일반기술

표준 엘에이엔을 이용하는 필드버스 통신 시스템 및 통신 제어방법

일반적으로 필드버스란 필드에 설치된 다수의 센서 및 액츄에이터, 그리고 상위의 제어기기 등과 같은 현장 기기간의 통신에 사용되는 디지털, 양방향, 멀티드롭, 직렬버스의 특성을 갖는 실시간 제어/자동화용 네트워크로서 1980년대 후반에 그 필요성이 대두되어 1990년대에 처음 출현하였는데, 기존의 필드버스 통신 시스템 중에서 많이 사용되는 것으로는 유럽 표준으로 제정된 Profibus(독일), WorldFIP(프랑스), 그리고 북미 지역의 FF(Foundation Fieldbus)등이 있고, 이들 외에도 지역별 또는 적용 영역별로 다양한 시스템이 존재한다.본 통신 시스템은 실제 제어현장의 터미널 박스 및 터미널 블록을 모델링하여 컴퓨터 메모리안에 구성한 가상 터미널 박스 및 블록(VTB:Virtual Terminal Box/Block)을 메모리안에 설치해 두고, 이 VTB안에 제어 현장의 각 제어점에서 발생하는 주기 및 비주기 데이터들을 모두 최소 주기를 갖는 주기적 데이터로 간주하여 블록화 시켜두고, 원격에 있는 VTB 사이에서 블록 정보를 주기적으로 고속 교환함으로써 현장의 모든 주기/비주기 데이터들을 실시간으로 송수신 처리하도록 하는 제어자동화용 실시간 통신 프로토콜(VTBP:Virtual Terminal Block/Box Protocol)을 개발한 후, 필드 버스 통신망으로 연결된 각 노드들의 제1 및 제2계층에는 표준 LAN 카드를 통신망 인터페이스 카드로 사용하고, 그 노드들의 상위 계층에 상기 제어용 실시간 통신 프로토콜(VTBP)을 탑재하여, 상기 실시간 통신 제어용 프로토콜에 의해 필드 버스 통신 시스템의 노드간 데이터 전송을 수행하는 것이다.본 통신 시스템은 다수의 제어 포인트에서 발생되는 비주기 데이터들을 상태값 또는 변화값을 갖는 특정 단위 주기 또는 최소 샘플링 주기의 주기 데이터로 간주하여 분류하는 제 1 과정을 거치고, 다수의 제어 포인트에서 발생되는 다양한 샘플링 주기의 주기 데이터들을 최소 샘플링 주기의 주기 데이터로 간주하여 분류하는 제 2 과정을 거치며, 제 1 과정 및 제 2 과정에서 최소 샘플링 주기의 주기 데이터로 간주하여 분류된 비주기 데이터 및 다양한 주기의 데이터들을 모두 하나의 데이터 블록안에 묶어 그룹화시키는 제 3 과정을 거치고, 제 3 과정에서 생성된 데이터 블록을 최소 샘플링 주기의 이하의 주기로 전송하는 제 4 과정을 거치는 필드버스 통신 시스템의 통신 제어방법인 것이다.이와같은 단계로 거친 본 통신 시스템은 표준 LAN 카드를 사용함으로써 제어자동화 시스템이 높은 신뢰성과 저렴한 가격을 가지게 해주고, 벤더(Vendor) 종속을 탈피하게 해주며, 넓은 대역폭을 제공해 준다. 또한, 손쉬운 유지보수와 확장성을 제공한다.