아시아의 산업용 이더넷 네트워크인 CC-Link. 다년간 다양한 산업현장에서 활약해온 이 기술이 새로운 국면을 맞았다. 산업용 이더넷 기술을 접목한 CC-Link IE 기술로 진화한 것. 여기에 안전 필드 네트워크인 CC-Link Safety 등을 더해 CC-Link 고유의 탄탄한 라인업을 구축했다.

자료 | CC-Link협회 한국지부(www.cc-link.or.kr)

CC-Link협회(CLPA)는 아시아 최초의 필드 네트워크인 CC-Link의 개방화를 추진하고 있다. ISO와 IEC 등의 규격 취득을 비롯, 전 세계적인 표준 네트워크로서 성장을 이루었다.
 

CC-Link협회는 제어뿐 아니라 기기 관리(설정·모니터링), 기기 유지보수(감시·고장 검출), 데이터 수집(동작 상태) 기능에 의한 시스템 전체의 최적화라는 새로운 요구에 대응해 이더넷을 기반으로 한 산업용 네트워크를 제안한다. 정보계부터 생산 현장에 이르기까지 심리스한(Seamless) 데이터 전송을 실현하는 통합 네트워크, CC-Link IE가 그것이다.

CC-Link협회는 CC-Link를 바탕으로 쌓아온 기술과 실적을 결집해 개방화를 글로벌하게 추진하고 있다.

CC-Link IE를 알아보기에 앞서 CC-Link에 대해 살펴보자.

 

CC-Link는 아시아 최초 세계 표준의 오픈 필드 네트워크다. 제어와 정보를 동시에 취급하는 고속 필드 네트워크다. 전송속도 10Mbps의 고속 통신 시에도 100m의 전송거리와 최대 64국의 장치에 대응한다.

 

고속·안정적 입출력 응답

CC-Link는 최대 10Mbps에 달하는 고속 응답성을 실현한다. 이러한 고속성에 통신의 정시성 역시 확보하고 있다. 
 

실제 CC-Link 시스템의 링크 스캔타임은 사전 계산한 수치와 거의 동등하다. 따라서 고속 응답을 필요로 하는 센서 입력과 대용량 데이터 통신을 필요로 하는 지능형 기기와의 통신에 유연하게 대응할 수 있다.

CC-Link 프로토콜을 활용하면 설비 및 장치 간의 미묘한 타이밍을 설계 단계에서 검토 및 수정할 수 있게 된다.

 

배선 절감을 통한 효율화

기존에 활용하던 대량 제어선과 긴 동력선을 사용하여 구축해온 복잡한 생산 라인에 CC-Link를 활용하면 간단하고 비용이 적은 시스템을 구현할 수 있다. 배선과 구성 기기 등의 비용 절감은 물론, 배선 공기의 단축과 유지보수성 향상에 큰 도움이 된다.

 

다양한 공급업체에 대응

CLPA에서는 각각의 제품 유형마다 데이터를 할당한 ‘Memory Mapped Profile’을 제공하고 있다. 여기에는 제어 신호와 데이터의 배치(Address)가 정의되어 있다. 일종의 가이드라인인 셈.

공급업체(벤더)는 이 프로파일에 맞추어 CC-Link 접속 제품을 개발한다. 이들 제품은 동일한 프로파일을 활용하여 개발했으므로, 사용자가 다른 벤더의 기기로 교체해도 접속과 제어를 거의 같은 프로그램으로 대응할 수 있다.
 

유연한 전송거리

CC-Link의 최대 케이블 길이는 속도에 따라 달라진다. 최고 속도인 10Mbps를 선택하면 100m, 최저 속도인 156Kbps를 선택하면 최대 1.2㎞까지 연장할 수 있다. 여기에 리피터 및 광 리피터를 사용하면 더욱 먼 거리에서도 활용할 수 있다.

CC-Link는 배선 길이의 자유도를 높임으로써 대규모 애플리케이션 구축에도 여유를 갖고 대응할 수 있다. 또한 배선작업과 기기 배선 시 부하를 경감하는 효과도 있다.

 

높은 신뢰성

CC-Link는 RAS(Reliability, Availability, Serviceability) 기능을 활용하여 신뢰성을 높인다. 대기 마스터 기능, 슬레이브국 분리 기능, 자동 복렬 기능, 테스트 모니터 기능 등 다양한 기능을 통해 고 신뢰 네트워크 시스템을 제공한다. 뿐만 아니라 시스템 다운 시간 역시 최소화한다.

 

CC-Link의 진화

CC-Link협회는 필드 네트워크를 정보계부터 생산현장까지 확대했다. 이더넷 기술을 기반으로 한 차세대 통합 네트워크인 CC-Link IE가 그것이다. 심리스 데이터 전송을 실현하는 CLPA의 CC-Link IE가 산업 네트워크의 상식을 바꾼다.

CC-Link IE는 ▲생산현장뿐 아니라 정보계를 포함한 생산 시스템 전체의 최적화(수직통합)를 실현한다. ▲정보계부터 생산현장까지를 심리스하게 연결하는 이더넷 베이스 통합 개방형 네트워크다. 또한 ▲산업용 실시간 이더넷 기술을 도입한 초고속·대용량 네트워크다.

CC-Link IE는 컨트롤러 네트워크인 CC-Link IE Control과 드디어 필드 네트워크인 CC-Link IE Field로 나뉘어 있다.

 

CC-Link IE Control을 한 문장으로 정의하자면, ‘기가비트 이더넷 기술을 채용한 공장 내 기간 네트워크’다. CC-Link IE Control은 전송로를 이중화하여 신뢰성이 높은 네트워크를 지향한다. 고속·대용량의 분산 제어에 대응하고, 각 필드 네트워크를 묶는다.

 

초고속·대용량 네트워크형 공유 메모리 통신

CC-Link IE Control은 모든 국이 모든 국의 데이터를 공유하는 다대다 형의 초고속 실시간 통신을 채용했다. 연결을 의식하지 않고 메모리에 읽고 쓰는(Read·Write) 방식으로 실시간 통신을 구현한다.

데이터 전송제어에는 토큰 방식을 채용하고 있다. 따라서 전송 지연이 적은 안정적인 통신을 실현한다.

전송로 이중 루프(루프백 통신)에 의한 높은 신뢰성

CC-Link IE Control은 표준으로 전송로의 이중 루프를 구성한다. 각 국은 케이블 단선이나 이상국 등을 검출하면 이상 개소를 분리하고, 정상국 간에 사이클릭 전송을 수행할 수 있다. 추가적인 기기 없이 전송로 이중화가 가능함을 의미한다. 이는 높은 비용 효율과 가용성이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 열쇠다.

이더넷 광 케이블·커넥터·어댑터 채용

이더넷용 케이블·커넥터·어댑터를 채용한다. 따라서 배선 부품을 전 세계 다양한 국가에서 쉽게 구할 수 있다.

또한 어댑터를 사용하여 기기(장치)가 일부 반입되지 않아도 케이블을 부설할 수 있다. 이를 통해 접속된 장치 간 디버그나 시험·기동 작업을 할 수 있다.

 

안전 통신 기능

CC-Link IE Control 네트워크에 IEC61508 SIL3 IEC61784-3(2010)에 준거한 안전 통신 기능이 추가되었다. 이 기능을 바탕으로 컨트롤러 간에 안전 통신의 공유화를 실현할 수 있다.

 

CC-Link IE Field는 초 고속·간단함·심리스·이더넷 규격 대응 등, 기가비트 이더넷을 적용했을 때 얻을 수 있는 다양한 이점을 산업현장에 제공할 수 있는 열쇠다. 
 

CC-Link IE Field는 장치의 제어 데이터와 로그·진단 등의 관리 데이터가 혼재하고 있는 새로운 생산 시스템에 맞춘 고속·대용량 필드 네트워크다. CC-Link IE 안전 통신 기능과 모션 통신 기능 등을 새롭게 추가하여 때문에 시스템을 보다 단순하고 간단하게 구성할 수 있다.

 

초고속

기가비트 전송 기능과 실시간 프로토콜 기능을 활용해 전송 지연이 적은 원격 I/O제어를 제공한다. 또한 제어 데이터의 고속 통신은 물론, 장치 관리에 필요한 정보 등도 빠른 속도로 제공한다. 스트레스 없는 통신을 실현하는 비결이다.
 

간단한 네트워크

CC-Link IE Field는 스타형·라인형·스타 및 라인 혼재형·링형 등 자유로운 네트워크 토폴로지로 보다 유연하고 다양한 네트워크를 구축할 수 있다. 또한 공유 메모리형 제어를 채용하여 네트워크를 의식하지 않고 간단하게 기기 제어를 실행할 수 있다.

네트워크 진단 기능을 활용하면 도입에서 활용 그리고 유지보수에 이르는 총 비용을 절감할 수 있다.

 

이더넷 규격 케이블 및 커넥터 활용

CC-Link IE Field는 세계 어디에서나 조달 가능한 시판중인 이더넷용 케이블이나 커넥터, 공구, 스위칭 허브 등을 활용할 수 있다.

부품을 쉽게 얻을 수 있어 기기 선택의 자유도 및 케이블 부설성 등을 높인다.
 

유연하고 부드러운 네트워크

CC-Link IE Field를 활용하면 컨트롤러 분산, I/O제어, 모션 제어, 안전 기능 등을 하나의 네트워크로 통합할 수 있다. 여기에 기존의 이더넷 기기 역시 이더넷 어댑터로 접속할 수 있다.

 

안전 통신 기능

CC-Link IE Field 역시 네트워크에 IEC61508 SIL3 IEC61784-3(2010)를 기반으로 한 안전 통신 기능을 추가했다. 이를 통해 필드 레벨에서의 안전 통신을 실현할 수 있다.

PLC와 안전 PLC를 하나의 네트워크에서 접속하여 기기의 레이아웃에 맞춘 자유도가 높은 배치를 실현한다.

 

고 정도의 동기 통신

마스터에서 슬레이브까지 데이터를 전송하는 연장 시간을 보정함으로써 고 정도의 동기화를 실현한다. 동기가 필요한 장비부터 동기가 불필요한 I/O나 센서 등의 정보도 동일한 CC-Link IE Field 네트워크상에 구축할 수 있다.
 

CC-Link Safety는 CC-Link의 고속 통신을 살린 안전 필드 네트워크다. 안전한 시스템 구축을 목적으로 한다. CC-Link Safety 네트워크는 CC-Link와 동일한 고속 통신은 물론, 확실한 시스템 동작을 위한 RAS 기능 역시 갖추고 있다.

CC-Link Safety의 가장 큰 장점은 CC-Link와의 호환성이다. CC-Link 전용 케이블이나 기존 CC-Link 리모트국 등의 기존 자산을 활용하여 CC-Link Safety를 구축할 수 있다.
 

빠른 통신

CC-Link Safety는 10Mbps 속도로 안전 정보와 관련한 통신을 구현한다. 고속 통신을 기반으로 하므로 응답 성능이 높은 안전 시스템을 구축할 수 있다.

 

안전 네트워크 시스템

CC-Link Safety는 통신 지연이나 결손 등 통신 이상을 검출하는 안전 통신 기능을 갖추고 있다. 따라서 기기가 고장을 일으켰을 경우에도 시스템을 확실하게 정지시킬 수 있다.

 

기존 네트워크 자산 활용

CC-Link Safety는 CC-Link 전용 통신 케이블을 사용할 수 있다. 또한 경고 램프 등의 접속 용도로 기존의 CC-Link 리모트국을 활용할 수 있다.

 

네트워크 고장·이상 정보 관리

CC-Link Safety의 기능 중 하나는 안전 마스터국에 안전 리모트국의 고장 혹은 이상 내용을 기록하는 것. 고장에 대한 이력을 관리함으로써 트러블 슈팅 시 보다 빠르고 정확한 대응을 할 수 있게 된다.