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유선 및 무선 센서망의 산업응용

전문가 제언: ○ 산업자동화는 공장자동화(FA: Factory Automation)와 플랜트의 공정제어(PA: Process Automation)로 구분할 수 있다. 기타 분야는 HA(Home Automation)과 OA(Office Automation)가 될 것이다. 또한 플랜트 제어계통은 아날로그 방식에서 디지털 제어 방식으로 대체되면서 중앙집중식 제어방식에서 분산제어 방식(DCS: Distributed Control System)으로 전환되었다.

○ 이러한 제어계통에는 센서, 트랜스듀서, I/O 및 자료수집 장치(DAS: Data Acquisition System), 자료처리장치(컴퓨터), 모니터링 및 제어시스템 등으로 구성된다. 그런데 이러한 시스템이 아날로그에서 디지털로 대체되면서 케이블 감소, 소자의 소형화 및 신뢰성 등 성능이 향상되어 설치비용 및 유지비용도 절감되었다.

○ 또한 센서와 액추에이터(control valve 등 조작 장치)가 통신망에 직접 연결되어(direct interface) 공정 데이터와 진단기능이 동시에 가능하고 웹상에서 공유가 가능하여 시스템성능을 향상할 수 있다. 그러나 특히 저렴한 센서는 컴퓨터와 PLC에 적합한 표준 통신 프로토콜을 사용할 수 없다. 이것은 센서가 적은 양의 데이터를 주기적, 등시성으로 하드 실시간으로 처리하는 반면, 컴퓨터와 PLC는 소프트 실시간으로 많은 양의 데이터를 처리하기 때문이다.

○ 공정제어에서 필드버스(field bus)는 하위레벨의 특정센서 응용지역에 사용되고 상위레벨의 장비는 유선/무선 이더넷(Ethernet)과 인터넷 기술을 사용한다. 최근에는 기존 필드버스가 실시간 이더넷으로 대체되고 실시간 무선 센서망이 유망하여 이에 대한 연구가 활발하다.

○ 국내 산업체의 필드버스는 주로 해외기술을 도입하여 설치하는 수준이며 이더넷 기반의 필드버스로는 EtherCAT, Industrial EherNet/IP 및 PROFINET 등이 있다. 실시간 무선 센서망의 산업응용은 아직은 연구 개발단계로 국내에서는 USN(유비쿼터스 센서망)에 대한 연구는 비교적 활발하지만 산업응용에 대한 연구는 미비하여 센서 및 국제표준에 대한 연구가 추진되어야 할 것이다.

저자: Alessandra Flammini, Paolo Ferrari, Daniele Marioli, Emiliano Sisinni, Andrea Taroni
자료유형: 학술정보