[기술기고] IO-Link을 사용하면 따라오는 혜택들

IO-Link, 산업자동화용 USB
자체 프로토콜과 전용 포트를 가진 범용 인터페이스 IO-Link는 USB 연결이 컴퓨터 분야에 혁명을 가져온 것과 마찬가지로 FA업계에 큰 변화를 가져왔다. 모든 USB 지원 기기를 USB 포트에 연결할 수 있 것과 마찬가지로 모든 IO-Link 디바이스는 IO-Link 마스터에 연결해 사용할 수 있다. 즉 IO-Link는 USB와 마찬가지로 모든 장치에 간단하게 연결해 사용할 수 있는 표준 인터페이스다. IO-LINK 프로토콜과 표준 통신의 결합은 네트워크화된 지능형 생산을 구현하기 위한 기술이자 미래형 공장의 중요한 초석이다.

병렬배선에서 필드버스로
병렬 배선을 필드버스로 대체하면서 산업 자동화 분야에 큰 발전을 가져왔다. 필드버스 프로토콜가 수많은 케이블 연결에 투입되는 공수비용을 상당 부분을 절감할 수 있게 됐다. 다수의 병렬 케이블이 하나의 버스케이블로 대체되면서 작업시간이 줄었다. 설치 공간도 크게 절약됐다. 동시에 버스 케이블은 다양한 레벨의 컴포넌트를 연결 할 수 있어 컨트롤 캐비닛이 없는 설비를 구현할 수 있다. 하지만 필드버스 케이블에도 약점이 있다. 바로 필드 버스 케이블은 매우 낮은 신호 레벨을 사용하므로 노이즈에 취약해서 자주 고장이 난다.


IO-Link architectureIO-Link_간편하고 뛰어난 유연성
필드버스의 취약점은 IO-Link로 해결이 가능하다. IO-Link 시스템은 1. IO-Link 마스터와 2. IO-Link 를 지원하는 센서 및 액츄에이터로 구성한다. IO-Link 마스터는 제어시스템 PLC와 IO-Link 장치와의 통신 인터페이스 역할을 한다. IO-Link 마스터와 IO-Link 디바이스 연결은 비차폐 3/4선식 케이블을 사용한다. 해당 케이블만으로 IO-Link 디바이스와 IO-Link 마스터 간의 통신과 전원을 공급할 수 있다. 연결 방법이 간단하고 저렴하며 M5, M8, M12 커넥터로 표준화돼 있다.

이 밖에도 IO-Link는 실제 산업 현장에서 PLC 이하의 하위단에서 현황을 파악하고 문제 발생 시 즉각적인 대응을 할 수 있도록 도와준다. 추가적으로 IO-Link로 개별 모듈화 구조로 시스템을 구성하면 문제 발생 시에도 즉각적인 대응 및 위험성을 줄일 수 있다. 모듈화의 가장 큰 장점은 커넥터 방식으로 배선의 간소화, 설치의 용이성에서 오는 공수비용 절감, 플러그 앤 플레이 (Plug-and-play) 등이 있다

IO-Link의 사용혜택들

발루프는 모든 국가, 제조社에서 사용하는 모든 프로토콜을 지원하는 유일무이한 솔루션 업체다 지원 가능한 산업용 프로토콜에는 Profinet, Profibus, Devicenet, Ethernet/IP, EtherCAT, CC-Link, CC-Link IE 등을 지원한다. IO-Link 마스터와 IO-Link 센서는 3/4선식 케이블로 연결하면 된다. 케이블의 길이는 최대 20m다. 기존에 사용하는 PLC와 센서 케이블은 그대로 사용하면 된다.


IO-Link를 사용하지 않는다면 센서를 새롭게 설치할 때 센서들을 개별적으로 티칭 (Teach-in)해야 하는 번거로움이 있다. 그리고 티칭을 하는 과정에서 실수 (Human Error)가 발생하고 센서가 구석지거나 사람이 접근하기 어려운 위험한 곳에 위치를 해서 어려움이 많았다. 하지만 IO-Link 지원 센서를 사용한다면 IO-Link 마스터에 연결된 센서들을 일괄적으로 티칭할 수 있고 센서 교체 시에도 센서 티칭 값을 PLC에서 보관을 하고 IO-Link마스터로 자동으로 다운로드할 수 있다.

컨트롤 케비닛 없이 시스템 구현

IO-Link를 사용한다면 M12 커넥터 방식으로 연결하기 때문에 별도의 Control cabinet이 필요하지 않다. 추가적으로 IO-Link 마스터는 IP67 보호 등급 제품으로 외부의 열악한 환경에서도 견딜 수 있다. 추가적으로 IO-Link 센서를 사용하는 경우에는 일반 센서와 달리 센서의 현재 내부 상태와 사용주기를 확인해 유지보수 예측이 가능하다.

밸브의 간소화
SMC, FESTO에서 판매 중인 밸브 터미널도 IO-Link에 연결할 수 있다. 기존에 25개의 컨덕트 케이블에서 M12 언실드코드셋으로 변경해서 사용할 수 있다. 이로 인해 케이블 비용이 절감되고 IO-Link 지원으로 모니터링 기능도 함께 사용할 수 있다.
<기고자_KyoungYee Moon Balluff>