by J.M.Kim
1. 개요
1) Wireless 란?
Wire + Less : 기존의 Wire를 제거하거나 대체할 수 있는 설비를 의미합니다, 특히 계장설비의 경우 대부분의 신호를 4-20mA, 1-5V, Contact 등 유선(Hard Wiring) 신호전송에 따라 설치하였습니다. 2000년대 이후부터 기존의 유선을 대체할 수 있는 무선(wireless) 기술의 발전으로 산업현장에서도 Wireless 계기들이 사용되기 시작하였습니다.
2) 대체가 가능하려면 고려해야 할 조건들은 다음과 같습니다.
- 안정적인 전원공급 대체가 가능한지?
- 안정적인 신호전송 대체가 가능한지?
- 적절한 시간 내 전송 대체가 가능한지?
3) Network의 구분
- Wireless Field Network : 현장 계기(Field instruments) 네트워크 구성, 주요 기술기준으로 Wireless HART, ISA100 기준이 상용화되어 있습니다. 다른 산업기준도 있으나 industrial 용으로는 적합하지 않다고 판단됩니다.
- Wireless Plant Network : DCS 등 Operation System 및 상위 시스템인 SAP, ERP 등 전사 시스템, Mobile Worker, Process / Phisical Security에 관련된 내용들, 주로 Wifi, LTE 등 Mobile Network 및 IT 기반 기술기준 적용을 구분하여 구성하고 있습니다.
구분하는 이유는 현장계기에서 적용되는 설치규격 및 Wireless Standard와 플랜트 네트워크 간에는
서로 다른 형식의 기술기준이 존재하기 때문이라고 생각됩니다.
2. Global Standard
1) Codes & Standards
- IEC 62591 Industrial networks – Wireless HART
- IEC 62734 Industrial networks – ISA 100.11a
- ISA100.11a Wireless Systems for Industrial Automation
- IEEE 802.11 WLAN Standard
- IEEE 802.15.4 Wireless medium access control and physical layer specification for low rate wireless personal area networks
2) 통신 표준방식 비교
| 전력 | 속도 | 범위 | 응용 | 비용 | 표준 | |
| Wireless HART or ISA100.11a | 매우 낮음 | 250 Kbps | 200m | 플랜트 센싱 | 보통 | IEC62591 ISA100.11a |
| RFID | 매우 낮음 | 400 Kbps | ＜ 3m | 물품 태그 | 낮음 | |
| Bluetooth | 낮음 | 700 Kbps | ＜ 30m | 데이터교환 | 낮음 | Bluetooth5.0 |
| Zigbee | 매우 낮음 | 250 Kbps | 10~300m | 센싱 | 보통 | ZigBee |
| Wi-Fi | 낮음~높음 | 11~100Mbps | 4~20m | 인터넷 | 보통 | IEEE802.11 |
| Lora | 낮음 | 0.3~5 Kbps | ＜ 20km | 검침, 경보 | 낮음 | LoRaWan |
| SigFox | 낮음 | 1 Kbps | ＜ 50km | 검침, 경보 | 보통 | N/A |
| LTE-M | 높음 | 220k~1Mbps | 기지국 범위 | 셀룰러폰 | 높음 | LTE |
3) 일반적인 제조공급사 표준
- Wirless HART : Emerson, Siemens, Endress+Hauser, Pepperl+Fuchs, ABB 등
- ISA 100.11a : Yokogawa, Honeywell, GE, Bently Nevada, Flowserve 등
오늘은 일반적인 Wireless 관련 계기들의 개요와 플랜트에서 사용하는 Wireless의 기준을 간단하게 알아보았습니다.
다음 글에서 좀 더 상세한 내용을 알아볼 수 있도록 하겠습니다.
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