Allen{0}}Bradley 기반 제어 시스템을 관리하거나 유지 관리하는 경우 아마도 이러한 상황에 직면했을 것입니다. PLC 모듈이 단종되거나 원래 공급업체의 가격이 갑자기 세 배로 오르면 대신 교체 또는 호환 모듈을 찾기 시작합니다. 사양도 적당하고, 물리적 커넥터도 일치하며, 가격도 합리적입니다. 그러나 주문하기 전에 한 가지 질문을 건너뛰는 경향이 있습니다. 이 모듈이 실제로 교체되는 모듈과 동일한 프로토콜을 동일한 방식으로 말하는가?
이것은 Allen{0}}Bradley 커뮤니케이션에서 명확하게 설명되는 경우가 거의 없는 부분입니다. 대부분의 가이드는 EtherNet/IP, DeviceNet 또는 ControlNet이 무엇인지 일반적인 용어로 설명하지만 엔지니어가 부품을 조달할 때 직면하는 실제 결정에 해당 지식을 연결하는 가이드는 거의 없습니다. 이 기사에서는 각 프로토콜이 실제 시스템에 적합한 주요 Allen{3}}Bradley PLC 통신 프로토콜에 대해 설명하고, 마찬가지로 중요한 것은 설치 후 통신 문제가 발생하지 않도록 교체 또는 호환 모듈을 구입하기 전에 확인해야 할 사항에 대해 설명합니다.
PLC 통신 프로토콜이란 무엇이며 왜 중요한가요?
일반 언어로 정의
통신 프로토콜은 단순히 두 장치가 데이터를 올바르게 교환할 수 있도록 합의된 규칙 세트입니다. 공유 언어에 대해 생각하는 방식으로 생각하십시오. PLC와 HMI가 동일한 프로토콜을 사용하면 서로의 메시지를 이해합니다. 그렇지 않으면 연결이 물리적으로 괜찮아 보이지만 실제로는 사용 가능한 데이터가 둘 사이에 전달되지 않을 수 있습니다.
프로토콜 선택이 시스템 가동 시간 및 유지 관리 비용에 영향을 미치는 이유
프로토콜 불일치는 다운타임의 가장 일반적이고 예방 가능한 원인 중 하나입니다. 규모에 비해 잘못된 프로토콜을 기반으로 구축된 제어 시스템은 나중에 확장하기가 힘들며, 프로토콜 호환성을 확인하지 않고 기존 장비와 새 장비를 혼합하면 배선과 전원이 올바르게 보이기 때문에 진단하기 어려운 간헐적인 오류가 발생하는 경우가 많습니다. 유지관리 비용도 영향을 받습니다. 증상이 원인을 직접적으로 지적하는 경우가 거의 없기 때문에 프로토콜{3}} 수준 문제를 해결하는 것은 일반적으로 배선 오류를 해결하는 것보다 더 오래 걸립니다. 시스템이 의존하는 프로토콜과 연결된 모든 장치에서 해당 프로토콜이 요구하는 것이 무엇인지 이해하는 것이 이러한 문제를 방지하기 위한 첫 번째 단계입니다.
이러한 기반을 마련한 후 현재 신규 설치를 주도하는 프로토콜부터 시작하여 Allen{0}Bradley 환경에서 가장 흔히 접할 수 있는 프로토콜을 살펴보겠습니다.
최신 이더넷-기반 프로토콜
이더넷/IP
EtherNet/IP(이더넷 산업용 프로토콜)는 최신 Allen{0}Bradley 시스템의 기반이 되는 통신 프로토콜입니다. 이는 표준 이더넷 하드웨어를 통해 실행되며 DeviceNet 및 ControlNet과 공유되는 동일한 프로토콜 기반인 애플리케이션 계층에서 CIP(Common Industrial Protocol)를 사용합니다. 이러한 공유 기반은 EtherNet/IP가 로크웰 오토메이션 아키텍처 전반에 걸쳐 원활하게 통합되는 이유 중 하나입니다.
몇 가지 이유로 EtherNet/IP가 새로운 빌드의 기본 선택이 됩니다. 상용 이더넷 스위치와 케이블을 사용하므로 하드웨어 비용이 낮게 유지되고 IT 부서는 이미 알고 있는 도구를 사용하여 네트워크를 지원할 수 있습니다. 스위치 이더넷 네트워크는 이전 버스- 기반 프로토콜처럼 모든 장치에서 대역폭을 공유하지 않기 때문에 확장성이 뛰어납니다. 그리고 EtherNet/IP는 널리 채택되기 때문에 타사{4}}센서, 드라이브 및 게이트웨이는 거의 항상 즉시 이를 지원하므로 다중 공급업체 통합이 예전보다 훨씬 덜 고통스럽습니다.
시스템이 MES, 히스토리언 또는 클라우드 대시보드와 데이터를 공유해야 하는 경우 EtherNet/IP는 별도의 게이트웨이 계층 없이 IT 인프라와 동일한 물리적 네트워크에 위치할 수 있으므로 기본 선택에 가깝습니다.
이를 지원하는 AB 모델:ControlLogix 및 CompactLogix 플랫폼을 포함한 최신-세대 Allen-Bradley 컨트롤러에는 EtherNet/IP가 표준 내장형 통신 포트로 포함되어 있습니다.- 일부 구형 또는 보다 특수화된 컨트롤러 모델은 EtherNet/IP 네트워크에 연결하기 위해{4}}기본적으로 지원하는 대신 추가 통신 모듈이 필요할 수 있으므로 전체 제품군에 걸쳐 지원을 가정하기보다는 특정 모델과 펌웨어 버전을 확인하는 것이 좋습니다. 컨트롤러 또는 통신 모듈을 소싱하고 특정 부품 번호가 무엇을 지원하는지 확인하려는 경우앨런-브래들리 PLC그리고Allen-Bradley PLC 모듈페이지에는 프로토콜 세부정보와 함께 현재 재고가 나열되어 있습니다. 또는 모델 번호를 직접 보내주셔도 됩니다.
EtherNet/IP 빠른 참조
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매개변수 |
일반적인 값 |
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물리적 매체 |
표준 이더넷(구리 또는 광섬유) |
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속도 |
10/100Mbps 공통, 최신 하드웨어에서 기가비트 지원 |
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토폴로지 |
스타, 스위치 네트워크. |
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일반적인 사용 |
신규 설치, IT/OT 통합, 모션 및 I/O 제어 |
최신 이더넷{0} 기반 통신은 대부분의 신규 설치를 포괄하지만 설치된 Allen{1}Bradley 시스템의 상당 부분은 여전히 EtherNet/IP 이전의 프로토콜에 의존하고 있습니다. 그것들은 아직도 많이 사용되고 있으므로 그것들 역시 이해할 가치가 있습니다.
레거시 버스-기반 프로토콜
디바이스넷
DeviceNet은 각 장치를 개별적으로 배선하는 대신 센서, 푸시 버튼 및 모터 스타터와 같은 간단한 현장 장치를 공유 버스를 통해 PLC에 다시 연결합니다. CAN(Controller Area Network) 기술로 실행되며 일반적으로 케이블 길이에 따라 최대 500kbps의 속도로 작동합니다. 실질적인 이점 중 하나는 DeviceNet이 동일한 케이블을 통해 전원과 신호를 모두 전달하므로 다수의 간단한 장치에 대한 설치 비용이 낮아진다는 것입니다. 이는 포장 라인이나 식품 및 음료 장비와 같이 비용에 민감한 개별 애플리케이션에서 가장 자주 볼 수 있으며, 여기서는 대량의 센서 수가 원시 처리량보다 더 중요합니다.
컨트롤넷
ControlNet은 저비용 현장 배선보다는 결정적이고 시간이 중요한-제어라는 다른 우선순위를 위해 구축되었습니다.- 이는 예약된 트래픽에 대한 대역폭을 보장하기 위해 시분할 방식을 사용하므로 메시지 타이밍을 단지 빠르기보다는 예측할 수 있어야 하는 다{4}}축 모션 제어와 같은 애플리케이션에 매우 적합합니다. 많은 간단한 장치를 저렴하게 연결해야 하기 때문에 DeviceNet을 선택한 반면, 애플리케이션이 가변적인 메시지 대기 시간을 허용할 수 없기 때문에 ControlNet을 선택했습니다. 시스템에 엄격한 타이밍 요구 사항이 있는 조정된 모션 또는 프로세스 제어가 포함된 경우 ControlNet은 DeviceNet보다 더 적합합니다. 둘 다 EtherNet/IP와 동일한 CIP 기반을 공유하더라도 마찬가지입니다.
이러한 프로토콜이 여전히 사용되는 이유와 주의할 사항
현재 DeviceNet 또는 ControlNet을 사용하여 새로운 설치를 시작하는 경우는 거의 없지만 이를 기반으로 구축된 많은 장비는 여전히 현장에서 안정적으로 실행되고 있습니다. EtherNet/IP로 전환하기 위해 전체 네트워크를 교체하는 것은 비용이 많이 들고, 많은 경우 마이그레이션 중에 계획되지 않은 가동 중지 시간으로 인한 위험과 비용이 이미 작동하는 장비를 업그레이드하는 이점보다 더 큽니다. 이러한 레거시 네트워크의 주요 유지 관리 과제는 프로토콜 자체가 아니라 호환 가능한 현장 장치 및 통신 모듈을 원래 부품으로 소싱하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. DeviceNet 또는 ControlNet 구성 요소를 교체해야 하는 경우 프로토콜 버전과 노드 용량을 주의 깊게 확인할 가치가 있습니다. 왜냐하면 오래된 네트워크는 최신 스위치 이더넷 네트워크보다 작은 불일치를 덜 허용하기 때문입니다.
이러한 버스-기반 프로토콜 외에도 Allen-Bradley 시스템은 특히 DeviceNet보다 이전 버전의 장비를 유지 관리하는 경우 이해할 가치가 있는 이전 세대의 직렬 및 독점 네트워킹 표준을 사용합니다.
직렬 및 데이터 하이웨이 프로토콜
DH+ / DH485
Data Highway Plus(DH+) 및 DH485는 Allen{2}}Bradley의 초기 독점 네트워킹 프로토콜로, 원래 이더넷- 기반 옵션이 존재하기 전에 PLC와 프로그래밍 터미널을 연결하기 위해 개발되었습니다. DH+는 최대 약 230kbps의 속도로 작동하고 네트워크 액세스를 제어하는 토큰{8}}전달 체계를 사용하여 최대 64개의 노드를 지원합니다. DH485는 지원되는 노드 수가 적고 처리량이 더 낮은 짧은 범위의 작업 현장 애플리케이션을 위해 설계된 관련이 있지만 별개의 프로토콜입니다. 오늘날 새로운 시스템 설계에는 두 가지 모두 사용되지 않지만, 둘 다 완전히 업그레이드되지 않은 생산 현장에서 프로그래밍 터미널, 이전 운영자 인터페이스 및 레거시 PLC-5 또는 SLC-500 컨트롤러를 실행하는 데 여전히 사용됩니다.
RS-232 / RS-485
RS-232 및 RS-485는 그 자체로는 프로토콜이 아닙니다. 이는 신호가 케이블을 통해 이동하는 방식을 정의하는 물리적 계층 표준이며 일반적으로 Modbus RTU 또는 DF1과 같은 프로토콜이 그 위에서 실행됩니다. RS{10}}232는 프로그래밍 케이블 및 기본 HMI 링크에 일반적으로 사용되는 짧은 거리의 간단한 지점 간 연결을 지원합니다. RS-485는 훨씬 더 먼 거리에 걸쳐 공유 버스에서 여러 장치를 지원하므로 간단한 HMI 또는 타사 계측기를 구형 AB 장비에 연결하는 것이 일반적입니다. "RS-485 호환"으로 설명된 장치는 배선에 대해 알려주는 것이지 PLC가 기대하는 특정 프로토콜을 사용하여 실제로 통신할 수 있는지 여부를 알려주기 때문에 이러한 구별을 인식하는 것이 중요합니다.
원래 하드웨어를 더 이상 사용할 수 없는 경우
DH+, DH485 또는 기본 직렬 링크에서 실행되는 장비는 수십 년이 지난 경우가 많으므로 정확한 정품 교체 부품을 조달하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 그런 일이 발생하면 일반적으로 몇 가지 현실적인 경로가 있습니다. 중고 또는 리퍼브 원본 모듈 찾기, 기존 네트워크를 최신 네트워크에 연결하기 위해 프로토콜 변환 게이트웨이 추가, 동일한 레거시 프로토콜을 지원하도록 구축된 호환 가능한 교체 모듈 소싱 등이 있습니다. 각 옵션에는 비용, 리드 타임, 장기 지원 가능성-의 장단점이 있으며, 둘 중 하나를 선택하는 것은 일반적으로 시스템의 나머지 부분이 향후 몇 년 동안 어떻게 발전할지에 따라 결정됩니다.
이러한 결정은 자연스럽게 이러한 모든 프로토콜에 적용되는 더 광범위한 질문으로 이어집니다. 지난번에 사용된 프로토콜을 기본값으로 설정하는 대신 특정 시스템에 실제로 적합한 프로토콜을 어떻게 결정합니까?
시스템에 적합한 프로토콜 선택
속도, 노드 수 및 환경
세 가지 요소가 대부분의 프로토콜 결정을 주도하는 경향이 있습니다. 속도 요구 사항이 우선입니다. 애플리케이션에 조정 모션 제어와 같이 밀리초 미만의 타이밍이 필요한 경우-시간에 민감한 네트워킹 또는 ControlNet을 갖춘 EtherNet/IP가 적합하며 간단한 모니터링 작업은 훨씬 느린 직렬 링크에서 편안하게 실행될 수 있습니다. 다음으로 노드 수가 중요합니다. EtherNet/IP의 스위치 아키텍처는 장치 수가 증가함에 따라 확장되는 반면 DeviceNet과 같은 버스{4}} 기반 프로토콜은 연결된 모든 노드에서 대역폭을 공유하므로 대규모 시스템에서는 제한 요소가 됩니다. 환경은 세 번째 요소입니다. 긴 케이블 길이나 전기적으로 잡음이 많은 지역에서는 표준 구리 이더넷이나 기본 직렬 링크를 통해 ControlNet과 같은 강력한 잡음 내성이나 광섬유 지원 기능이 있는 프로토콜을 선호합니다.
기존 프로토콜과 새 프로토콜 혼합
단일 프로토콜에서 종단 간 실행되는 실제 시스템은 거의 없습니다. 컨트롤러를 IT 네트워크에 연결하는 EtherNet/IP 백본을 갖는 것이 일반적이며, DeviceNet 또는 직렬 링크는 여전히 기계 수준에서 기존 필드 장치를 처리합니다. 프로토콜 변환 게이트웨이는 일반적으로 이러한 네트워크를 연결하는 역할을 하지만 게이트웨이 자체는 다른 장치와 동일한 조사가 필요합니다. 양쪽에서 지원하는 프로토콜 버전과 펌웨어 범위를 확인하십시오. 두 프로토콜을 모두 처리하는 것처럼 보이는 게이트웨이는 펌웨어가 오래된 경우 특정 메시지 유형을 올바르게 해석하지 못할 수 있기 때문입니다. 데이터시트에 두 프로토콜이 모두 나열되어 있기 때문에 작동할 것이라고 가정하기보다는 실제 작동 조건에서 게이트웨이 또는 전환 지점을 테스트하는 것이 전체 출시 전에 추가 시간을 투자할 가치가 있습니다.
올바른 프로토콜을 선택하면 새 시스템에 대한 설계 문제가 해결되지만 대부분의 유지 관리 및 업그레이드 작업의 경우 더 어려운 질문은 나중에 나옵니다. 실제로 특정 모듈을 교체하거나 추가해야 할 때 이미 설치된 모든 것과 올바르게 통신하는지 어떻게 확인할 수 있습니까?
교체 모듈 공급 시 통신 프로토콜 호환성
프로토콜 사양이 간과되는 이유
엔지니어가 교체 모듈이나 호환 모듈을 평가할 때 자연스럽게 비교하기 쉬운 사항, 즉 부품 번호가 일치하는지, 커넥터가 맞는지, 가격이 합리적인지에 관심이 쏠립니다. 프로토콜 호환성은 확인하기보다는 가정하는 경우가 많습니다. 특히 모듈이 원본과 물리적으로 동일해 보이는 경우에는 더욱 그렇습니다. 실제로 두 모듈은 서로 다른 프로토콜 버전이나 펌웨어 범위를 지원하면서 동일한 커넥터와 폼 팩터를 공유할 수 있으며, 그 차이점은 장치가 설치되어 안정적으로 통신하지 못하거나 완전한 오류보다 진단하기 훨씬 어려운 방식으로 간헐적으로 통신할 때까지 나타나지 않습니다.
교체 또는 호환 모듈을 구입하기 전에 확인해야 할 사항
주문하기 전에 기존 시스템과 비교하여 다음 사항을 확인하는 것이 좋습니다.
- 프로토콜 버전 및 펌웨어 범위.교체 모듈이 동일한 프로토콜 이름뿐만 아니라 교체 중인 장치와 동일한 프로토콜 버전 및 펌웨어 개정 범위를 지원하는지 확인하십시오.
- 통신 속도.지원되는 전송 속도 또는 데이터 속도가 네트워크의 나머지 부분에 대해 구성된 것과 일치하는지 확인하십시오. 여기서 불일치하면 프로토콜 자체가 올바른 경우에도 연결이 불가능할 수 있습니다.
- 노드 또는 주소 용량.DeviceNet 또는 ControlNet과 같은 버스- 기반 네트워크의 경우 교체 제품이 현재 네트워크 크기에 대해 충분한 노드 주소를 지원하는지 확인하세요. 특히 시스템이 처음 설치된 이후 증가한 경우에는 더욱 그렇습니다.
- 물리적 인터페이스 유형.동일한 프로토콜을 지원하는 일부 모듈은 여전히 모델 세대에 따라 다른 물리적 커넥터를 사용하므로 커넥터와 케이블링 표준이 정확히 일치하는지 확인하십시오.
- 변환 모듈이 필요합니다.교체 제품이 시스템에서 사용하는 프로토콜을 기본적으로 지원하지 않는 경우 추가 게이트웨이 또는 변환 모듈이 필요한지 여부를 결정하고 이를 비용과 설치 시간 모두에 고려하십시오.
특정 교체 부품이 이러한 점에 대해 어떻게 확인되는지 확실하지 않은 경우 당사 기술 팀은 당사를 통해 주문하기 전에 기존 설정에 대한 프로토콜 사양을 확인하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.문의 페이지.
호환성을 확인하지 않으면 어떻게 되나요?
프로토콜 호환성이 누락되면 몇 가지 패턴이 반복적으로 나타납니다. 원래 장치에 필요한 것보다 펌웨어 버전이 낮은 교체 모듈은 완전한 오류가 아닌 간헐적인 통신 끊김을 생성할 수 있으며, 이로 인해 연결이 일부 시간 동안 작동하는 것처럼 보이기 때문에 오류를 추적하기가 더 어려워집니다. 올바른 프로토콜을 지원하지만 기본 통신 속도가 다른 모듈은 속도 설정을 수동으로 수정할 때까지 연결 설정에 전혀 실패할 수 있습니다. 이는 이전 모듈이 자동으로 협상된 경우 간과되기 쉽습니다-. 그리고 노드 용량이 고정된 버스 네트워크에서 남은 주소 공간을 확인하지 않고 교체 장치를 추가하면 단순히 연결이 실패하는 것이 아니라 기존 장치와 충돌이 발생할 수 있습니다. 이러한 상황은 예방하기 어렵지 않지만 사전에 확인하는 것보다 설치 후 진단하는 데 훨씬 더 많은 시간이 소요됩니다.-
현재 특정 Allen-Bradley 모델에 대한 교체 또는 호환 모듈을 평가하고 있는 경우 주문을 확정하기 전에 당사 팀이 기존 시스템과의 프로토콜 호환성을 확인하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 당신은 우리를 통해 우리에게 연락할 수 있습니다연락처 페이지모델 세부정보와 함께.
일반적인 통신 문제 해결 팁
일반적인 결함 유형
대부분의 Allen-Bradley 의사소통 문제는 몇 가지 인식 가능한 범주에 속합니다. 시간 초과는 장치가 예상 기간 내에 응답하지 못할 때 발생하며, 종종 장치 오류, 케이블 파손 또는 과부하된 네트워크를 가리킵니다. 체크섬 또는 CRC 오류는 전송 중 데이터 손상을 나타냅니다. 이는 일반적으로 구성 문제가 아닌 전기 소음이나 손상된 케이블로 인해 발생합니다. 동일한 네트워크에 있는 두 장치에 동일한 노드 주소가 할당되면 주소 충돌이 발생합니다. 이는 프로토콜-일치하지 않는 교체 모듈이 올바르게 등록되지 않은 후에도 발생할 수 있습니다. 주목할 만한 점: 교체 장치의 펌웨어 또는 프로토콜 버전 불일치로 인해 시간 초과 또는 간헐적인 오류와 동일해 보이는 증상이 나타날 수 있습니다. 이는 호환성 문제를 마지막이 아닌 조기에 배제해야 하는 또 다른 이유입니다.
기본 문제 해결 단계
심층적인 진단을 수행하기 전에 기본 사항부터 시작하십시오. 물리적 연결 및 케이블 상태를 확인하고, 장치 주소 지정이 다른 노드와 충돌하지 않았는지 확인하고, 통신 속도 설정이 네트워크 전체에서 일치하는지 확인하십시오. 통신 검색 및 테스트를 위한 Rockwell의 RSLinx나 이더넷{1} 기반 트래픽용 일반 네트워크 분석기와 같은 표준 도구는 네트워크에서 문제가 있는 위치를 좁히는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 기본 점검으로 문제가 해결되지 않으면 일반적으로 다음 단계에서는 해당 특정 부품에 대한 제조업체 문서를 참조하여 장치 모델 및 펌웨어 세부 정보를 확인합니다.
FAQ
오늘날 Allen{0}}Bradley PLC에 사용되는 가장 일반적인 통신 프로토콜은 무엇입니까?
EtherNet/IP와 DeviceNet을 동일한 시스템에서 사용할 수 있습니까?
ControlLogix는 기본적으로 어떤 통신 프로토콜을 사용합니까?
기존 Allen-Bradley PLC가 어떤 프로토콜을 지원하는지 어떻게 알 수 있나요?
교체 또는 호환 PLC 모듈을 구입하기 전에 무엇을 확인해야 합니까?
타사 또는 호환 모듈이 원래 Allen-Bradley 하드웨어와 안정적으로 통신할 수 있나요?
최종 생각
여기서 다루는 프로토콜 중 그 자체로는 특별히 복잡한 프로토콜은 없습니다. EtherNet/IP, DeviceNet, ControlNet, 이전 DH+ 및 직렬 표준은 각각 매우 특정한 문제를 해결하며, 각 표준의 용도를 알고 나면 새 시스템에 대해 이들 표준 중에서 선택하는 것이 일반적으로 간단합니다. 실제로 문제가 발생하는 부분은 특정 모듈을 교체해야 하고 프로토콜 세부 사항을 확인하는 대신 가정하는 경우입니다.
시스템이 Allen-Bradley 장비와 함께 Mitsubishi 하드웨어를 실행하는 경우 이전 분석에서미쓰비시 PLC 통신 프로토콜CC-Link, MC 프로토콜, Modbus를 동일한 실제 형식으로 다룹니다.
현재 교체 또는 호환 모듈을 소싱 중이고 해당 모듈이 기존 설정과 올바르게 통신하는지 확인하려는 경우 주문하기 전에 당사 팀에서 특정 모델에 대한 프로토콜 및 펌웨어 세부 정보를 확인할 수 있습니다. 당신은 우리를 통해 우리에게 세부 사항을 보낼 수 있습니다연락처 페이지.
