이더캣에 대해 알아보자

 

스마트팩토리가 가능하기 위해서는 제조 현장의 다양한 장치를 연결할 수 있는 ‘네트워크’ 인프라 구축이 전제되어야 합니다. 글로벌 산업용 이더넷(Ethernet) 시장에서는 Ethernet/IP, PROFINET, CC-Link IE 등이 많이 쓰이고 있지만, 국내 반도체 업계에서는 빠른 속도가 장점인 ‘이더캣(EtherCAT)’이 널리 사용되고 있습니다. 이더캣(EtherCAT)은 유연한 토폴로지를 가진 고성능, 저비용의, 사용하기 쉬운 산업용 이더넷 기술입니다.

 

 

 

 

왜 이더캣을 사용하는가?

 

 

 

 

라인 토폴로지는 케이블 이중화를 위해 링 토폴로지로 확장됩니다. 이중화를 위해 마스터 디바이스가 필요로 하는 모든 것은 또 하나의 이더넷 포트이고, 슬레이브 디바이스는 이미 케이블 이중화를 지원합니다. 이것은 장비가 동작하는 동안 디바이스 교체를 가능하게 합니다.
 
1. 뛰어난 성능
EtherCAT은 가장 빠른 산업용 이더넷 기술으로, 10억 분의 1초의 정확도로 동기화합니다. 해당 시스템이 통신 시스템을 통해 제어, 측정되는 모든 어플리케이션에서 큰 장점을 지닙니다. 빠른 반응 시간은 프로그램 처리 단계 사이를 이동하는데 걸리는 대기 시간을 줄일 수 있으며, 어플리케이션 효율을 크게 향상시킵니다. 마지막으로, EtherCAT 시스템 구조는 (같은 사이클 타임을 가정하면) 다른 통신 시스템과 비교해서 일반적으로 25~30%까지 CPU의 부하를 줄입니다. 최적으로 적용되었을 때, EtherCAT은 정확도가 향상되고, 더 많은 양을 처리할 수 있게 됩니다.
 
2. 유연한 토폴로지
EtherCAT 어플리케이션에서, 장비 구조가 네트워크 토폴로지를 결정하며, 다른 경우는 없습니다. 기존의 산업용 이더넷 시스템에서는, 접속할 수 있는 스위치와 허브의 갯수에 제한이 있고, 이러한 제약이 전체 네트워크 토폴로지를 제한합니다. EtherCAT은 허브나 스위치가 필요 없기 때문에, 그런 제약이 없습니다. 요컨대, EtherCAT은 네트워크 토폴로지에 관해서는 사실상 제한이 없습니다. 라인, 트리, 스타 토폴로지와 그것의 어떤 조합도 노드의 숫자에 거의 제한 없이 구성할 수 있습니다. 자동 연결 탐지 덕분에, 노드와 네트워크 세그먼트는 동작하는 동안 연결을 끊을 수 있고 그리고 다시 연결할 수 있습니다. EtherCAT이 동작하는 독특한 방식은 EtherCAT을 탁월한 “엔지니어의 선택”으로 만듭니다.

3. 쉽고 강력한 사용법
구성, 진단, 유지 보수는 시스템 비용에 원인이 되는 모든 요소입니다. 이더넷 필드버스는 이런 일을 아주 쉽게 만듭니다. EtherCAT은 자동으로 주소 할당을 설정할 수 있는데, 이는 수동 구성의 요구를 제거합니다. 낮은 버스 부하와 peer-to-peer 방식의 물리적 연결은 전자기 노이즈 내성을 향상시킵니다. 신뢰성 있는 네트워크는 잠재적인 방해를 정확한 위치까지 감지하는데, 이는 문제 해결에 필요한 시간을 대폭 줄여줍니다. 시스템이 시작되는 동안, 네트워크는 어떤 불일치도 감지하기 위해 계획된 레이아웃과 실제 레이아웃을 비교합니다.
또한, EtherCAT 성능은 네트워크 튜닝의 필요성을 제거함으로써 시스템을 구성하는 동안에 도움을 줍니다. 큰 대역폭(bandwidth) 덕분에, 제어 데이터와 함께 추가적인 TCP/IP를 전송할 수 있는 능력이 있습니다. 그러나 EtherCAT 자체는TCP/IP에 기반을 두지 않기 때문에, MAC-주소나 IP-주소를 관리하거나 또는 IP 전문가들에게 스위치와 라우터를 설정하게 할 필요가 없습니다.
 
4. 안전 통합
네트워크 구조의 통합된 부분으로써 기능적 safety(안전), Functional Safety over EtherCAT(FSoE)은 문제 없습니다. FSoE는 2005년 시장에 출시된 TÜV 공인 디바이스들을 통한 사용으로 증명됩니다. 프로토콜은 SIL 3 시스템의 필요조건을 만족시키고, 중앙 집중과 분산 제어 시스템 모두에 적합합니다. Black-Chennel 접근과 특히 린(lean) Safety-Container 덕분에, FSoE는 다른 버스 시스템에서도 또한 사용될 수 있습니다. 이 통합된 접근과 린(lean) 프로토콜이 시스템 비용을 낮추는데 도움이 됩니다. 게다가, 비안전 필수 컨트롤러는 또한 안전 데이터를 받고 처리할 수 있습니다. 

EtherCAT이 자주 사용되는 분야

·     로봇공학
·     ​공작기계
·     ​포장기계
·     ​​인쇄기
·     ​​플라스틱 제조 장비
·     ​​프레스
·     ​​반도체 제조 장비
·     성능실험장치
·     ​Pick & Place
·     장비측정 시스템
·     ​발전소
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·     ​판유리 재조 장비
·     ​계량 시스템

 

 

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