리모트 IO란?
리모트 I/O는 공장 등의 계측장치나 입력장치, 제어기기 등을 원격으로 조작하기 위한 장치입니다.
네트워크를 통해 사용하기 때문에 복잡한 배선 설정이 필요 없고, 장거리 데이터 전송에 따른 노이즈 감소 효과가 있습니다. 인건비 절감과 생산 효율성 향상을 위해 IoT 등을 활용한 공장 자동화가 진행되고 있는 요즘, 다양한 공장에서 많이 사용되고 있는 제품입니다.
리모트 IO의 사용 용도
리모트 I/O는 다양한 공장 자동화를 도입하고 있는 공장 현장에서 사용되고 있습니다. 공장 내에서 측정 및 제어가 필요한 온도, 압력, 습도, 전류, 전압 등의 측정기기가 네트워크 통신을 지원하는 경우, 제어실 등에서 일괄적으로 관리하는 데 유용합니다.
다양한 계측기기의 네트워크 회선을 지원하는 제품도 많이 출시되어 있으며, 사용 중인 계측기기의 네트워크에 따라 적절히 선택해야 합니다.
리모트 IO의 원리
리모트 IO는 분산형 IO라고도 하며, 공장에서 PC나 PLC 등의 마스터 장비에 통신으로 입력 신호를 전달합니다.
1. PLC
리모트 IO가 신호를 전달하는 PLC는 ‘Programmable Logic Controller’의 약자로, 기기나 설비를 제어하기 위해 사용하는 컨트롤러입니다. 제조업 공장에서 벨트 컨베이어, 센서 등 다양한 장비의 작동을 제어하는 역할을 합니다.
2. 네트워크
리모트 IO가 사용하는 네트워크는 PLC를 출시하는 제조사에서 제공하는 다양한 산업용 네트워크에 대응하는 제품들이 많이 출시되어 있습니다. 대표적인 산업용 네트워크는 EtherNet/IP, EtherCAT, PROFINET, CC-Link, HLS 등이 있습니다.
처리장치에서는 많은 통신을 처리하고 있으며, CPU를 사용하여 고속으로 처리할 수 있는 제품부터 CPU 등을 사용하지 않고 저렴하게 제공하는 제품까지 다양합니다.
리모트 IO의 구성
리모트 I/O는 네트워크 통신부, 처리장치, 하나의 케이블로 연결된 연결부로 구성됩니다. 연결부에는 다양한 연결용 단자가 제공되는 경우가 많아 센서, 스위치, LED 등의 제어 배선을 연결할 수 있습니다.
제품에 따라서는 60개 이상의 연결부를 지원하는 제품도 있습니다. 또한, 리모트 I/O를 병렬로 연결하는 것도 가능하여 필요한 연결 개수가 하나의 원격 I/O로는 부족하거나 새롭게 배선이 필요한 전자부품을 도입할 때 추가로 리모트 I/O를 병렬로 추가하여 비교적 쉽게 확장할 수 있습니다. 네트워크 통신부에서는 네트워크를 통해 제어반의 PLC나 DCS 또는 기타 리모트 I/O와 연결합니다.
리모트 IO의 기타 정보
1. 리모트 IO 무선
리모트 IO 무선에 대한 정보로, 원격, 즉 원격 조작에 의한 기기의 IO라는 입출력(Input/Output) 통신 방식에는 기기끼리 직접 통신선으로 결선하는 유선 방식 외에 송수신기를 기기에 내장하여 무선으로 통신하는 무선 방식이 있습니다. 여기서 리모트 IO무선이란 무선을 이용한 무선방식으로 장비를 원격으로 원격 조작하는 것을 말합니다.
무선 무선에 의한 통신 방식에도 몇 가지 종류가 있는데, 가장 많이 사용되는 통신 방식이 WiFi이며, 특히 최근 가전제품에 많이 채택되고 있습니다. 하지만 실제로 리모트 IO를 무선화하여 사용하는 경우는 공장이나 빌딩, 특수건물 등 산업용이 많습니다.
그 고신뢰성 요구사항에 대응하기 위해 제조사마다 독자적으로 1G 부근의 주파수 대역을 사용하는 경우가 많습니다. 또한, 적재적소에 따른 통신방식의 신뢰성은 각사의 노하우에 따라 달라질 수 있습니다.
2. 리모트 IO 이더넷
리모트 IO 이더넷은 리모트 IO라고 불리는 전기전자기기를 원격으로 입출력을 할 때 이더넷이라는 통신 규격을 채택한 것입니다. 이더넷은 정보기기 간 통신 시 필요한 기능을 정리한 OSI 모델에서 그 물리 계층에서 데이터 링크 계층에 대한 통신 프로토콜 표준입니다.
데이터 링크 계층의 프로토콜이기 때문에 같은 네트워크 안에 있는 데이터를 안정적으로 전송하는 것이 주된 역할입니다. 구체적으로 이더넷의 역할은 같은 네트워크 내 이더넷의 인터페이스에서 다른 이더넷의 인터페이스로 데이터를 전송하는 것입니다.
그리고 이더넷의 인터페이스에서 데이터를 내보내려면 ‘0’, ‘1’의 각 비트를 전기적 신호에서 물리적 신호로 변환하고, 이더넷의 인터페이스를 통해 수신한 물리적 신호를 다시 전기적 ‘0’, ‘1’ 신호로 되돌려 보내기도 합니다. 이더넷 표준은 물리적 프로토콜로서 그 물리적 신호 변환과 케이블 매체의 이용에 대해서도 표준화하고 있습니다.
3. HLS
HLS는 디지털 IO를 고속으로 일괄 제어할 수 있는 ‘1 마스터 대 다중 슬레이브’ 네트워크로, 하나의 마스터 IC에 최대 63개의 슬레이브 IC를 연결할 수 있으며, 최대 2016개의 IO를 제어할 수 있습니다.
HLS의 마스터 IC에는 각 슬레이브 IC에 대응하는 IO 제어용 레지스터와 통신 제어 레지스터용 메모리가 내장되어 있습니다.