이며 장점과 단점은 무엇입니까?

자동 제어 시스템에서 산업용 네트워크의 적용은 분산 제어 시스템 DCS(Distributed Control System), 필드 버스 제어 시스템 FC(Fieldbus Control System) 및 산업용 이더넷(Industrial F_．themet)과 같은 형태를 취하는 경우가 많습니다. ), 이는 오늘날 산업 제어의 주류를 구성합니다. 동시에 인터넷 및 웹 기술의 발전은 웹 자동화를 향한 산업 제어 시스템의 개발을 촉진합니다. (1) 분산 제어 시스템이라고도 알려진 DCS 시스템은 안정적이고 신뢰할 수 있으며 안전한 산업 제어 방법으로 현재 국내 다양한 ​​산업 제어 현장에서 널리 사용되고 있습니다. 기본 아이디어는 분산 제어 및 중앙 집중식 관리입니다. 일반적인 구조는 상위 및 하위 컴퓨터 시스템과 해당 통신 네트워크입니다. 상위 컴퓨터를 운영 스테이션이라고 하며 하위 컴퓨터를 제어 스테이션이라고 합니다. 운영 스테이션은 제어 시스템의 제어 작동, 프로세스 상태 및 경보 상태 표시, 기록 데이터 수집, 다양한 추세 표시, 보고서 생성 및 인쇄를 실현하는 정보 모니터링 계층에 있습니다. - 실시간 수집, 데이터 처리, 제어 계산 및 결과를 호스트 컴퓨터로 전송하기 위한 현장 물리적 신호(아날로그 및 스위칭 신호 포함)를 담당하는 사이트 제어 계층. 시스템의 네트워크는 다음을 담당합니다. 제어 스테이션 간, 작동 스테이션과 제어 스테이션 간, 작동 스테이션과 접점 간 데이터 통신. (2) FCS 시스템은 1980년대에 생산되었으며 DCS를 기반으로 개발되었으며 지능형 현장 장치와 자동화 시스템 간의 완전한 디지털 양방향 다중 노드 통신 링크를 제공합니다. FCS의 출현으로 현장 장비의 디지털화와 네트워킹이 촉진되고 현장 제어 기능이 더욱 강력해졌습니다. 일대일 구조, 단방향 신호 전송, 높은 배선 및 디버깅 비용, 상대적으로 열악한 상호 운용성 등 DCS의 단점과 비교하여 FCS의 가장 큰 특징은 배선 및 그에 따른 디버깅, 설치, 유지 관리 등 비용이 많이 들기 때문에 널리 사용되고 매우 빠르게 개발되었습니다. 현재 Profibus-DP, FF, DeviceNet, Lonworks, Modbus 등을 포함하여 전 세계적으로 40개 이상의 인기 있는 필드버스가 있습니다.

(3) 산업용 이더넷은 필드버스 개방성, 상호 운용성, 상호 교환성, 통합성 및 디지털 신호 전송이라는 특성을 가지고 있습니다. 많은 전문가들은 이더넷이 필드버스를 대체할 최선의 선택이자 최종 개발 방향이 될 것이라고 예측합니다. 이더넷은 IEFES02-3에서 지원하는 LAN 표준으로, 충돌 감지(CSMA/CD) 기능이 있는 캐리어 감지 다중 접속 기술을 사용하며 사무 자동화 분야에서 널리 사용되었습니다. 이더넷 기술은 실시간 요구 사항이 높은 산업 제어 분야에 사용됩니다. 핵심은 CSMA/CD의 충돌을 피하기 위한 효과적인 조치를 취하는 것입니다. 이더넷 통신 대역폭이 크게 향상됨에 따라 카테고리 5 연선은 수신 및 전송 신호를 분리하고 전이중 전환 이더넷 스위치를 사용하여 스타 토폴로지의 포트에 있는 각 네트워크 노드에 독립적인 대역폭을 제공하므로 다양한 장치가 연결됩니다. 동일한 스위치에 대한 리소스 경쟁이 없으며 캐리어 수신이 격리됩니다. 따라서 네트워크 통신의 실시간 특성이 크게 향상되어 이더넷 제품을 산업 제어 사이트에서 실제로 사용할 수 있습니다. 더욱이, 이더넷 기술은 성숙하고, 연결 케이블과 인터페이스 장비의 가격은 상대적으로 낮으며, 대역폭은 빠르게 증가하고 있어 통신 속도가 증가하고 원래의 버스 기술로는 요구 사항을 충족할 수 없는 상황에 대한 현장 장비의 요구를 충족할 수 있습니다. .

(4) 웹 자동화 기술 인터넷은 세계 전체를 연결하고, 웹 기술은 정보 기술의 혁명을 촉발합니다. 웹 기술을 산업 제어 분야에 적용하면 웹 자동화가 가능해집니다. 웹 자동화의 기본 개념은 산업현장의 데이터를 언제 어디서나 필요한 만큼 실시간으로 접근하고 제어할 수 있다는 것이다. 웹 데이터 수집 및 제어에 대한 기본 요구 사항은 다음과 같습니다. 웹 네트워크와 TCP/IP 프로토콜을 통해 모니터링 장비와 프로세스 데이터를 연결할 수 있는 인터페이스, 즉 활성화할 수 있는 인터페이스가 있어야 합니다. 프로세스를 통과하는 데 필요한 디스플레이 또는 제어 페이지 브라우저에서 액세스하는 웹 서버는 실행 중인 논리 계층이며 로컬 트랜잭션(예: 서버)과 원격 시스템 간의 데이터 수신 및 저장을 처리하는 데이터베이스 서버가 있어야 합니다. 즉, 클라이언트), 즉 데이터베이스 계층입니다. 전형적인 3층 구조입니다. 세 번째 계층(데이터베이스 계층), 두 번째 계층(작업 논리 계층) 및 첫 번째 계층(사용자 인터페이스 계층)은 웹 모드에서 사용자 인터페이스와 작업 논리를 효과적으로 분리할 수 있습니다. 사용자 브라우저는 디스플레이만 담당합니다. 인터페이스 및 운영자는 브라우저를 통해 웹 서버의 다양한 정보에 직접 액세스하고 실행 중인 로직을 웹 서버로 마이그레이션할 수 있습니다. 클라이언트의 응용 프로그램 소프트웨어를 설치하거나 클라이언트의 컨트롤을 등록할 필요가 없습니다. 매우 편리합니다. 기능과 운영 로직을 변경해야 하는 경우 시스템 유지 관리 담당자가 웹 서버에서 해당 페이지와 구성 요소를 직접 수정할 수 있으며 사용자는 즉시 새로운 기능을 얻을 수 있습니다.

(5) 위 제어 방법의 적용 특성 FCS 기술은 기존 DCS가 따라올 수 없는 장점을 갖고 있지만 DCS는 FCS의 개발을 따르지 않았으며 앞으로도 따르지 않을 여러 요인으로 인해 그 홍보 및 적용이 제한됩니다. .개발을 중단하고 현장 공정 제어 단계에서 즉시 철수할 예정입니다. 이는 우선 현재 우리나라 제어 현장에 있는 많은 장치가 스마트 기기가 아니고 필드 버스에 직접 연결할 수 없기 때문입니다. FCS, 특히 스마트 장비의 가격은 상대적으로 비싸고 FCS의 포괄적인 사용 가격은 여전히 ​​DCS보다 높습니다. 셋째, DCS는 PLC(프로그래밍 가능)와의 통합, 침투 및 통합과 같은 새로운 기술을 지속적으로 채택하고 있습니다. 컨트롤러), 일반적으로 IPC를 운영 스테이션으로 사용하고 인공 지능 기술 등을 채택하는 DCS는 포괄적이고 지능적인 개발 추세를 보여줍니다. 넷째, FCS 표준에는 다양한 유형이 있으며 서로 다른 표준의 장비 간의 통신은 일반적으로 이루어집니다. 다섯째, 안전성과 신뢰성을 강조하면서 첫 번째 응용 시나리오에서는 DCS 기술의 성숙도와 높은 신뢰성이 더 많이 고려됩니다. 동시에 일부 전문가들은 FCS의 통신 회선 장애가 전체 문제를 일으킬 것이라고 우려합니다. 시스템이 마비됩니다. 화학 수처리 시스템과 같은 발전소 보조 장비 시스템에서는 여전히 DCS가 주요 시스템으로 일반적으로 사용됩니다. 이를 기반으로 저자는 FDCS 시스템(Fieldbus Distruded Control)이라고 부르는 하이브리드 시스템을 구성하기 위해 FCS 기술을 부분적으로 사용합니다. 체계). 산업용 이더넷은 현재 산업용 네트워크 제어 시스템의 정보 계층에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 현장 제어 수준 애플리케이션도 제공합니다. 예를 들어 SIEMENS의 PLC는 전용 이더넷 인터페이스 모듈을 제공하고 어드밴텍의 새로운 지능형 모듈에는 웹 서버가 내장되어 있습니다. 현장 모듈에 웹 페이지 게시 기능을 갖고 웹 페이지를 통해 외부 세계와 직접 정보를 교환할 수 있도록 설치됐다. 웹 자동화 기술의 장점은 운영자가 시간과 공간의 제약 없이 현장 외부의 브라우저를 통해 웹 서버의 다양한 정보에 접근할 수 있어 발전소 파견, 지휘, 기타 부서에서 현장 데이터를 열람하고 조회할 수 있다는 점입니다. 또는 현장 장비를 모니터링할 수 있는 권한이 있는 제어 명령을 발행합니다.

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