PLC 통신 프로토콜 비교 CompoBus, DeviceNet, Ethernet/IP, EtherCAT, RS-232C

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오늘은 PLC 통신 프로토콜 CompoBus, DeviceNet, Ethernet/IP, EtherCAT, RS-232C, RS-422, RS-485를 비교 해보도록 하자.

0. PLC의 정의

PLC란 Programmable Logic Controller의 약자이다. 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러는 제어 알고리즘을 구현하기 위해 사용자가 원하는 대로 하나 이상의 입력 신호에 따라 하나 이상의 출력 신호를 생성하는 유연한 자동화 제어 장치입니다. 소수의 단순한 논리 및 타이밍 기능을 수행할 수 있는 단순한 장치에서 자재 관리 로봇과 같은 복잡한 이동 장비의 동작을 조정할 수 있는 고급 장치까지 복잡성이 다양한 프로그래밍 가능 논리 장치는 일반적으로 응용 분야의 특정 요구 사항에 맞게 조정할 수 있는 확장 가능한 모듈식 시스템으로 구현되는 시스템에서 사용됩니다.

1. 비교

많은 다양한 통신 프로토콜이 존재하지만, 아래는 보다 일반적인 PLC용 통신 프로토콜의 간단한 목록입니다. 아래 표에는 각 프로토콜의 간단한 설명과 함께 이들 간의 주요 차이점이 간략하게 나와 있습니다.

사양	CompoBus	DeviceNet	Ethernet/IP	EtherCAT	RS-232C	RS-422	RS-485
최대 소자 수	32	63	512	512	1	10	32
최대 케이블 길이	500m (1640ft)	500m (1640ft)	100m (328ft)	100m (328ft)	15m (50ft)	1219m (4000ft)	1219m (4000ft)
데이터 전송율/속도	750kbps	500kbps	Up to 1Gbps	100Mbps	160kbps	10Mbps	10Mbps
인터넷 가능여부	No	No	Yes	Yes	No	No	No
통신과 함께 전원 공급	-	24VDC 8A	-	-	-	-	-

2.CompoBus

이 프로토콜에는 고속과 장거리라는 두 가지 모드가 있습니다. 고속 통신 모드를 사용할 경우 750 kbps의 속도를 달성할 수 있지만 최대 케이블 거리는 100m 입니다. 장거리 통신 모드에서는 최대 케이블 길이 500m까지도 통신할 수 있지만 속도는 93.75 kbps 입니다. Omron사가 이 프로토콜을 사용하는 유일한 제조사 입니다.

3. DeviceNet

이 프로토콜은 간단한 장치에 연결하는데 사용되는 디지털 네트워크 입니다. 통신 회선과 함께 전력을 공급하기 때문에 훨씬 더 빨리 설치할 수 있습니다. 차량에 사용되는 네트워크 기술과 동일한 CAN(Controller Area Network)을 활용하고 있습니다. DeviceNet과 Ethernet/IP 모두 ODVA(Common Industrial Protocol (CIP™) | ODVA Technologies 5)에 의해 관리되는 CIP(Common Industrial Protocol)을 사용합니다.

4. Ethernet/IP

컴퓨터와 같은 장치들이 인터넷 연결에 사용하는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)와는 혼동하지 말아야 합니다. Ethernet/IP(Industrial Protocol)는 이더넷(Ethernet) 구조를 사용하여 다양한 장치와 연결합니다. 프로그래밍 소프트웨어가 얼마나 많은 일을 하는지에 따라, 다른 프로토콜들에 비해 더 가파른 학습곡선이 필요할 수 있습니다.

5. EtherCAT

Beckhoff Automation사에 의해 처음 개발된 EtherCAT은 짧은 사이클 타임(cycle time, <= 100 us)에 중점을 둔 실시간 산업용 이더넷 기술입니다. 프레임이 통과하는 동안 각 장치들이 프레임 내의 데이터를 읽거나 프레임에 데이터를 삽입합니다. 데이터 스트림은 작게는 수 비트에서 수 킬로바이트 까지의 정보가 될 수 있습니다. 컨트롤러가 하나의 장치에서만 정보를 요청할 경우 모든 장치로부터 정보를 수집하는 것에 비해 데이터 스트림은 더 짧고 빨라질 것입니다.

6. RS-232C

이 프로토콜은 구형 컴퓨터에서 흔히 볼 수 있었으며, 케이블 길이와 장치 간 제약으로 인해 프린터, 스캐너, 키보드 등을 연결하는데 사용되었습니다. RS-422과 RS-485의 개발과 함께, RS-232C는 점차 사라지고 있으며 이미 설치된 시스템의 수용을 위해 여전히 남아는 있습니다. C는 이 프로토콜의 개정(revision)을 나타냅니다. 개정 간의 주된 차이점은 전압으로, A는 25V, B는 12V, 그리고 C는 5V 입니다. 1962년에 개정 C가 표준이 되었으며, 개정이 지정되지 않았거나 RS-232라고만 써져 있다면 개정 C로 간주됩니다.

7. RS-422

차동 데이터 전송을 사용하여 RS-422은 RS-232C에 비해 더 높은 데이타 전송율과 긴 전송 거리를 달성할 수 있었습니다. 이러한 발전은 하나의 드라이버에 최대 10개의 장치가 연결될 수 있게 하였습니다. 하지만 이 프로토콜의 생은 짧았고 RS-485로 대체되었습니다.

8. RS-485 3

RS-422의 뒤를 이어, 이 프로토콜은 여러 대의 장치와 드라이버를 동시에 운영할 수 있는 멀티포인트 네트워크를 달성할 수 있었습니다. 여전히 동일한 기반 기술을 사용하고 있기 때문에, RS-485를 일부 RS-422 장치들을 제어하는데 사용할 수 있습니다.