스마트 팩토리의 중추, ‘IO-Link’

스마트 팩토리 맞춤형 인터페이스, IO-Link

현재 시중에서 판매 중인 제품의 품질이나 가격을 보고 소비자들은 대다수의 공장이 효율적인 제조와 공급을 실현하고 있을 거라 생각한다. 하지만 실제로는 많은 공장들이 비효율적인 환경 하에서 작업을 진행하고 있는데, 이 같은 공장이 스마트 팩토리로 진화하는 데 있어서 중요한 역할을 하는 인터페이스가 IO-Link다.

IO-Link는 공장에 내재된 비효율적 환경 감소에 긍정적으로 작용하는데, IO-Link 컨소시엄과 IEC(International Electrotechnical Commission) 61131-9 표준에서는 센서 및 액추에이터를 위한 제조사의 독자적인 양방향 업체 통신 프로토콜을 제정한 바 있다. 이 표준 하에서 제조업체들은 △ Profibus △ Profinet △ EtherCAT처럼 필드버스와의 역호환이 가능한 물리 인터페이스를 정의할 수 있다.

IO-Link의 구체적 이점

앞서 설명한 IO-Link의 상세한 이점과 이를 활용한 FA 구현 방법은 다음에 이어질 내용과 같다.

• 양방향 통신

오늘날의 공장은 주로 단방향 센서를 활용한다. 이 센서는 표준 I/O와 디지털 출력 스위치에 기반을 두고 있는 데이터를 제공한다. 만약 공장 작업자가 IO-Link의 양방향 프로토콜로 공장에 있는 센서 파라미터를 업데이트한다면, 각각의 센서를 재프로그램화하기 위해 매번 공장으로 가지 않고도 맞춤형 주문을 처리할 수 있게 된다. 또한, IO-Link가 지원하는 양방향 통신은 △ 케이블 끊김 △ 과열 조건 △ 출력 단락 △ 진단 등과 관련된 실시간 정보를 제공하며, 센서 수명까지도 알려준다.

• 제조사의 독자적인 표준

IO-Link 표준을 채택한 제조업체들은 TI의 제품(센서 및 PLC 등)뿐만 아니라 경쟁 솔루션과의 호환이 가능한 센서와 액추에이터를 제작할 수 있다. 또한, 사용자는 표준 인터페이스와 케이블·커넥터를 활용해, 고객이 요구하는 제품을 제조하는 동시에 높은 효율과 유연성을 자랑하는 프로세스까지 개발할 수 있다.

• 통신 프로토콜

IO-Link의 ‘Point-to-point’ 통신 프로토콜은 필요한 사이클 시간에 따라 최대 32byte까지 처리할 수 있다. 또한, IO-Link Master는 센서 및 타이밍 파라미터를 저장할 수 있는데, 엔지니어는 이 같은 핵심 기능을 통해 결함이 있는 센서를 손쉽게 교체하고, 새로운 센서를 통해 파라미터를 자동으로 다운로드할 수 있다. 이는 추가적으로 생길 수 있는 중단 시간을 단축하는 반면에, 공장의 효율성을 높인다.

• 역호환성

표준 I/O·디지털 출력 스위치는 현재 시장에서 쓰이고 있는 PLC의 주요 인터페이스다. 지금의 공장들은 다수의 표준 I/O 센서를 설치했는데, 이를 새로운 기술로 대체하는 일은 말처럼 쉽지가 않다. 이 때문에 IO-Link 제작자는 이 점을 인식하고 IO-Link의 커넥터에 기존의 설치 기반과 동일한 커넥터/핀아웃을 적용했으며, 고객이 동일한 케이블을 사용할 수 있도록 지원하고 있다. 이로 인해 제조사들은 공장 라인을 빠르고 쉽게 업데이트할 수 있게 됐다. 앞 페이지의 사진에 나온 커넥터들은 IEC 61131-9에서 정의하고 있는 규격을 따른 것으로, 현재 폭넓게 설치되어 있는 커넥터들과 동일하다(M5·M8·M12 유형). 한편, IO-Link의 연결은 최대 20m의 길이까지 닿을 수 있는 3와이어 케이블을 통해 가능하다.

표준 I/O에 익숙한 고객은, 표가 나타내고 있는 사실과 기능(VCC·OUT·GND로 구성)이 동일하다는 사실을 알 수 있는데, IO-Link와 표준 I/O 모두 데이터에서 C/Q(또는 OUT) 신호를 사용한다. 한편, TI는 2011년부터 IO-Link를 구현하는 트랜시버 제품을 시장에 공급하고 있으며, 최근에는 2세대 트랜시버 제품을 출시했다.

자료 제공 : TI 코리아