높은 가용성의 안정적인 자동화 시스템: 힐셔의 PROFINET S2 시스템 이중화
S1 이중화
PROFINET은 어떤 종류의 이중화 메커니즘을 제공하는가?
S1 이중화:
실제로 PROFINET S1은 특수 이중화 구성이 아니라 기존 PROFINET 표준을 설명한다. 즉 하나의 IO 장치에는 하나의 컨트롤러와 통신 관계를 설정할 수 있는 PROFINET 인터페이스가 있다.
S2 이중화:
S2 이중화를 사용하면 IO 장치에 정확히 하나의 PROFINET 인터페이스가 있지만, 두 개의 중복 IO 컨트롤러와 최대 두 개의 통신 관계를 설정할 수 있다. 데이터는 일반적으로 주 연결을 통해 교환된다. 그러나 이 연결에 오류가 있는 경우 백업 컨트롤러를 통해 데이터 교환이 이루어진다.
R1 이중화:
이 구성에서 IO 장치 하나에 두 개의 PROFINET 인터페이스가 있으며, 각각 컨트롤러에 연결된다. 주 연결에 오류가 발생하면 동일한 인터페이스가 두 번째 컨트롤러로 전환되지는 않지만, IO 장치는 두 번째 인터페이스로 전환된다.
R2 이중화:
R2 시스템 이중화는 S2와 R1 접근 방식의 결합이다. 따라서 IO 장치에는 두 개의 PROFINET 인터페이스가 있으며, 각각 두 개의 중복 컨트롤러와 두 개의 통신 관계를 갖는다. 연결은 시스템 오류 유형에 따라 항상 가능한 가장 빠른 통신 관계를 통해 복원된다.
S2 시스템 이중화: 효율적인 만능 솔루션
S2 시스템 이중화는 두 개의 중복 컨트롤러를 사용해 시스템의 지속적인 운용을 보장하는 제어 수준의 이중화를 의미한다. 컨트롤러 중 하나에 오류가 발생하면 두 번째 컨트롤러가 가동 중단 없이 자동으로 제어를 인계한다. 이는 다음과 같이 원활하고 중단 없는 작동이 핵심인 산업용 애플리케이션에서 특히 중요하다:
· 주요 공정 자동화: 석유 및 가스, 화학, 제약과 같은 산업은 높은 신뢰성과 가용성이 필요하다. PROFINET S2 이중화는 컨트롤러에 오류가 발생할 경우 백업 컨트롤러가 즉시 인계할 수 있도록 한다. 이를 통해 중단 없이 주요 공정의 연속성이 보장된다.
· 고가용성을 요구하는 생산: 자동차 제조나 반도체 제조에 사용되는 고성능 생산 시설의 경우 계획되지 않은 가동 중단은 상당한 손실로 이어질 수 있다. S2 이중화는 오류 발생 시 컨트롤러를 신속히 변경해 원활한 생산 흐름을 유지하는 데 도움이 된다.
· 유틸리티 및 에너지 부문: 발전소, 수처리 시설 및 기타 유틸리티 서비스 분야에서는 지속적인 운용이 매우 중요하다. S2 시스템 이중화는 제어 장치에 오류가 발생하더라도 눈에 띄는 중단 없이 지속적인 운용을 보장한다.
네트워크 세그먼트의 완전한 분리를 가능하게 하는 R 이중화와 비교해, S2 시스템 이중화를 사용하면 상대적으로 간단한 방법으로 이중화 시스템을 구현할 수 있다. 이 경우 장치에는 하나의 네트워크 인터페이스, 즉 통신 컨트롤러 하나만 필요하다. 이를 통해 소형 필드 장치를 추가 하드웨어 없이 고가용성 시스템에 연결할 수 있다. 이러한 유형의 이중화는 이미 공장 자동화의 대부분 애플리케이션 시나리오에 충분하며 공정 자동화의 대규모 부분에도 적용된다. 따라서 S2 시스템 이중화는 이중화 메커니즘 중에서도 가장 효율적인 만능 솔루션이라 할 수 있다.
힐셔의 PROFINET S2 시스템 이중화
힐셔는 PROFINET S2 시스템 이중화에 필요한 장치 애플리케이션용 netX PROFINET 펌웨어를 제공한다. 즉 netX 51, netX 90 및 netX 100 통신 컨트롤러와 이를 기반으로 하는 제품(예: cifX PC 카드 제품군, 또는 netJACK이나 comX 등의 임베디드 모듈)을 네트워크 인터페이스로 사용하는 장치들의 이중화 시스템에 쉽게 통합할 수 있다.
표준 장치의 이중화 대응 장치로의 업그레이드를 통해 기업은 투자 절감 및 다음과 같은 다양한 혜택을 누릴 수 있다:
· 시스템 가용성 증가: 이중화는 컨트롤러 한 대에서 장애가 발생하면 시스템이 자동으로 보조 컨트롤러로 전환되기 때문에 가동 중단 시간을 최소화한다.
· 유지 관리 비용 절감: 시스템이 여전히 작동 중이므로 긴급 유지 관리에 소요되는 비용 및 작업을 줄이기에 서두르지 않고 유지 관리 작업을 수행할 수 있다.
· 신속한 오류 복구: 보조 컨트롤러로의 자동 전환은 신속한 오류 복구를 가능케 한다. 이를 통해 생산성 증대 및 가동 중단 시간의 감소가 가능하다.
· 안전성 및 신뢰성 향상: 시스템 이중화를 사용하면 전체 시스템 장애의 위험이 최소화되며, 이는 특히 안전에 민감한 애플리케이션에서 중요하다.
· 네트워크 요구 사항에 대한 유연한 적응: S2 이중화를 사용하면 네트워크를 특정 요구 사항 및 환경에 유연하게 적응시켜 다양한 산업용 애플리케이션에 대한 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있다.
PROFINET S2 시스템 이중화의 사용으로, 기업은 가동 중단 비용의 감소와 효율성의 증가로 이어지는 생산 시스템의 가용성과 안정성을 상당히 향상시킬 수 있다.
힐셔 소개
산업용 통신 분야의 선도적인 솔루션 기업 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 디바이스 제조업체, OEM, 최종 제품 제조업체들을 위해 네트워크 커넥티비티 솔루션을 제공하는 글로벌 기업이다. 1986년에 설립된 힐셔는 세계 각 지역에 진출해 산업용 통신에 주력하고 있으며 자사의 netX 칩 기반 제품 라인으로 모든 필드버스, 실시간 이더넷(Real-Time Ethernet), 산업용 IoT 프로토콜을 지원한다. 힐셔는 고객들이 인더스트리 4.0(Industry 4.0) 및 IoT를 구현할 수 있도록 netIOT 제품군, IoT 지원 자동화 장비를 위한 임베디드 칩 및 인터페이스, 공장 네트워크를 통해 데이터를 수집 및 처리하기 위한 엣지 게이트웨이, 주요 IT 및 클라우드 기반 애플리케이션에 연결성을 제공하기 위한 서비스를 제공한다. netIOT 제품군은 OT를 IT로 연결해 제조 현장의 데이터를 부가가치 정보로 변환시키는 솔루션을 제공한다.
한국지사 공식 블로그: http://www.hilscher.co.kr
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유튜브: http://www.youtube.com/user/hilscherAutomation
웹사이트: http://www.hilscher.com
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