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마이크로칩 2021-02

[전문가 기고] 산업용 이더넷에서 일반적으로 발생할 수 있는 실수 12가지

입력 : 2021.02.16 09:02

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[헬로티]


프로세스, 플랜트 엔지니어, 테크니션 또는 전기 기술자든 관계없이 오늘날 산업용 이더넷(IE)을 비롯한 다양한 분야의 전문가여야 한다. 조만간 이 네트워킹 기술의 변화에 정통하지 않은 사람들로 인해 문제가 발생하게 될 것이다. 산업용 이더넷을 다룰 때 직면할 수 있는 최악의 문제는 다음과 같다. 공장 가동 중단으로 이어지기 전에 이를 찾아서 해결할 수 있기를 바란다.


1. 사무실 용 커넥터, 케이블 및 네트워크 장비 사용.

대부분의 일반용 및 오피스 등급 장비가 산업용 이더넷에도 사용되는 것이 사실이다. 하지만 비 산업용 장비는 공장에서 흔히 볼 수 있는 진동, 습기, 전기 간섭 (EMI), 화학 물질 등에 대해 버티도록 설계되지 않았다. 현명한 사람들은 이것을 알고 있지만 때로는 문제가 발생되면 제품을 교체하려는 차선책을 염두하고 일반 장비를 사용하기도 한다. 하지만 실제 문제가 발생된 이후에는 생산이 중단되는 중요한 문제를 만나게 되기 때문에, 산업용 이더넷에 비산업용 장비를 절대 사용하지 말아야 한다.


2. 부주의 한 케이블 포설 경로.

일부 케이블은 최악의 MICE(Mechanical, Ingress, Climatic, Electromagnetic)에서 버티도록 설계되었으므로 해당 케이블을 포설하는 방식이 약간 부주의할 수 있다. 그러나 대부분의 경우 케이블 연결에는 몇 가지 제한 사항이 있으며 경로로 포설할 때 이러한 제한 사항을 알고 있어야 한다. 가변 주파수 모터 드라이브(VFD)와 같은 전자기 간섭 발생원에 너무 가까운지, 너무 뜨거워지거나 강한 화학 물질에 노출되거나 물에 노출되는 곳이 있는지 등 이러한 실수를 저지를 때 최악의 경우는 케이블이 제대로 작동하는 것처럼 보인다는 것이다. 시간이 지나면 결국 고장을 일으킬 정도로 상황이 변할 때까지 말이다.


3. 라벨링 하지 않은 케이블.

플랜트에서 배관 및 도관의 라벨링에 대한 요구 사항과 표준을 가지고 있는 것처럼 케이블도 마찬가지다(TIA 606-B 라벨링 표준 참조). 여기서 문제는 안전이 아니라 시간의 허비다. 케이블이 경로를 정확하게 알면 문제를 해결하거나 업그레이드할 때 많은 시간을 절약할 수 있다.


4. 새 라인을 설치하기 전에 케이블을 테스트하지 않음.

케이블 연결을 확인하면 새 시스템을 설치하고 시작할 때 시간을 절약할 수 있다. 케이블을 빠르게 확인하는 데는 몇 초밖에 걸리지 않지만 커넥터가 부적절하게 종단되거나 너무 길거나 EMI에 취약한 케이블과 같은 문제가 발생되면 이러한 문제를 해결하는 데 몇 시간이 걸리고 프로젝트가 지연될 수 있다.


5. 케이블을 파라미터(케이블 테스트 표준)를 테스트하지 않음.

위의 4 번에 설명된 기본 케이블 테스트는 케이블이 제대로 설치되었는지 확인하는데 도움이 될 수 있지만 성능을 알 수는 없다. 고급 테스터는 누화(케이블 처리량에 영향을 미침), 저항 및 반사 손실(진동 또는 습기에 취약한 커넥터를 나타낼 수 있음), 횡축 변환 손실(전자기 간섭에 대한 취약성을 나타냄)과 같은 더 많은 파라미터(케이블 테스트 표준)를 측정한다. 케이블 연결이 이러한 파라미터에 대한 성능 표준을 충족하는지 확인하면 케이블 연결이 시작시 뿐만 아니라 미래에도 제대로 작동 할 것이라는 보장을 제공한다.



6. '연장 케이블' 사용.

제대로 작동하지 않는 케이블에 대해 자주 사용하는 빠른 해결 방법 중 하나는 링크 중간에 있는 관리되지 않는 스위치에 연결하고 여기에서 최종 장치로 케이블을 연결하는 것이다.(신규 포설) 이 방법은 때때로 작동하지만 장애 지점을 추가하며, 이는 장치가 일반용 또는 오피스용 제품인 경우 특히 문제가 된다. 또 다른 문제는 이와 같이 연결되면 장치를 제어할 수 없으며 실제로 네트워크 관리 또는 문제 해결을 시도할 때 장비를 찾을 수 없다는 것이다.


7. 'Link Light' LED에 대한 무한 신뢰.

케이블을 장비에 연결하고 링크 LED가 켜지는 것이 보이면 만족스럽지만 통신 링크가 제대로 작동하는지 또는 전혀 작동하지 않는지를 보장하는 것은 절대 아니다. 링크 표시등은 일반적으로 통신이 정상이든 비정상이든 상관없이 켜진다. 이는 오류에 대한 확인이 아니라는 의미다. 대부분의 숙련된 네트워크 테크니션은 링크가 전혀 작동하지 않거나 연결되지 않았을 때 표시등이 켜진 경험에 대한 이야기를 한다. 그래서 테크니션들은 그 링크 표시등을 믿지 않으며, 누구도 믿어서는 안된다.


8. 'swap- ‘til-you-drop' 문제 해결을 시도.

산업용 이더넷 네트워크가 작동을 멈추면 빠른 문제 해결을 위한 작업을 시작해야 한다. 전원 플러그를 확인해야 한다. 다른 스위치 포트를 사용해봐야 한다. 새 케이블을 사용해야 한다. 컨트롤러를 교체해야 한다. 안타깝게도 이런 문제 해결 접근 방식에는 여러 가지 문제가 있다. 첫째, 고장나지 않은 것을 고치는 데 많은 시간을 낭비할 수 있다. 둘째, 고장나지 않은 것을 교체하는 것은 비용이 많이 들 수 있다. 셋째, 최악의 경우 통신이 다시 시작될 때 문제가 무엇인지 모르기 때문에 문제를 실제로 해결했는지 확신할 수 없다.


9. 산업용 이더넷 장애의 주요 원인에 대한 준비가되어 있지 않음.

연구에 따르면 산업용 이더넷 장애의 가장 일반적인 원인은 케이블과 커넥터다. 좋은 소식은 적은 투자로 신속하게 찾아내고 해결할 수 있다는 것이다. 케이블 테스터를 현장에 두면 케이블에 결함이 있는지(실제 문제에 집중할 수 있음) 확인할 수 있을 뿐만 아니라 문제가 발생한 위치(가장 일반적으로 커넥터)를 알 수 있다. 현장에 종단 도구와 교체용 커넥터(예비 케이블 연결 일 수도 있음)가 있으면 새로 구매하거나 케이블 테크니션을 고용할 때보다 시간을 절약 할 수 있다.


10. 광 커넥터 종단면 검사 및 청소 무시.

산업용 이더넷 설치에 광 케이블이 포함된 경우 광 케이블 장애의 가장 일반적인 원인은 오염된 커넥터 종단면이며, 이는 더럽거나 먼지가 많은 공장 환경에서 특히 심각한 문제다. 광 연결은 더 많은 데이터를 처리하고 중요할 가능성이 높기 때문에 실패는 치명적일 수 있다. 광 커넥터가 연결되거나 다시 연결될 때마다 검사하고 필요한 경우 청소하고 다시 검사하여 문제를 방지해야 한다.


11. 광 케이블을 설치 후 테스트하지 않음.

광 케이블은 액세스 스위치(일반적으로 기계 근처)와 분배 또는 코어 스위치 사이에 자주 사용된다. 광 케이블은 거리가 멀리 떨어져 있거나, Copper 케이블 사용에 적합하지 않은 환경에 사용된다. 그러나 많은 네트워크 구성 요소와 마찬가지로 광 링크는 열악한 환경에서는 문제를 일으킬 수 있다. 광 케이블을 설치한 후 테스트하여 검증하면 표준의 요구 사항을 만족하는지 확인하고 오류 지점까지 정확하게 파악할 수 있다.


12. 지나치게 긴 케이블.

Copper 또는 광 케이블이 아무리 좋더라도 모두 길이에 대한 제한이 있다. 이러한 제한을 초과하면 작동하지 않을 뿐만 아니라 간헐적으로 작동하여 예기치 않은 다운 타임이 발생할 위험이 매우 높다. 시운전 전이나 문제 해결 시에 케이블을 테스트하면 길이가 너무 긴지 알 수 있다.

대부분의 사람들은 주변 온도가 상승하면 케이블 성능이 저하 된다는 사실을 모른다. 케이블링 표준은 고온에 의해 Copper 케이블에 "유도"요인을 적용하여 허용 가능한 길이를 단축한다고 인정하고 있다. 작동 온도에서 케이블의 삽입 손실(IL) 및 반사 손실(RL)을 측정하여 이러한 중요한 측정이 한계 내에 있는지 확인하여 이 문제를 확인할 수 있다. 표준에 비해 너무 긴 링크가 필요한 상황에서는 MICE 환경의 Copper 케이블 작동 거리를 확장하도록 설계된 특수 케이블링에 대해 케이블 제조사에 꼭 문의해야 한다.


플루크네트웍스 문건호 지사장

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