LAPP, 자동화가 두 개 라인을 통해 흐른다

더 가늘고 더 가볍고 더 빠르게 처리하다. 싱글 페어 이더넷이 공장 네트워킹을 혁신할 수 있다. 이 기술은 필드버스를 대체하고, 데이터가 자동화 피라미드를 가로질러 방해 없이 자유롭게 흐르는 길을 만들 수 있다.

 

베른트 뮐러(Bernd Müller): 자유 기고가

 

핵심 내용

  • SPE (싱글 페어 이더넷)가 산업용 사물인터넷의 인프라를 제공한다.
  • SPE로 이더넷은 필드 레벨에서 클라우드까지 자동화 피라미드를 가로질러 공간을 많이 차지하지 않고 통신할 수 있다.
  • 두 개도 네 개도 아닌 단 하나의 연성쌍이 연결 번거로움을 최소화한다.
  • 두 개의 와이어로 이더넷을 통해 데이터를 전송과 단말기 전압도 공급할 수 있다.

 

SPE (싱글 페어 이더넷)가 트렌드가 된 데는 이유가 있다. SPE가 생산 환경의 디지털화를 위한 중요한 미래 기술로 간주된다. 뒤돌아보면 그 이유가 명확해진다. 과거에는 필드버스가 산업 통신을 구현하였고, 프로피버스는 초당 12Mbit로 전송하였지만, 이는 오늘날의 요건을 충족하기에는 너무 느린 것이었다. 새 천년이 시작될 무렵 산업용 이더넷이 시장에 출시되었다. 사용자들은 케이블을 2개에서 4개로 바꾸어야 했고, 이로 인한 번거로움이 배가되었으며 케이블이 더 복잡해지고, 비용이 더 많이 들었으며 공간도 더 필요했다. Cat.6과 Cat.7은 라인 내부의 케이블이 4쌍 또는 8쌍이 되었기 때문에 기가바이트 데이터 전송이 필요했고, 연결의 어려움도 더욱 커졌다. 따라서 제조사와 사용자들은 SPE를 통해 정말 필요한 것이 무엇인지 다시 고려하게 되었다. SPE 라인은 4개의 케이블쌍 대신 한 쌍의 꼬인 케이블만 갖고 있다. 두 개의 케이블로 이더넷을 통한 데이터 전송 외에 단말기 전압 공급도 가능하여, 데이터라인을 통한 파워 공급이다(Power over Data Line). SPE는 멀티 페어 이더넷만큼 빠르고 장거리도 가능하며, 콤팩트한 설계로 설치 과정의 어려움도 줄어들었다. SPE로 필드 레벨이 스마트해지고 자동화 피라미드를 통해 연속적이고 안정적인 네트워킹이 보장된다. 이로 인해 SPE는 자동화를 위한 인프라 토대가 되었다. 제조사는 이번에는 필드버스의 경우처럼 케이블이 늘어나는 것을 막고자 했다. 이에 SPE 산업 파트너 네트워크는 표준화 작업을 실행했고, 수많은 케이블 제조사와 플러그 제조사들이 SPE 기술을 발전시키기 위해 컨소시엄을 형성했다. 이제 산업 파트너 네트워크 구성원들은 SPE를 센서-액추에이터 레벨의 향후 표준, 즉 지능형 센서와 액추에이터 그리고 스마트 팩토리를 위한 기본 인프라로 보고 있다.

 

SPE는 수많은 분야에서 유용하다

SPE 기술을 위해 시장 파트너들이 그들의 역량을 모아 공통 표준을 마련하고 있다.

미래에는 수많은 분야와 애플리케이션이 싱글 페어 이더넷 기술의 이점을 누릴 수 있을 것이다. 예를 들어, SPE는 배터리 전기자동차에서 콤팩트한 구조를 형성하여 엔지니어링에 많은 유연성을 제공한다. SPE는 또한 무게도 절감할 수 있다. 4쌍의 전선이 있는 케이블은 길이가 100m일 경우 무게가 약 4.6kg 정도 나가지만 SPE는 3kg에 불과하다. SPE는 건물 자동화에서도 화재 경보 장치나 조명 센서, 온도 센서, 출입 관리 시스템, 건물 호실 안내 등과 같은 정보 게시판까지 센서들을 네트워크화할 수 있다. 화학 산업과 같은 대형 플랜트에서는 SPE가 장거리를 지원한다. 최대 1,000m인 거리에서 APL(Advanced Physical Layer)라는 명칭으로 SPE에 대한 IEEE 802.3cg을 따른 10BASE-T1L을 기반으로 공정 산업에 대한 추가 특성을 제공하며, APL에서는 폭발 위험 구역에 사용할 수 있는 특성도 있다.

2 케이블 원리가 산업 생산과 자동화에만 유익한 것이 아니다. SPE는 대중교통에서도 버스 정류장과 좌석 예약 시스템, 승객 카운트용 카메라 그리고 와이파이 연결에도 사용할 수 있다.

 

표준화와 가이드라인 그리고 커넥터 결합면

SPE는 필드 레벨을 스마트하게 만들고, 전체 자동화 피라미드를 네트워크로 연결한다.

SPE가 오래전부터 산업 키플레이어라는 아젠다가 된 것은 놀라운 일이 아니다. Lapp은 산업용 SPE 라인 개발에 착수하여 첫 번째 시제품을 선보였다. Lapp은 통합 전기 연결 시스템의 세계적인 마켓 리더로서 다른 제조사들과 함께 이 기술의 표준화 작업에 착수하였고, SPE가 국제적으로 표준화가 되고 전 세계로 확장하는 데 기반을 마련하였다. 산업용 플러그 커넥터에 대한 몇 가지 제안이 IEC 63171에 포함되었다. Lapp은 IEC 63171-6에 따른 커넥터 결합면을 선호한다. Lapp은 SPE 산업 파트너 네트워크에 협력하여 이 표준이 확산되는 데에 적극적으로 참여했으며, 시장이 신속하게 결정할 수 있도록 기여하였다. 또한 사용자들도 SPE 네트워크를 계획하고 테스트하는 데 필요한 구체적인 계획과 정책 가이드를 마련 중이다. 산업용 이더넷 시스템의 경우 이러한 가이드라인은 프로피넷의 경우, PI 또는 이더넷/IP의 경우에는 ODVA와 같은 사용자 조직이 개발했다. Lapp은 또한 다른 회원사들과 함께 이 워킹 그룹에도 참여하고 있다.

현재 인프라 기술 측면에서도 새로운 길이 만들어지고 있다. 사용자는 더 이상 주저하지 말고 SPE를 고려하여 응용 분야를 확인하고, Lapp과 같은 케이블 제조사와 요건을 논의해야 한다. 이제 제조사들도 시스템 설계에 대한 고객들의 요건을 알아야 하고, 미래 테마와 관련하여 SPE에 관한 기술 노하우를 구축하고 새로운 네트워크 구조에 대해 숙고할 것을 사용자들에게 추천한다. 제조사들과 산업 파트너 네트워크는 웨비나 또는 E-러닝과 같은 광범위한 정보 자료를 보유하고 있다. SPE의 새로운 잠재력에 대한 예시로 트렁크 기능과 장거리 케이블 그리고 Power over Dataline을 들 수 있다. 아니면 하지 않는 것도 하나의 방법이다. 단지 가능하다고 해서 전부 쌍으로 설치해야 하는 것은 아니기 때문이다. 생산 시설의 전체 이더넷 네트워크를 항상 주시하는 것은 여전히 중요하다. 일반적으로 재료를 아끼려다 병목 현상을 만드는 것보다는 이더넷을 4쌍으로 설치하는 것이 합리적이다. 사용자들은 표준 이더넷 장치가 향후 시스템 확장 시 계속 연결할 수 있어야 한다는 점을 적극 고려해야 한다.

 

MM 컨소시엄: SPE Industrial Partner Network

SPE (싱글 페어 이더넷)가 인더스트리 4.0과 산업용 사물 인터넷 컨셉트를 실현할 수 있는 인프라 시스템으로 간주되고 있다. 2019년 말, 이 기술을 촉진하기 위해 Harting과 TE Connectivity, Hirose, Würth Electronics, Leoni, Murr Elektronik 그리고 Softing 등 7개 회원사가 뜻을 모아 SPE Industrial Partner Network를 설립하였다.

그리고 베스트팔렌 라덴에 위치한 이 협회 회원사의 수가 이미 50개를 넘어섰으며, 이 회원사들은 미래의 SPE 생태계를 확립하기 위해 그들의 역량을 모으고, 사용자들의 투자를 안전하게 지원하고 있다. 이런 식으로 SPE 산업 파트너는 전송 프로토콜과 케이블 그리고 장치 구성 요소에 대한 표준을 공동으로 지원하고 있다. 또한 SPE Industrial Partner Network는 하이브리드 인터페이스에 대한 IEC 63171-7 표준 개발을 주도하고 있다.