산업용 네트워크는 산업 분야 및 특정 애플리케이션에 따라 자동화 시스템의 안정성과 가용성기준이 다르다. 특히, 이러한 조건들이 많아질수록 시스템의 안정적 운영을 위해 ‘이중화’가 중요해진다. ‘이중화’는 시스템 내 동일한 기능을 가진 구성 요소로를 두 개 이상 준비해 하나에 문제가 생겨도 다른 요소가 이를 대체해 시스템이 중단 없이 작동하는 방식이다. 이를 바탕으로 시스템은 안정성과 가용성을 높이며 서비스 중단을 최소화할 수 있다.

산업용 통신 및 자동화 솔루션 기업 힐셔(Hilscher, 지사장 원일민)가 프로피넷(PROFINET) 네트워크용 ‘S2 시스템 이중화’ 구현 펌웨어 ‘netX 프로피넷’를 4일 출시했다.

장애 상황에서도 끊김 없는 연결, ‘프로피넷 이중화’

‘프로피넷’은 산업용 이더넷 표준으로 공장 자동화와 산업 현장에서 안정적이고 실시간 데이터 통신을 제공하는 ‘네트워크 프로토콜’이다. 다양한 장치가 원활하게 연결돼 고속으로 데이터를 교환할 수 있도록 지원하며 시스템의 연속성과 신뢰성을 높이기 위해 다양한 이중화 방식(S1, S2, R1, R2)으로 장애 상황에서도 통신을 유지할 수 있다.

‘S1 이중화’는 일반적인 프로피넷 표준으로, IO 장치가 하나의 컨트롤러와 연결되는 단일 프로피넷 인터페이스로 구성된다.

‘S2 이중화’는 단일 프로피넷 인터페이스가 두 개의 컨트롤러와 연결되는 방식이다. 주 컨트롤러가 정상 작동할 때는 주 컨트롤러로 데이터가 교환되지만 오류 발생시 백업 컨트롤러 전환돼 데이터 교환 중단 없이 이루어진다.

‘R1 이중화’는 IO 장치에 두 개의 프로피넷 인터페이스를 가지고 있으며, 각각의 인터페이스가 별도의 컨트롤러에 연결된다. 주 연결에 장애 발생 시 IO 장치는 두 번째 인터페이스로 연결된 다른 컨트롤러와 통신을 시작한다. 즉, 동일한 인터페이스가 다른 컨트롤러로 전환하는 것이 아니라 두 번째 인터페이스로 자동 전환돼 백업 컨트롤러와 연결되는 방식이다.

‘R2 이중화’는 S2와 R1 방식을 결합한 것으로, IO 장치가 두 개의 프로피넷 인터페이스를 가지고 있으며, 각각 두 개의 중복 컨트롤러와 연결되는 구조이다. 이 방식은 IO 장치가 두 개의 독립된 경로를 사용해 항상 안정적인 연결을 유지해 시스템의 지속적인 운영을 보장한다.

효율성과 유연성을 모두 갖춘 ‘S2 시스템 이중화’

‘S2 시스템 이중화’는 원활하고 중단 없는 작동이 필수적인 산업용 애플리케이션에서 중요한 역할을 한다. 석유 및 가스, 화학, 제약 등의 공정 자동화는 높은 신뢰성과 가용성이 요구돼 S2 이중화 구성 시 오류가 발생해도 백업 컨트롤러가 즉시 인계해 공정의 연속성이 보장된다.

또한, 자동차 및 반도체 제조 등 고성능 생산 시설의 경우 계획되지 않은 가동 중단으로 인한 손실을 줄이고, 오류 발생 시 컨트롤러 변경으로 생산 흐름을 유지할 수 있다. 발전소, 수처리 시설 등 유틸리티 및 에너지 부문에서도 제어 장치의 오류 발생 시에도 눈에 띄는 중단 없이 지속적인 운용을 보장한다.

R 방식의 이중화는 네트워크 경로를 완전히 분리하지만, S2는 하나의 네트워크 인터페이스만으로 추가 하드웨어 없이 고가용성을 구현하는 효율적인 방법이다. 소형 필드 장치부터 대규모 공정 자동화까지 폭넓게 적용가능해 다양한 이중화 요구를 간단히 충족하는 솔루션으로 평가받고 있다.

힐셔, ‘netX PROFINET’ 펌웨어로 ‘S2 시스템 이중화 구현’ 

힐셔는 프로피넷용 S2 시스템 이중화를 위해 펌웨어 ‘netX 프로피넷’로 힐셔의 ‘netX 51·90·100’ 통신 컨트롤러와 해당 컨트롤러 기반의 ‘cifX’ PC 카드 제품군, ‘netJACK’ 및 ‘comX’ 임베디드 모듈을 손쉽게 이중화 시스템에 통합할 수 있다.

기업은 시스템 가용성이 증가하고 장애 발생 시 자동으로 보조 컨트롤러로 전환돼 가동 중단을 최소화할 수 있으며, 시스템이 계속 운영되므로 긴급 유지 관리의 부담이 줄고 신속한 오류 복구가 가능해 생산성을 높일 수 있다. 전체 시스템 장애 위험이 줄어들어 안전이 중요한 애플리케이션에서도 신뢰성이 강화된다.

그 밖에, 네트워크를 특정 요구와 환경에 맞춰 유연하게 적용할 수 있어 다양한 산업용 애플리케이션에 적합해 기업은 가동 중단 비용을 줄이고 효율성을 높일 수 있다.

[알림] ‘GTT KOREA’와 ‘전자신문인터넷’이 공동으로 주최하는 “NSWS(Next Smart Work Summit) 2024”에서는 글로벌 스마트워크 솔루션 선도 기업들이 참여하여 최신 기술과 시장 동향, 그리고 기업이 당면한 문제의 해결 방안을 심도 있게 다룰 예정이다. 이번 서밋에서는 AI와 스마트워크를 활용한 혁신적인 업무 환경 구축 및 활용 전략 공유와 함께 전시 부스를 통해 기업에 필요한 다양한 스마트워크 활용법을 구체적으로 체험해 볼 수 있는 장도 마련된다.