이더넷-APL은 PROCESS 계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 했다. 이번 호는 지난 회에 이어 전원이 공급되지 않는 트렁크를 사용한 모범 사례 계획과 산업용 이더넷을 필드 스위치에 적용한 모범 사례 계획의 예에 대해서 알아본다.

 

 

그림 1은 단면이 1.5mm²(16AWG)인 APL 트렁크 케이블을 사용하면 두 APL 필드 스위치 각각에 최대 2개의 APL 필드 장치를 연결할 수 있음을 보여준다. 단면이 2.5mm²(14AWG)인 APL 트렁크 케이블을 사용하면 장치 수가 APL 필드 스위치당 3개로 증가한다. 모범 사례가 요구사항이나 독자에게 맞지 않을 경우 사용된 구성 요소의 개별 데이터를 기반으로 등급을 개별적으로 계산할 수 있다.

 

APL 필드 스위치와 APL 필드 장치의 전력은 APL 트렁크 케이블을 통해 전달되어야 한다. 앞의 예를 통해 APL 필드 스위치 수, APL 필드 장치 수 및 케이블 길이에 일정한 제한이 있음을 알 수 있다. 계획된 응용 프로그램에서 더 높은 등급이 요구되는 경우 다음 장에서 설명하는 대로 무동력 트렁크 또는 산업용 이더넷 솔루션을 APL 필드 스위치에 사용하는 것이 좋다.

 

전원이 공급되지 않는 트렁크를 사용한 모범 사례 계획의 예

 

앞서 설명된 전동식 트렁크의 모범 사례는 트렁크 케이블이 모든 APL 구성 요소에 전력을 전달해야 한다는 사실로 인한 특정 제한 사항을 보여준다. 애플리케이션이 더 먼 거리와 더 많은 수의 장치를 요구하는 경우, 전원이 공급되지 않는 트렁크의 사용을 고려해야 한다. 이 경우 트렁크 케이블은 데이터만 전달한다. 필드 스위치의 전원은 보조 전원 공급 장치를 통해 제공된다.

 

그림 2는 전원이 공급되지 않는 트렁크의 예를 보여준다. 트렁크의 각 세그먼트의 세그먼트 길이는 최대 1,000m이다. 스퍼(spur)의 길이는 최대 200m이다. 이 예에서는 각각 최대 16개의 APL 필드 장치를 갖춘 최대 n개의 APL 필드 스위치가 있다고 가정한다. 이제 제한은 주로 10Mbit/s APL 세그먼트의 버스로드에서 파생된다. 예를 들어, 9개의 필드 스위치를 가정할 수 있다. 이는 144개의 APL 필드 장치로 이어진다. 모든 장치에 대해 50ms의 사이클 시간을 가정하면 APL 세그먼트의 버스 부하는 약 20%가 된다. 이는 표1에 제시된 권장사항과 일치한다.

 

또한 상위 PLC가 처리할 수 있는 장치의 수를 관찰해야 한다. 긴 버스 노선이 네트워크 가용성에 미치는 영향은 앞 장에서 이미 설명되어 있다. APL 시스템의 범위가 상당히 커질 수 있으므로 시스템의 등 전위 본딩(bonding)에 특별한 주의를 기울여야 한다.

 

산업용 이더넷을 필드 스위치에 적용한 모범 사례 계획 예

 

등전위 본딩 시스템의 품질을 알 수 없는 경우 그림 3에 따른 설정을 사용할 수 있다. 여기서 산업용 이더넷 제어 네트워크는 광섬유 케이블을 통해 현장 스위치로 직접 라우팅 된다. 다중 모드 광섬유는 일반적으로 스위치 간 최대 2,000m의 거리를 허용한다. 이 예에서는 각각 최대 16개의 APL 필드 장치가 있는 n개의 필드 스위치가 있다고 가정한다. 이 예의 주요 제 한 사항은 상위 PLC/DCS(호스트 시스템)에 연결할 수 있는 장치 수와 산업용 이더넷 네트워크에 허용되는 최대 회선 깊이다.

 

 

모범 사례 요약 예시

 

이 섹션에서는 이전 섹션에 표시된 모범 사례 계획 예에서 도출할 수 있는 결론을 요약한다.

전원이 공급되는 트렁크가 있는 토폴로지의 기능은 다음과 같다.

 

· 현장 스위치를 위한 보조 전원이 필요하지 않다. 전원 공급 트렁크를 통해 전원이 공급된다.

· APL 트렁크의 최대 허용 길이는 APL 필드 스위치의 위치와 APL 필드 스위치에 연결된 APL 필드 장치의 수 및 전력 소비량에 따라 달라진다. 트렁크 케이블의 단면은 길이 계산의 일부이다.

· APL 트렁크의 데이터 속도는 10Mbit/s이다. 네트워크 통신 부하를 관찰해야 한다.

· 특히 긴 몸통 부분에서 등 전위 본딩을 관찰해야 한다. 참고로, 양쪽이 CBN에 연결된 경우 케이블 실드에 등 전위 전류가 흐를 수 있다.

 

전원이 공급되지 않는 APL 트렁크를 사용하는 토폴로지에는 다음과 같은 기능이 있다.

 

· APL 현장 스위치에 전원을 공급하는 데 필요한 현장의 보조전원.

· 각 APL 트렁크 세그먼트는 최대 1,000m까지 가능하다.

· APL 트렁크에 대한 전력 계산이 필요하지 않다.

· APL 트렁크의 데이터 속도는 10Mbit/s이다. 네트워크 통신 부하를 관찰해야 한다.

· 특히 긴 몸통 부분에서 등 전위 본딩을 관찰해야 한다. 참고로 양쪽이 CBN에 연결된 경우 케이블 실드에 등 전위 전류가 흐를 수 있다.

 

APL 필드 스위치에 산업용 이더넷을 실행하는 토폴로지는 다음과 같은 기능을 갖는다.

 

· APL 트렁크는 사용되지 않는다.

· 현장 스위치에 전원을 공급하는 데 필요한 현장의 보조 전원

· APL 필드 스위치는 100Mbit/s로 산업용 이더넷에 직접 연결되므로 데이터 속도는 중요하지 않다.

· 광섬유 케이블이 산업용 이더넷에 사용되는 경우 등 전위 본딩은 중요하지 않다.