Aurel Buda와 Sai Seidel-Sridhavan은 SPE가 오늘날 사용 가능한 기술을 보완하는 역할을 할 것이라고 확신합니다
언리미티드 IO-Link
스마트 센서 기술의 전문가인 터크는 기계에 인텔리전스를 제공하여 Industry 4.0 및 IIoT에 대한 링크를 생성합니다. 무역 잡지 ElektroAutomation의 Andreas Gees와의 인터뷰에서 터크의 제품 마케팅 매니저 Sai Seidel-Sridhavan와 제품 관리 공장 자동화 시스템 책임자 Aurel Buda는 포트폴리오의 기본 기술로서 예상되는 IO-Link의 역할과 추가 개발이 가능한 것에 대해 논의합니다.
IO-Link는 특히 IIoT의 개념과 관련하여 중요성이 높아졌습니다. 이 통신 기술은 터크에게 어떤 역할을 합니까?
Seidel-Sridhavan: IO-Link 커뮤니티의 창립 멤버로서 우리는 제어 레벨에서 기계의 마지막 계량기까지 디지털 통신의 목표를 달성하기 위해 항상 고객과 협력해 왔습니다. 당시 우리는 처음에는 개발을 예측할 수 없었던 기술에 투자했습니다. 오늘날 IO-Link는 당사 기업 전략의 중요한 부분입니다. 공장 자동화를 위해 당사가 개발하는 모든 센서 및 통신 제품은 하나 이상의 IO-Link 버전에서 사용할 수 있습니다. IO-Link 선택은 종종 전략적 결정이며 IO-Link 장치가 먼저 출시됩니다. RFID 사용 외에도 IO-Link는 기계의 디지털 데이터와 자동화에서의 사용을 위한 두 가지 핵심 기술 중 하나입니다. IO-Link는 가장 먼저 센서와 컨트롤러 간의 인터페이스이지만 IIoT 개념을 구현하기 위한 기반도 제공합니다.
Buda: 터크는 제어 작업 또는 프로세스 모니터링을 위한 다양한 유형의 센서를 생산할 뿐만 아니라 광범위한 IIoT 솔루션을 위한 더 많은 센서를 생산합니다. 고객은 궁극적으로 센서에서 RFID 읽기/쓰기 장치, 전원 공급 장치 및 조명, I/O 시스템 및 블록 모듈용 허브 및 마스터에 이르기까지 터크에서 완벽한 IO-Link 포트폴리오를 찾을 수 있습니다. 센서에서 클라우드 까지, 이 모든 것은 사용자가 기술을 훨씬 쉽게 배포할 수 있도록 해주는 스마트 소프트웨어 제공으로 보완됩니다. 우리는 IO-Link를 제어와 IIoT 세계 사이의 인터페이스로 여기고 상태 모니터링에도 집중적으로 참여하고 있습니다.
IO-Link는 초기에 승인 문제가 있었지만 변경되었습니다. 터크가 IO-Link로 광범위한 장치 포트폴리오를 개발한 이유는 무엇입니까?
Buda: 기계의 단순한 스위치의 효율적인 네트워킹과 필드 레벨에 대한 양방향 통신은 터크의 중요한 사용 사례입니다. IO-Link는 개방형이며 필드버스에 독립적입니다. 또한 마스터에서 이더넷 다중 프로토콜 전략으로 이를 지원합니다. 센서는 단순한 근접 스위치에서 작동 상태 및 환경 조건에 대한 추가 정보를 제공하는 복잡한 장치에 이르기까지 다양합니다. 예를 들어 당사의 레이더 센서는 습도, 진동, 온도 등의 통합 분석으로 상태 모니터링을 지원합니다. IO-Link를 통해 터크는 다른 제조업체의 표준화 된 액추에이터 솔루션도 사용할 수 있는 생태계에서 운영됩니다. 그래서 IO 디바이스 쪽에서 액추에이터 기술을 준비했습니다. IO-Link를 통해 IO를 마스터에 연결하여 간단한 센서 신호를 수집할 뿐만 아니라 더 높은 전류로 밸브를 전환합니다.
Seidel-Sridhavan: IO-Link 지원 액추에이터의 가용성이 증가함에 따라 수용도가 높아졌으며 많은 장치 제조업체가 이 인터페이스를 스스로 발견했습니다. 처음에는 상태 모니터링과 IIoT가 관심을 불러일으켰지만 에코시스템은 완전하지 않았습니다. 오늘날 우리는 센서, 밸브 터미널 또는 전원 공급 장치의 광범위한 상태계에 대해 이야기하고 있습니다. 이제 더 이상 IO-Link가 센서, I/O 및 컨트롤러에만 관련된 것이 아니라는 것이 분명해졌습니다. 제조업체는 서로 다른 인터페이스를 통합할 필요가 없습니다. 사용자는 동일한 케이블, 커넥터 및 소프트웨어를 사용하는 이 단일 인터페이스의 이점을 누릴 수 있습니다.
IO-Link는 IIoT에 대한 첫 번째 개념이 등장했을 때 인정을 받았습니다. 과거에는 사용자가 IO-Link를 사용하여 센서를 구성했었습니다.
Buda: IIoT, 상태 모니터링, 예측 유지보수, 프로세스 최적화 및 자산 관리는 IO-Link의 수용을 높였습니다. 우리의 메시지는 항상 IO-Link가 비용 효율적인 인프라를 허용한다는 것입니다. IO-Link는 저렴한 표준 케이블을 통해 통신합니다. 산업용 이더넷을 사용하여 밸브 터미널 또는 허브를 네트워크로 연결할 수도 있지만 이 경우 비용이 훨씬 더 많이 드는 반면 IO-Link 통합으로 인해 센서 비용은 증가하지 않았습니다. 그리고 프로세스, 식별 및 액세스 데이터의 전송은 궁극적으로 디지털 트윈 및 자산 관리의 기반을 형성합니다.
터크는 센서에서 클라우드까지 솔루션을 제공합니다. 구성 및 작동을 지원하는 데 사용되는 IO-Link 소프트웨어 변형은 무엇입니까?
Seidel-Sridhavan: 현재 마스터의 Profinet GSDML 파일에 IO-Link 구성 데이터를 통합하여 Profinet 컨트롤러에서 직접 IO-Link 구성을 구현합니다. 이는 사용자가 컨트롤러 세계에 사용하는 것과 동일한 엔지니어링 시스템에서 구성 요소를 구성할 수도 있음을 의미합니다. 또한 시장에 나와 있는 거의 모든 IO-Link 장치의 글로벌 데이터베이스인 IODD Finder에 액세스할 수 있는 도구를 구성 요소의 웹 서버에 통합했습니다. IO-Link 장치 설명은 자동화된 인터페이스를 통해 엔지니어링 시스템 또는 구성 시스템에서 사용할 수 있습니다.
Buda: 당사의 웹 기반 구성 도구에는 네트워크에서 IODD를 자동으로 로드하는 동일한 인터페이스가 있습니다. 이 도구는 구성뿐 아니라 초기 시운전에도 적합합니다. 이는 예를 들어 IO-Link를 통한 구성이 매우 간단한 RFID 읽기/쓰기 장치에도 적용됩니다. 예를 들어 센서 보정을 용이하게 하는 웹 앱을 프로그래밍할 수도 있습니다. 우리는 레이더 센서뿐만 아니라 진동 센서에도 이를 구현했으며 지속적으로 범위를 확장하고 있습니다. IO-Link 프로필은 또한 개별 장치 또는 클래스의 표준화된 동작을 정의합니다. RFID 장치에 대한 몇 가지 프로필이 이미 있습니다. 이는 동일한 유형의 장치가 제조업체에 관계없이 소프트웨어 측면에서 동일한 방식으로 취급될 수 있음을 의미합니다.
상태 모니터링 및 예측 유지 보수와 같은 비즈니스 모델에서 IO-Link의 중요성은 무엇입니까?
Seidel-Sridhavan: 고전적인 자동화 구조는 PLC에 대한 연결을 제공합니다. 데이터는 예를 들어 거기에서 MES 시스템으로 이동합니다. 그러나 다양한 고객 그룹은 점점 더 IO-Link 마스터의 데이터에 대한 직접 병렬 액세스를 요구하고 있습니다. 이를 통해 상태 모니터링 시스템을 플랜트 수명 기간 동안 필요에 따라 확장하거나 수정할 수 있습니다. 우리는 수년 동안 마스터에서 이러한 종류의 병렬 인터페이스를 제공해 왔습니다. 엣지 게이트웨이와 적절한 클라우드 서비스를 사용하여 상태 모니터링을 구현할 수 있습니다. 당사의 분산형 자동화 개념에는 IP67의 제어 캐비닛 외부 구성요소 뿐만 아니라 기계에서 직접 데이터 전처리도 포함됩니다. 우리는 또한 이러한 목적을 위해 에지 컨트롤러를 위한 논리 기능을 제공합니다. 또한 IT 계층과의 통신을 위해 OPC UA 및 MQTT와 같은 산업 표준에 개방되어 있습니다.
Buda: IIoT 및 인더스트리 4.0이라는 주제가 등장했을 때 나중에 기계 학습 프로젝트를 시작하기 위해 빅데이터에 대한 많은 이야기가 있었습니다. 그러나 많은 데이터는 많은 트래픽을 생성하고 많은 대역폭과 메모리를 필요로 합니다. 요즘에는 스마트 데이터만 정상적으로 전송됩니다. 이는 데이터 또는 그 변경 사항에 대한 평가일 수 있으며 데이터 집계 또는 서로 다른 센서 값 간의 상관 관계 평가일 수도 있습니다. 대기 시간 측면도 있습니다. 분산된 엣지 컨트롤러에서 직접 결정을 내릴 때 빠른 응답 시간이 보장됩니다.
따라서 IO-Link는 디지털 서비스의 기반으로 이상적입니까?
Buda: 당사의 엣지 컨트롤러는 로직을 사용하여 데이터를 전처리하거나 OPC UA와 같은 프로토콜을 통해 데이터를 시각화하거나 클라우드로 보낼 수 있는 플랫폼을 제공합니다. 이를 위해 바로 사용할 수 있는 기능 블록과 모듈을 제공합니다. 당사의 글로벌 어플리케이션 엔지니어 및 영업 팀은 고객과 작업에 대해 논의하고 개념 증명을 작성합니다. 이것은 종종 시각화까지 이어집니다. 그러나 종종 MES 또는 클라우드 시스템에 대한 도킹도 포함됩니다. 또한 턴키 애플리케이션을 프로그래밍하는 시스템 통합업체와 협력합니다. 우리 장치는 모든 시스템과 통신할 수 있지만 '프로그래밍이 아닌 구성'이라는 모토에 따라 자체 클라우드도 제공합니다. 대상 그룹은 디지털 서비스 세계에 익숙하지 않은 기계 제작자입니다. 원격 액세스로 시작하여 클라우드 서비스를 사용하여 모든 데이터를 시각화, 저장 및 분석할 수 있습니다. 최종 결과는 조정할 수 있는 턴키 솔루션입니다.
싱글 페어 이더넷을 통한 IO-Link+ 또는 IO-Link는 현재 뜨거운 주제입니다. 최신 개발을 어떻게 평가합니까?
Buda: 싱글 페어 이더넷의 기원은 CAN 버스를 대체하기 위한 자동차 산업에서 나왔습니다. SPE는 자동화 및 프로세스 산업에서 사용하기에 적합한 전송 길이 및 데이터 속도를 정의하는 다양한 표준을 생성했습니다. IO-Link 커뮤니티에서 우리는 또한 개발을 면밀히 살펴보고 IO-Link+로 장거리에서 10Mbit 기술을 지정했습니다. 이것은 다른 전송 매체이지만 IO-Link의 장점을 유지하고자 합니다. 우리는 Profinet, 이더넷 IP 또는 기타 이더넷 프로토콜과 경쟁하고 싶지 않습니다. IO-Link+는 오늘날 제공할 수 없는 장치 등급을 위한 것입니다. IO Link는 마스터와 장치 사이의 거리가 20m로 제한됩니다. 데이터 속도도 1Mbit 미만입니다. IIoT 개념의 출현으로 데이터 흐름이 증가해야 하는 경우가 많습니다. 또한 IO-Link는 현재 공정 자동화에 사용할 수 없습니다. 여기서 IO-Link+는 최대 영역 0과 1까지 데이터를 전송할 수 있는 기반을 마련합니다. 그러나 IO-Link는 항상 지점 간 연결을 유지합니다.
Profinet과 같은 SPE 및 프로토콜은 IO-Link의 대안이 될 수 있습니다. 차이점은 무엇이며 한계는 어디에 있으며 비용은 어떤 역할을 합니까?
Buda: SPE의 기대치 중 하나는 IO-Link와 비슷한 비용으로 센서 연결을 가능하게 해야 한다는 것입니다. 그러나 이것은 현재 추정치에 따르면 매우 가능성이 낮습니다. 장거리 및 비 차폐 케이블에 센서를 연결하는 것도 거의 불가능합니다. Profinet 커뮤니티에서는 특히 차폐되지 않은 2선 케이블이 비용 이점으로 간주됩니다. 따라서 SPE는 IO-Link와 같은 강력한 통신을 제공할 가능성이 없습니다. 장치 측면에서도 차이가 있습니다. 통신 인터페이스가 전체 비용의 상당 부분을 차지하지 않는 복잡한 센서가 있습니다. SPE는 여기에서 더 빨리 작동해야 합니다. 간단한 센서의 경우 IO-Link는 필드버스에 독립적인 솔루션으로 자신을 주장합니다.
오늘날 IO-Link 마스터에는 4개 또는 8개의 IO-Link 포트가 있으므로 단일 연결을 통해 최대 8개의 장치를 컨트롤러에 연결합니다. 반면 SPE를 통해 8개의 센서를 연결하면 8개의 개별 제어 연결을 관리해야 합니다. 이는 필요한 프로토콜 오버헤드 때문에 대역폭을 차지합니다. 각 통신 링크는 컨트롤러에서 설정 및 관리되어야 하므로 메모리 및 컴퓨팅 성능 측면에서도 리소스가 필요합니다.
SPE는 IO-Link를 대체하는 것이 아니라 추가하는 것입니다. 따라서 대안의 공존으로 귀결됩니다. 이는 오늘날 널리 사용되는 Profinet 필드 장치 및 기타 이더넷 프로토콜에도 적용됩니다. 우리는 SPE가 현재 사용 가능한 기술에 추가되어 그 자리를 찾을 것이라고 확신합니다.
Seidel-Sridhavan: 기술로서의 IO-Link는 새로운 비즈니스 영역을 개척할 수 있는 상당한 잠재력을 제공하지만 성능은 제한적입니다. 더 높은 데이터 속도가 필요한 장치는 IO-Link의 초점이 아닙니다. 따라서 우리는 이 기술을 유용한 방식으로 사용할 수 있는 IO-Link 커뮤니티를 매우 면밀히 살펴보고 있습니다. 어제 IO-Link로 여전히 완벽한 데이터를 제공했던 유체 센서가 내일 갑자기 IO-Link+로 개발되는 것이 아닙니다. 커뮤니티는 이러한 측면에서도 공존을 추진하고 있습니다. 메시지는 분명합니다. IO-Link+는 IO-Link의 후속 제품이 아닌 확장 제품입니다.
또 다른 주제는 IO-Link 안전입니다. 터크는 세이프티 공급업체로서 이 기술에 어떤 중요성을 부여합니까?
Buda: 우리는 시장을 매우 면밀히 주시하고 있습니다. 터크는 특히 IP67 영역에서 다양한 안전 제품을 제공합니다. Profisafe 및 안전 채널과 IO-Link를 결합한 하이브리드 장치와 액추에이터를 안전하게 끄는 데 사용할 수 있는 통합 종료 기능이 있습니다. 그러나 이것은 IO-Link 안전 프로토콜을 준수하지 않습니다. 이와 같은 기술은 흥미롭고 IO-Link를 더욱 발전시킬 것입니다. 우리는 현재 생태계가 어떻게 형성되고 있는지 지켜보고 있습니다. IO-Link 안전 표준의 첫 번째 버전은 이미 2017년에 완성되었습니다. IO-Link를 통한 Profisafe와 같은 대체 접근 방식은 불확실성을 야기하는 경향이 있습니다. 사양이 준비된 후 장치 개발을 위한 기반으로 테스트 개념이 개발되었습니다. 특히 안전 부문은 독점 센서 및 액추에이터 시스템을 특징으로 하기 때문에 IO-Link 안전이 흥미로운 접근 방식이라고 생각합니다. IO-Link Safety는 하위 수준에서 최초로 조화된 표준입니다. 이렇게 하면 안전 스위치 및 센서에 대해 서로 다른 제조업체의 혼합 필드가 제공되며, 서로 다른 제조업체의 마스터에도 연결할 수 있습니다.
Seidel-Sridhavan: 최근 몇 년 동안 대부분의 제조업체는 IO-Link를 Profisafe와 연결하는 안전 영역용 장치를 개발했습니다. 이들은 두 가지 개념이므로 IO-Link 커뮤니티는 이를 지원하지 않았습니다. 반면에 IO-Link Safety는 Profinet, Ethercat 또는 Ethernet IP와 독립적입니다. IO-Link 안전을 Profinet에 통합할 수 있는 방법에 대한 사양이 이미 PNO에서 작성되었으며 다른 조직도 따라야 합니다. 안전 센서 및 액추에이터 제조업체는 하나의 표준에 집중하는 것이 중요합니다. 예를 들어 도어 인터록은 지금까지 배선 측면에서 많은 노력이 필요했습니다. 양방향 통신 기능이 있는 IO-Link Safety는 여기에서 상당한 이점을 제공합니다.
저서 | 인터뷰는 무역 저널 elektroAutomation의 편집장인 Andreas Gees가 진행했습니다.
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