오늘날 산업용 이더넷은 주로 공장 자동화에 많이 사용되며 부분적으로만 PROCESS 계장 자동화에 사용된다. 그러나 현장의 이더넷은 높은 데이터 전송속도, 사용의 편의성 및 상호 운용성을 제공한다. 또한 산업용 이더넷이 있는 스마트 기기는 Industrie 4.0 및 IIoT에는 필수적이다.



사용 사례

여러 장점으로 인해 PROCESS 계장 플랜트에서 발생하는 가치가 점차 증가하고 있다. 오늘날 이미 시장에 파다하게 나와있는 스마트 기기는 PROCESS 계장 산업의 모든 영역에서 사용하기에 는 아직 적합하지가 않다. 폭발위험 지역[Explosion Hazardous Area] 또는 별도의 전원을 사용할 수 없는 경우. 주요 문제는 PROCESS 계장 산업의 모든 요구 사항을 충족하지 못하는 물리적 계층에서 발생한다.

장거리, 전원 공급장치 및 동축케이블의 2-와이어를 통한 통신 및 본질 안전 방폭[Intrinsic Safety Explosion proof]이 그것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 SDO인PI(Profib us & Profinet International), FieldComm Group 및 ODVA는 주요 PROCESS 계장 장치 공급업체와 협력하여 이더넷-APL(Advanced Physical Layer) 프로젝트를 수행키로 약속하였다. 이더넷-APL이 물리계층(계층 1)에 영향을 미치기 때문에 사양 통합은 통신 프로토콜에 있어서 여럿의 요구를 만족하는 중립적 위치에 놓고, 프로젝트를 수행하기로 약속했다.

각 IP 기반 프로토콜표준의 이러한 통합적 개념은 2020년에 수립하기로 하였다. 이후에는 전체 네트워크 인프라를 위한 장치가 개발의 목표다. 언급된 조직의 다양성, 이더넷-APL 프로젝트에 기여할 많은 업계의 파트너, 그리고 IEEE 및 IEC 표준, 고객 요구에 초점을 맞춘 이 프로젝트는 PROCESS 계장 산업에 주요 이점을 제공하게 될 것이다. 이 백서를 이러한 측면에 초점을 맞추어 좀 더 자세히 설명하고자 한다.

Ethernet-APL 백서의 목적

이 백서는 모든 자동화 수준에 대해 하나의 공통 통신기술을 포함하는 산업플랜트의 이더넷 기반 단일 네트워크 비전에 중점을 둔다. 이 문서는 PROCESS 계장 자동화의 논리적 다음단계인 이더넷 기반 통신에 대한 이해를 돕기 위해 통신 프로토콜의 진화로 시작한다. 이 백서는 개발조직의 설정에 있어 기술적 통찰력과 마지막 예상일정에 이르기까지 목표비전을 달성하는 데 필요한 모든 관련 세부 정보를 제공한다.

기술 사양은 아직 확정되지 않았기 때문에 기술세부사항은 문서의 일부가 아니라 각 사양에 대한 참조일 뿐이다. 이 백서는 어느 화학 플랜트[독일 BASF]의 파일럿 테스트에서 수집된 첫 번째 고객 경험을 바탕으로 기술의 장점들을 입증하였다. 끝으로, 전망을 말한다면 안전 애플리케이션 또는 프로세스 자동화 장치 정보 모델에 대한 영향 등 관련 주제를 보여준다.

단일표준 네트워크의 비전

1980년대에 HART 프로토콜을 표준화함으로써 디지털화의 첫 단계가 이루어진바 있다. 이 프로토콜을 사용하면 기존 4-20mA 아날로그 배선이 있는 플랜트에 쉽게 도입이 가능하다. 이 기술을 통하면 스마트 기기의 데이터를 잠금 상태에서 해제가 가능하다. 이 기술은 PROCESS 계장 자동화 분야에 널리 퍼져 있다. 2000 년대에 PROFIBUS PA 또는 FOUNDATION Fieldbus와 같은 필드버스 프로토콜이 도입되어 더 빠른 데이터 전송속도, 진단 또는 장치교환을 위한 보다 표준화된 기능을 제공하고 있다.

HART 시스템 및 필드 버스 시스템을 포함한, 4-20mA 아날로그신호는 모두 공장의 배선 또는 위험 지역에서의 사용을 줄여야 하는 케이블을 통한 전력 공급과 같은 PROCESS 계장 산업의 가혹한 요구 사항들을 충족해왔다. 그러나 필드버스 시스템은 다양한 이유가 있을 수 있는 전통적인 HART 시스템을 대체할 수는 없었다. 예를 들어 프로세스 제어 시스템은 프로세스 값만 사용하지 종합적인 시스템은 사용하지 않는다는 이야기다.

진단 및 매개 변수화 가능성

기존 인프라에서 데이터는 이러한 기존 통신 기술을 기반으로 하고 상위와 분리된 필드 및 제어 수준 즉, (OT = 운영 기술)에 고정이 된다. 일반적으로 이더넷 기반의 관리 수준 즉, (IT = 정보 기술)에서는 현재 IEEE 이더넷 사양을 기반으로 하는 이더넷 기술을 사용하고 EtherNet/IP와 같은 산업용 이더넷 프로토콜과 결합하여 더 많은 전송 속도와 대역폭을 달성할 수가 있다.

그러나 이 물리적 계층에는 4선의 이더넷 케이블과 짧은 케이블 길이를 갖는다는 제한이 있을 수 있으며 폭발 위험 지역에 설치하는 데는 적합하지가 않은 게 단점이다. IIoT[Industrial Internet of Things] Industrie 4.0 및 NAMUR Open Architecture와 같은 데이터 집약적 인 애플리케이션을 사용하는 미래의 시스템 개념에 따라 요구 사항 및 통신 기술을 변경할 수가 있다.

이러한 모든 미래의 개념에는 자동화 수준 간에 데이터를 해석하고 변환할 필요가 없는 스마트 기기의 데이터가 필요하다. 공장 자동화에서 IT와 OT 간의 일관된 통신장벽은 기존 이더넷 기술을 기반으로 몇 년 동안 이미 극복된 바 있다. PROCESS 계장 자동화에는 아직 이더넷 사양에 포함되지 않은 요구 사항이 있다. 이러한 격차에 대해서는 이미 식별되었으며 이더넷을 위한 새로운 물리 계층으로 이 문제는 해결될 수가 있다는 것이다.

PROCESS 계장 자동화의 장벽

PROCESS 계장 산업에서는 토폴로지(트렁크/스퍼 설치), 2-와이어 기술(동축 케이블을 통한 통신 및 전원 두 가지를 동시 공급하는 방법), 장거리 및 본질안전방폭[Intrinsically safe explosion-proof]과 같은 측면이 특히 중요하다. “장거리”란 수백 미터의 케이블 길이를 의미하며 최대 1,000m까지도 전달하는 것을 말한다. 데이터 통신에 사용된 동일한 2선 케이블을 통해 필드 장치에 신호와 전원을 동시에 공급하는 것은 이전 필드버스 설치에서 이미 입증된 바 있기에 이 기능을 빼놓을 수는 없다.

만약에 폭발 위험지역[Hazardous Area]에 이더넷을 지원하는 필드장치를 설치하면 PROCESS 계장 산업의 요구 사항이 모두 마무리된다. IIoT 사용 사례가 있는 향후 시스템 개념의 경우 단일 네트워크 비전에서 설명된 대로 추가 요구 사항이 제시가 되었다. 이는 IEEE 100BASE-TX 기반의 표준 이더넷 기술과 HART 또는 필드버스 인프라를 포함한 아날로그 신호인 4-20mA의 기존 시스템 모두는 이러한 요구 사항을 다 충족할 수가 없다는 것이 문제다. 이러한 모든 요구 사항을 해결하고 PROCESS 계장 플랜트에서 단일 표준네트워크의 비전을 지원하기 위해 다중기관 및 기업이 함께 참여하는 Ethernet-APL 프로젝트의 수립 이유가 성립을 하게 된 배경이다.

이더넷-APL 조직

선도적 산업 조직으로 불리는 3대 SDO인 FieldComm Group[Hart-IP], ODVA[EtherNet/IP] 및 PROFIBUS & PROFINET International[PROFINET]은 이더넷-APL 프로젝트에 협력하기로 약속을 하였다. 이 프로젝트의 업계 파트너로는 ABB, Emerson Process Management, Endress + Hauser, Krohne, Pepperl + Fuchs, Phoenix Contact, R. Stahl, Rockwell Automation, Samson, Siemens, Vega 및 Yokogawa와 같은 프로세스 자동화 분야의 선도 기업 12개 기업이다. 총 3 개의 조직과 12개의 업계 파트너가 이더넷용 고급 물리 계층인 이더넷-APL 프로젝트의 성공을 위해 모두 함께 물심양면으로 노력을 하고 있는 것이다[아래 12개의 프로젝트 참여기업 LOGO 참조].

장벽의 해결
미래의 시스템 개념에 대해서 PROCESS 계장 산업의 요구사항이 식별되고 명확한 설명이 가능하다. 모든 요구 사항을 충족하려면 몇 가지 사양을 개선해야만 한다. 이런 요청사항은 해당 개발조직에 전달이 되었다.

IEEE 802.3cg
이러한 요구 사항을 충족하기 위한 주요 측면은 이더넷 기술을 기반으로 하는 새로운 물리 계층의 탄생이다. 따라서 IEEE 802.3에서 동일한 트위스트 페어 이더넷 케이블을 통해 장거리 애플리케이션과 전력 및 데이터를 달성하기 위해 10Mbit/s의 2가닥 선의 이더넷 사양 55작업을 요청하였다. 이미 2016년에 IEEE 표준 협회는 IEEE 802.3cg 프로젝트를 승인했다. 사양문제는 이 사양에 따라 PHY[OSI 모델의 물리 계층의 약어로, 물리 계층 기능을 구현하는 데 필요한 회로를 표시]칩 제조업체는 필요한 이더넷 PHY 생산을 시작할 수가 있다.

IEC TS 60079-47 Ethernet-APL 국제표준의 탄생 및 발표

Zone 0/Class 1 Division1까지 위험 지역에서 루프 전원 및 별도의 전원 장치에 대한 본질 안전의 요구 사항을 충족하기 위해 기술위원회 내 IEC PT 60079-47[이더넷-APL의 IEC 표준명] 프로젝트 팀 IEC SC 31G는 이에 대한 기술 사양을 작업하고 있다. IEC 60079의 와이어의 본질 안전 이더넷(2-WISE). 점화 보호 개념을 만드는 데 중점을 두고 있다.

그 동안 작업 그룹은 필드 버스 본질 안전 개념(FISCO)에 정의된 원칙이 새로운 물리 계층에 대한 일부 적응을 포함하여 2-WISE 기술 사양에도 적합하다는 데 동의했다. 이러한 인식은 DEKRA Testing & Certification GmbH에서 실행된 성공적인 테스트로 뒷받침을 할 수 있다. 최종 기술사양(IEC TS 60079-47)이며, 사실상 이 프로젝트의 국제 PROCESS 계장 단일표준인 IEC TS 60079-47은 2021 년 말에 발표될 예정이다.

조직의 사양

마지막으로 FCG, ODVA 및 PI 조직의 관련 사양에서 이더넷-APL 정의를 고려해야 한다. 이러한 적용은 2020년 말에 완료될 것으로 예상된다. ODVA 내에서 사양의 향상은 Volume 2 “EtherNet /IP Adaption of CIP”의 EtherNet/IP Physical Layer SIG를 통해 수행되어야 한다. 또한 EtherNet/IP 미디어 계획 및 설치 가이드라인은 APL 프로젝트의 공동 작업으로 작성된 설치 가이드라인에 따라 업데이트가 된다.




이더넷-APL에 대한 기본 정의

ISO OSI 모델
이름처럼 이더넷 고급물리 계층은 IEEE 802.3cg를 기반으로 하는 추가적인 물리 계층이다. 따라서 EtherNet/IP와 같은 산업용 이더넷 프로토콜은 물리적 계층과 독립적으로 작동하므로 이러한 개선 사항과는 무관하다.

토폴로지[Topologies]
Ethernet-APL을 통해 이미 확립 된 토폴로지를 실현할 수 있다. 여기에는 필드버스의 입증된 트렁크 및 스퍼[spur] 토폴로지가 포함이 된다. 각각 최대 500mW로 최대 50개의 필드장치에 전력을 공급할 수 있는 인프라, 본질안전[intrinsic safety]을 갖춘 위험지역[Hazardous Area]에 APL 필드 스위치와 APL 필드장치를 모두 설치할 수가 있다.

고객에게 제공하는 이점

이더넷-APL은 고객측면의 설계 팀, 엔지니어 및 유지보수 팀[계 전 팀]의 직원들에게 많은 이점을 제공한다. 시스템 설계 및 통합 시간단축 필드 레벨과 제어 레벨 사이에 단일표준의 보편적 통신 기술을 보유함으로써 이더넷-APL 시스템 인프라에서 서로 다른 통신 프로토콜을 변환시켜주는 별도의 게이트웨이나 변환기 등이 필요하지 않다. 최대 60W의 전원 공급 장치 출력으로 인해 전원 공급 장치 당 더 많은 장치를 추가할 수 있으므로 더 적은 세그먼트로 이어진다.

시스템 설계 및 통합 시간 단축

필드 레벨과 제어 레벨 사이에 하나의 퍼베이시브 통신기술[공기가 사람과 공존하듯 장비와 장비가 공존하는 개념. 즉, 유비쿼터스처럼 언제 어디서나 통신장치들이 상호작용하며 각종 통신장치가 다중적으로 다른 장비들을 서포트하는 기술]을 보유함으로써 이더넷-APL 시스템 인프라에서 서로 다른 통신 프로토콜을 변환하는 게이트웨이와 변환기가 전혀 필요하지 않다.

최대 60W의 전원 공급 장치 출력으로 인해 전원 공급 장치당 더 많은 장치를 추가할 수 있으므로 세그먼트 수가 줄어든다. 잘 알려진 트렁크 및 스퍼 토폴로지는 이더넷-APL 시스템으로 조정할 수 있다. 또한 필드버스 케이블을 재사용함으로써 기존의 설비들을 쉽게 교체 할 수 있다. 전체적으로 시스템 설계의 복잡성이 줄어든다고 할 수 있다.



스타트 업 노력의 감소

이더넷-APL 인프라를 설치하는 동안 극성의 독립성과 공통 트렁크 및 스퍼 토폴로지로 인해 설치 오류가 덜 발생할 수 있다. 설치 후 이더넷-APL 인프라의 물리적 계층이 항상 동일하므로 인해 테스트 노력이 줄어든다. 최소한의 배선 마운트에서 발생하는 동일한 케이블의 전원 및 데이터 때문에 동일하게 모든 게 적용이 된다.

교육 목적의 경우에도 모든 네트워크 수준에는 단 하나의 통신[이더넷-APL]만 있기 때문에 교육에 따른 노력이 줄어든다. 자동 인스턴스화가 지원하는 IP 기반 통신을 위한 표준 수단으로 IT에서 OT의 수직 통합을 쉽게 수행할 수 있다. 기존 시스템보다 최대 300 배 빠른 대단히 높은 데이터 전송 속도로 빠른 장치 구성이 지원된다. 설치 후 이더넷-APL 인프라의 물리적 계층이 1개 이므로 테스트에 대한 수고가 줄어든다.

배선문제는 전원 및 데이터가 하나의 동축 케이블에 들어 있어서 배선이 매우 간단하며, 네트워크 교육도 모든 네트워크가 단 1개의 통신[이더넷-APL] 선으로 배선이 되므로 인해 배선에 따른 어떤 교육적 노력도 필요가 없다. 자동계측에 의해 지원되는 IP기반 통신의 표준수단에 의해서, IT에서 OT의 수직적 통합은 매우 쉽게 이루어질 수가 있다. 기존 시스템보다 최대 300배나 빠른 매우 높은 데이터 전송 속도로 빠른 장치 구성이 지원된다.

타임라인

이미 설명한 바와 같이 모든 관련 사양은 2020년 말까지 완성되고 출시 될 예정이다. 목표는 2021년 6월 독일 프랑크푸르트에서 개최되는 아케마[ACHEMA] 박람회에서 전체 네트워크 인프라의 실제 제품으로써 Ethernet-APL을 시연할 예정이다. 시연된 제품은 박람회 직후 출시될 예정이다.

첫 번째 고객 경험

2019년에 이더넷-APL 기술은 첫 번째 프로토 타입을 기반으로 독일의 한 화학 공장[BASF]에서 평가되었다. 평가 프로젝트의 초점은 이미 설명된 프로세스 산업의 요구 사항이었다.

• 모든 애플리케이션을 위한 하나의 단일 이더넷 프로토콜
• 모든 자동화 수준에서 강력한 이더넷 통신
• 동축케이블에 통신 및 전원 2선 케이블을 통한 데이터 공급(필드버스 케이블 재사용가능)
• 위험지역[Hazardous Area]에서의 사용 및 본질안전(Intrinsic safety)의 중요성
• NAMUR[독일] Open Architecture 에 따른 IIoT 사용 사례를 위한 병렬 데이터 액세스
• 친숙한 트렁크-평면 토폴로지(trunk-and-spur-topology)를 지원
• 언제 어디서나 장치에 액세스해야 한다.
• 자동화 및 기타 응용 프로그램을 위한 빠르고 효율적인 통신망

평가 프로젝트는 관제실과 현장을 포함한 현실적인 설정에서 실행되었다. 경험의 첫 번째 결과는 2019년 11월 NAMUR 총회에서 발표되었다. 요약하면 평가는 성공적이었으며 기술은 예상했던 이점을 모두 제공했다.



전 망

추가 고객 평가 프로젝트
기술에 대한 피드백을 받고 더 많은 인지도를 높이기 위해 프로토타입을 기반으로 한 평가 프로젝트는 다양한 업계의 적합한 고객과 함께 업계 파트너에 의해 계획되었다.

안전 애플리케이션의 디지털화
Ethernet-APL을 사용하면 모든 자동화 수준에 있어서 네트워크의 비전이 현실이 된다. 하지만 안전 애플리케이션은 어떤가? 단일 네트워크 비전 측면에서 안전 애플리케이션도 디지털화 할 준비가 되어 있어야 한다. EtherNet/IP를 위한 안전 프로토콜 CIP Safety를 고려함으로써 정확히 이 사용 사례가 충족이 되었다.

프로세스 자동화?장치 정보 모델
이더넷 기술은 스마트 기기에서 데이터를 액세스 할 수 있는 열쇠가 될 것이다. 현재 개발 중인 PA-DIM과 결합하여 미래의 디지털 서비스의 새로운 가능성을 실현한다. PA-DIM은 제조업체, 프로토콜 및 플랫폼과 독립적으로 정의되므로 이러한 디지털 서비스의 실현을 제공할수있다. 이 장치의 정보 모델은 OPC-UA(Open Platform Communications  Unified Architecture)를 기반으로 하며 이더넷을 통해 TCP를 기반으로 전송이 된다. 사양은 FieldComm Group과 OPC Foundation 간의 협력, 기본적으로 PA-DIM은 데이터 해석을 피하기 위해 데이터의 의미를 정의하는 통합된 장치 정보 모델로 구성이 될 것이다. 여기에 표현 된 아이디어, 의견 및 권장 사항은 가능한 사용에 대한 저자의 개념을 설명하기 위한 것이다. ODVA의 아이디어, 의견 및 권장 사항을 반영하지는 않는다.

기타 Ethernet-APL에 대한 의견 및 평가
Emerson의 Kravitz씨는 “오늘날 이더넷에서 실행되는 모든 프로토콜은 이더넷-APL을 통해 사용할 수 있다”라고 말했다. 여기에는 HART-IP 및 Profinet, EtherNet/IP 및 기타 산업용 이더넷 변형이 포함된다. 이와 같은 이더넷 기반 프로토콜에는 아날로그 HART, PROFIBUS PA 및 FOUNDATION Fieldbus와 같이 레거시 디지털 프로토콜을 사용하여 장치와 통신할 수 있는 I/O를 위한 규정이 있다.

처음에는 이더넷-APL과 같은 새로운 기술의 출시로 인해 기존 장치를 즉시 변경하지는 않을 것이다. 하지만 시간이 지남에 따라 계측 및 시스템 공급 업체가 이더넷-APL에 대해 더 많은 지원을 제공함에 따라 고객은 향상된 기능, 보안 및 유연성에 대한 잠재력을 본 뒤, 이더넷-APL 장치를 선택하게 될 것이다. APL 워킹 그룹의 YOKOGAWA 대표인 Taro Endoh씨는 “FOUNDATION Fieldbus와 PROFIBUS PA는 APL의 등장으로 인해패배를 할 것이다.

산업용 이더넷 프로토콜을 갖는 APL은 멀지 않아 4-20mA + HART를 대체할 것이다. 그러나 Pepperl + Fuchs의 Michael Kessler에 따르면 APL 대 현재 필드버스 프로토콜에 대해 Ethernet-APL 스위치는 이중기능이 있는 이더넷-APL 스퍼 인터페이스를 제공하는 것으로 입증(예: PROFINET-APL 및 PROFIBUS PA)되었다고 말했다. 이론적으로 이것은 데이터를 이더넷 기반의 실시간 프로토콜에 매핑할 수 있는 FOUNDATION Fieldbus 기기에서도 가능하다. 바로 이 이중 기능은 기존 플랜트를 이더넷-APL 기반 인프라로 마이그레이션 하는 데 있어서 중요하다. 이더넷-APL이 출시된 첫 해 동안에는 기존 FOUNDATION Fieldbus 또는 PROFIBUS PA 장비는 이더넷-APL 인터페이스로 누락된 장비의 기능차이를 채울 수 있을 것이라고 했다.

실제로 APL 로의 대폭적인 전환이유는 DCS 공급 업체가 지난 10년 동안 많은 돈과 노력을 투자 한 기존I/O시스템에서 벗어나 시스템 & 엔지니어링 관행을 개선해야만 한다는 것이다. 현재 APL 프로젝트에 참여하고 있는 3대 SDO 조직중 ODVA의 EtherNet/IP 프로토콜은 APL 표준을 최대한으로 활용할 수 있다.

“오늘날 EtherNet/IP는 DCS의 게이트웨이 역할도하는 PLC가 방향 제어 밸브 뱅크를 제어하는 밸브 파일럿과 같은 애플리케이션의 자동화 아일랜드 내에서 프로세스 자동화에 일반적으로 사용이 된다”라고 ODVA의 Steve Fales씨는 설명했다. ODVA의 APL을 통해 Fales씨는 EtherNet/IP가 제어, 진단 및 시운전을 위해 게이트웨이 없이 프로세스 네트워크 전반에 걸쳐 더 광범위하게 사용될 것으로 예측했다. “EtherNet/IP는 현장 수준과 상위 시스템 수준간의 이더넷 통신 시스템에 대한 NAMUR의 최소 바인딩 요구 사항 중 하나로 명명되었고 HART 장치 번역서비스의 통합 및 NAMUR NE 107 진단. 즉, ABB 측정 및 분석 플랫폼 관리자인 ABB의 Tilo Merlin씨는 다음과 같이 덧붙였다.

오늘날 대부분의 DCS 시스템은 이미 PROFINET 및 EtherNet/IP를 지원하기 때문에 이러한 프로토콜을 기반으로 한 Ethernet-APL의 채택은 아주 간단하다. 이들을 사용하면 게이트웨이 또는 기타 프로토콜 변환기의 사용이 필요 없어, 기존 필드버스 솔루션에 비해 복잡성과 유지 및 소유 비용이 크게 절감되고 유용성과 견고성이 향상된다. 또 Merlin씨는 확립된 이더넷 기반 프로토콜을 적용하는 것 외에도 OPC UA와 같은 새로운 프로토콜을 사용하여 새로운 수준의 보안과 의미를 제공함으로써 IT와 OT 사이의 경계를 허물어 버렸다”고 덧붙였다.

Ethernet-APL 디지털 트윈 보안을 위한 진입로

APL 프로젝트가 IIoT 크기의 정보고속도로를 현장 기기로 확장하기 위해 노력하고 있지만, 새로운 대역폭을 최대한 활용할 준비가 된 세계의 소프트웨어 및 시스템 측면에서 보완 표준에 대한 작업이 진행된 것이다. 주목할 만한 것은 FDI, PA-DIM 및 OPC-UA이며, 이들 모두는 디지털 분야에 새로운 질서와 가치를 제공할 것이라고 약속했다. FieldComm Group의 Sereiko씨는 FDI와 PA-DIM은 기업 전체의 소프트웨어 시스템이 계측 기기에서 제공하는 정보를 보다 쉽게 사용할 수 있도록 해준다.

Ethernet-APL은 게이트웨이와 원격 I/O를 이더넷 스위치로 대체하여 장치에서 기업 시스템으로 정보를 쉽게 라우팅[Routing]하는 것이 요체이다. 궁극적으로 빠른 속도가 가능해지면 FDI 및 PA-DIM에 대한 기능 향상으로 장치 통합을 더욱 단순화 할 수 있다. 또 에머슨의 Kravitz씨는 기술로서 FDI와 PA-DIM은 현장 장치에서 정보를 가져오는 기준을 낮추는 데 도움이 되도록 설계하였다. 이더넷-APL이 개별 장치에 대한 대역폭을 증가시킨다는 점은 이를 통해 현장장치는 제어 시스템에서 클라우드에 이르기까지 모든 수준의 프로세스 데이터 에코 시스템과 쉽게 통합될 수가 있다고 했다.

“이더넷-APL과 PA-DIM을 함께 사용하면 병렬 통신 경로에서 제어 통합에 이르는 현장의 데이터를 액세스할 수 있다”고 Endress + Hauser의 Lukas Klausmann씨는 말했다. 또한 그는 “이 두 번째 채널 접근 방식은 핵심 자동화 프로세스에는 아무 영향을 주지 않고 NAMUR 개방형 아키텍처(NOA) 개념을 지원한다”고 말했다. Ethernet-APL은 필드 장치 자체에 OPC UA 및 PA-DIM을 배포할 수 있는 핵심 기술이라고 Pepperl + Fuchs의 Kessler씨는 덧붙였다. “장치에 정보 모델이 내장되어 있기 때문에 실제로 플러그 앤 플레이가 가능하다.

FDI와 같은 모델 및 표준은 고객과 공급 업체에게는 중요한 도구이지만 속도, 인프라 및 상위 시스템에 대한 연결 시 새로운 케이블 또는 게이트웨이가 필요할 때 채택률은 항상 느려질 수밖에 없다”고 했다. Moore Industries의 사장 겸 CEO인 Scott Saunders씨는 “Ethernet-APL은 이러한 모든 문제를 한 큐에 제거함으로써 문제를 해결할 수 있다. 10Mbps의 속도로 대부분의 기존 설치된 트위스트 페어 케이블을 지원하고 대부분의 다른 TCP/IP 기반 산업 프로토콜을 동시에 지원하면 새로운 표준을 방해하는 문제를 간단히 해결할 수가 있다.

또 PI North America의 Bowne은 “APL을 사용하면 새로운 사용 사례의 전 세계적 가능성이 있다. 산업 전반에 걸쳐 일어나고 있는 IT/OT 네트워크 컨버전스[Convergence]에 직접적으로 작용한다. 공통 이더넷 기반 물리 계층을 통해 공급 업체는 공장 자동화에서 오랫동안 확립된 기능인 여러 프로토콜을 기기에 자유롭게 구현할 수가 있다.

또한 NAMUR Open Architecture와 같은 개념을 사용하여 전통적인 자동화 피라미드 외부의 상위 시스템에 대한 단 방향 통신을 가능하게 한다”고 말했다. 또, “이더넷-APL이 전체 이더넷 스택[Stack]을 지원한다는 사실은 사용성을 높이기 위해 IEEE 세계의 모든 추가 기능을 사용할 수 있다는 것을 의미한다”고 ABB의 Merlin씨는 설명했다.

“이더넷 에코 시스템의 일부가 되면, 이더넷의 일반적인 다중 프로토콜 기능은 광범위하다”라고 Merlin씨는 말했다. “OT와 IT 세계 간의 안전한 브리징을 훨씬 쉽게 만들 수 있을 뿐만 아니라 아날로그의 현장 수준에서부터 디지털의 클라우드 수준까지 OPC UA를 보편적으로 적용할 수 있기 때문에 APL은 물리적 자산으로써 PROCESS 계장 플랜트 현장의 온도/압력/유량/레벨/중량 값을 디지털 트윈까지 연결하는 초석이 된다”고 Merlin씨는 말했다.
 
키워드

EtherNet/IP, 이더넷-APL, 단일 쌍 이더넷, 산업용 이더넷, IEEE 802.3, 프로세스 자동화,
디지털화 용어 정의
• 10BASE-T1L 10Mbit /s 정의: 긴 연결을 위한 트위스트 페어 케이블을 통한 옵션 전원선
• 100BASE-TX 100Mbit /s 정의: 2개의 연선 케이블을 통한 별도의 전원선
• 이더넷-APL: 이더넷 고급 물리 계층, 계장 현장에 이더넷을 제공하는 프로젝트
• FCG[ FieldComm Group]조직
• HART Highway: 주소 지정이 가능한 원격 변환기, 표준화 된 통신 프로토콜
• IEEE 802.3cg : 이더넷 프로젝트 (10BASE-T1L 포함)
• IIoT: 산업용 사물 인터넷[Industrial Internet of Things]
• 본질안전[Intrinsic Safety]: 폭발위험이 있는 환경에서 전기제어 패널 등의 장비를 안전하고 폭발을 방지하기 위해 작동시키는 본질적 안전방법
• NAMUR Process Automation: 독일의 계장기술의 사용자 그룹
• PI PROFIBUS 및 PROFINET Inter national: 지멘스의 PI 국제조직