Hilscher: Hilscher의 netX를 통한 PROFINET S2 시스템 이중화

산업 부문과 특정 응용 분야에 따라 산업 네트워크는 자동화 시스템의 신뢰성과 가용성에 대해 매우 다른 요구를 제기합니다. 요구 사항이 높아질수록 "이중화"라는 키워드가 더욱 결정적인 역할을 하게 됩니다. 즉, 개별 시스템 구성 요소가 고장 나더라도 기능적으로 동일하거나 유사한 자원을 추가로 확보하여 기술 시스템이 중단 없이 계속 작동할 수 있도록 하는 것을 의미합니다.

다음 블로그 게시물에서는 특히 S2 시스템 이중화와 같은 일반적인 이중화 메커니즘에 대해 알아야 할 모든 것을 확인할 수 있으며, Hilscher가 PROFINET 네트워크에서 이를 구현하는 데 어떻게 지원할 수 있는지도 살펴볼 수 있습니다.

A PROFINET controller icon on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.

PROFINET S1은 특별한 이중화 구성을 설명하는 것이 아니라, 일반적인 PROFINET 표준을 말합니다. 즉, 이는 하나의 IO 장치가 하나의 컨트롤러와 통신 관계를 설정할 수 있는 PROFINET 인터페이스를 갖고 있다는 것을 의미합니다.

Two PROFINET controller icons on top, a PROFINET device icon on the bottom. In the middle is a PROFINET icon.

S2 이중화를 사용하면, IO 장치에도 정확히 하나의 PROFINET 인터페이스가 있지만, 두 개의 이중화 IO 컨트롤러와 최대 두 개의 통신 관계를 설정할 수 있습니다. 데이터는 일반적으로 주 연결을 통해 교환됩니다. 하지만, 이 연결에 문제가 발생할 경우, 데이터는 백업 컨트롤러를 통해 교환됩니다.

이 구성에서 IO 장치에는 두 개의 PROFINET 인터페이스가 있으며, 각 인터페이스는 컨트롤러에 연결됩니다. 주 연결에 문제가 발생하면, 동일한 인터페이스가 두 번째 컨트롤러로 전환되는 것이 아니라, IO 장치가 두 번째 인터페이스로 전환됩니다.

R2 시스템 이중화는 S2와 R1의 접근 방식을 결합한 것입니다. 따라서 IO 장치에는 두 개의 PROFINET 인터페이스가 있으며, 각 인터페이스는 이중화 컨트롤러와 두 개의 통신 관계를 맺고 있습니다. 시스템 오류의 유형에 따라 가장 빠른 통신 경로를 통해 연결이 복구됩니다.

Yokogawa Electric, a leading company in integrated plant production control systems, has implemented S2 redundancy for their PROFINET IO controller by adopting Hilscher's comX embedded module, thereby improving the operation rate of the plant.

S2 시스템 이중화는 제어 수준에서의 이중화를 의미하며, 이로써 두 개의 이중화 컨트롤러를 사용하여 시스템의 연속 운영을 보장할 수 있습니다. 하나의 컨트롤러가 고장 나면, 두 번째 컨트롤러가 자동으로 다운타임 없이 제어 기능을 넘겨 받습니다. 이는 원활하고 중단 없는 운영이 중요한 산업 애플리케이션에서 특히 중요합니다. 다음 사항이 여기에 포함됩니다:

중요한 공정 자동화 분야: 석유 및 가스, 화학 및 제약 등의 산업은 높은 신뢰성과 가용성을 요구합니다. PROFINET S2 이중화는 컨트롤러 고장 시 백업 컨트롤러가 즉시 제어 기능을 인수할 수 있도록 보장합니다. 이를 통해 중요한 프로세스가 중단 없이 계속될 수 있습니다.

높은 가용성이 요구되는 생산 분야: 예를 들어 자동차 제조 또는 반도체 제조에 사용되는 고성능 생산 시설에서는 예상치 못한 다운타임이 발생할 경우, 막대한 손실로 이어질 수 있습니다. S2 이중화는 고장 발생 시, 원활한 컨트롤러 교체를 가능하게 하여, 생산 흐름을 유지하는 데 도움을 줍니다.

유틸리티 및 에너지 부문: 발전소, 수처리 공장 및 기타 유틸리티 서비스는 지속적인 운영에 의존합니다. S2 시스템 이중화는 제어 장치 고장 시에도 중단 없이 작업을 계속할 수 있도록 보장합니다.

완전히 분리된 네트워크 세그먼트를 사용할 수 있는 R 이중화 방식에 비해, S2 시스템 이중화를 사용하면 비교적 간단한 방식으로 이중화 시스템을 구현할 수 있습니다. 이 경우, 장치는 단지 하나의 네트워크 인터페이스, 즉 하나의 통신 컨트롤러로 충분합니다. 이를 통해 추가 하드웨어 없이 소형 필드 장치를 고가용성 시스템에 연결할 수 있습니다. 이러한 유형의 이중화는 공장 자동화 분야 대부분의 적용 사례에 이미 충분히 적용되고 있으며 공정 자동화의 상당 부분에도 적용될 수 있습니다. 따라서 S2 이중화는 이중화 메커니즘 중 효율적인 만능 솔루션으로 설명될 수 있습니다.

Hilscher는 PROFINET S2 시스템 이중화가 필요한 장치 애플리케이션을 위해 netX PROFINET 펌웨어를 제공합니다. 즉, netX 51, netX 90 및 netX 100 통신 컨트롤러 및 이를 기반으로 하는 제품(예: cifX 제품군의 PC 카드 또는 netJACK 또는 comX와 같은 임베디드 모듈)을 네트워크 인터페이스로 사용하는 장치들은 최소한의 노력으로 이중화 시스템에 통합될 수 있습니다.

저렴한 투자와 관련하여, 기업은 표준 장치를 이중화 장치로 업그레이드함으로써 여러 가지 이점을 누릴 수 있습니다. 여기에는 이러한 장점들이 포함됩니다.

시스템 가용성 향상: 이중화는 하나의 컨트롤러에 장애 발생 시, 시스템이 보조 컨트롤러로 자동 전환되므로 다운타임을 최소화합니다.
유지 보수 비용 절감: 시스템이 계속 작동하므로, 정비 작업을 서두르지 않고 진행할 수 있어, 긴급 유지 보수에 드는 비용과 수고를 줄일 수 있습니다.
신속한 장애 복구: 보조 컨트롤러로의 자동 전환을 통해 장애를 신속하게 복구할 수 있으므로 생산성이 향상되고 다운타임이 줄어듭니다.
안전성 및 신뢰성 향상: 시스템 이중화의 사용은 전체 시스템 고장의 위험을 최소화하여, 안전이 중요한 애플리케이션에서 특히 중요합니다.
네트워크 요구 사항에 대한 유연한 적응: S2 이중화는 네트워크를 특정 요구 사항 및 환경에 유연하게 적응할 수 있어, 다양한 산업 애플리케이션에 적합한 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

따라서 PROFINET S2 시스템 이중화를 사용함으로써, 기업은 생산 시스템의 가용성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 이는 효율성 증가와 다운타임 비용 절감을 가져옵니다.