산업용 네트워크의 구성 요소 이해하기.

산업용 자동제어 시스템에서 네트워크 설계와 구현은 매우 중요한 과정입니다. 이는 장비 간의 통신을 원활하게 수행하기 위한 기반을 마련하는 것이기 때문입니다. 네트워크 설계와 구현에 필요한 요소들은 다음과 같습니다.

 

1. 토폴로지(Topology)

토폴로지는 네트워크의 물리적인 구성을 결정하는 요소입니다. 대표적으로 스타형, 버스형, 링형 등의 토폴로지가 있습니다.

스타형 토폴로지는 중앙에 스위치를 놓고 각 장비를 스위치에 연결하는 구조입니다. 스위치가 중앙에서 모든 장비들에게 데이터를 전송하므로, 데이터 전송 속도가 빠르고 편리합니다. 하지만, 스위치가 고장나면 전체 네트워크가 마비될 수 있습니다.

 

버스형 토폴로지는 각 장비를 직선형으로 연결하는 구조입니다. 데이터는 한 장비에서 다른 장비로 직접 전송됩니다. 구성이 간단하고 비용이 저렴하며, 네트워크를 확장할 수 있는 유연성이 있습니다. 하지만, 한 장비의 고장으로 전체 네트워크가 마비될 수 있으며, 데이터 전송 속도가 느릴 수 있습니다.

 

링형 토폴로지는 각 장비를 링 모양으로 연결하는 구조입니다. 데이터는 한 장비에서 다음 장비로 전송되며, 마지막 장비에서 다시 처음 장비로 전송됩니다. 이러한 구조로 인해, 데이터 전송 속도가 빠르고 안정적입니다. 하지만, 한 장비의 고장으로 전체 네트워크가 마비될 수 있으며, 구성이 복잡하고 비용이 높습니다.

 

2. 케이블(Cable)

케이블은 네트워크에서 데이터를 전송하는 데 사용되는 케이블입니다. 이더넷, 프로파이버, 캔버스 등 각 네트워크마다 다양한 종류의 케이블이 사용됩니다.

이더넷 케이블은 최대 100m까지 전송 가능한 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블입니다. 네트워크에서 가장 많이 사용되는 케이블로, 비용이 저렴하고 설치하기 쉽습니다. 하지만, 전송 거리가 짧고 노이즈에 취약합니다.

 

프로파이버 케이블은 긴 거리에서도 안정적인 전송을 가능케 하는 광섬유 케이블입니다. 전송 속도가 빠르고 노이즈에 강합니다. 하지만, 설치 비용이 높으며 구성이 복잡합니다.

 

캔버스 케이블은 자동차나 조종기 등의 산업용 분야에서 사용되는 케이블로, 노이즈에 강하고 긴 거리에서도 안정적인 전송이 가능합니다. 하지만, 전송 속도가 느리고 설치 비용이 높습니다.

 

3. 네트워크 장비(Network devices)

네트워크 장비는 네트워크에서 데이터를 전송하고 수신하는 데 사용되는 장비입니다. 대표적인 장비로는 스위치, 라우터, 허브 등이 있습니다.

 

스위치는 여러 개의 포트를 가지고 있는 장비로, 각 포트에 연결된 장비끼리 데이터를 전송합니다. 스위치는 데이터 전송 속도가 빠르고 안정적이며, 여러 개의 장비를 동시에 연결할 수 있습니다.

 

라우터는 서로 다른 네트워크 간의 데이터 전송을 담당하는 장비입니다. 라우터는 데이터의 경로를 결정하고 전송합니다. 여러 개의 네트워크를 연결할 수 있으며, 보안성이 높습니다.

 

허브는 여러 개의 포트를 가지고 있는 장비로, 포트에 연결된 모든 장비에 데이터를 전송합니다. 하지만, 데이터 충돌이 발생할 수 있으며, 데이터 전송 속도가 느립니다.

 

4. 네트워크 프로토콜(Network protocols)

네트워크 프로토콜은 네트워크에서 데이터를 전송하는 규약입니다. 대표적으로 TCP/IP 프로토콜, Modbus TCP 프로토콜 등이 있습니다.

 

TCP/IP 프로토콜은 인터넷에서 가장 널리 사용되는 프로토콜로, 데이터의 전송과 수신을 보장합니다. 데이터의 분할과 재조립, 에러 검사 등을 수행하여 안정적인 전송을 가능케 합니다.

 

Modbus TCP 프로토콜은 산업용 자동제어 분야에서 가장 많이 사용되는 프로토콜 중 하나입니다. 이는 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하며, 제어 및 감시 시스템에서 사용됩니다. Modbus TCP 프로토콜은 단순하고 경제적이며, 다양한 네트워크 및 장치에서 사용될 수 있습니다. 또한, 장비 간의 통신 시간을 단축하여 공정의 생산성을 향상시키는 데 효과적입니다.