Balluff와 TI: 스마트 공장 자동화를 위한 통신
케이스 스터디 요약
센싱 및 자동화는 제조업체가 공장 현장에서 장비를 모니터링하고 제어할 수 있도록 지원하는 데 있어 매우 중요한 요소입니다. Balluff는 이러한 필요성을 인식하여 TI와의 협력을 통해 원격 I/O를 설계했습니다. 해당 I/O 모듈은 IO-Link에 대한 게이트웨이 역할을 수행하며, 센서와 액추에이터를 제어 시스템에 연결하고, 산업용 네트워크 전반에 걸친 신호 변환 및 통신 관리를 통해 스마트 공장에서의 배치 및 실시간 응답성을 가속화하는 기술입니다. Balluff의 엔지니어들은 TI 프로세싱 및 통신 기술을 사용하여 다양한 공장 시스템 전반에서 작동하며 광범위한 산업용 네트워크 환경과 호환되는 모듈을 설계하였으며, 현장에서 설정 또는 교체 중일 경우 이를 손쉽게 작동할 수 있도록 하였습니다.
마리우스 마츠 (Marius Matz) Balluff 제품 관리 네트워킹 책임자는 "TI의 기술을 통해 더 빠른 데이터 전송과 더 낮은 시스템 지연을 달성하고 시스템 안정성을 높일 수 있었다"고 말합니다. "이는 스마트 제조 산업의 미래에 필수적이며, 실시간 데이터를 기반으로 더 높은 운영 효율성, 가동 시간의 개선, 보다 정보에 입각한 의사 결정을 구현할 수 있다."
문제
Balluff는 하드웨어 복잡성을 증가시키지 않으면서도 변화하는 네트워크 환경에서 다양한 산업용 프로토콜을 지원하는 입력/출력(I/O) 모듈을 설계해야 했습니다.
솔루션
결과
Balluff의 설계 혁신은 산업용 네트워킹을 단순화함으로써 스마트 공장 전반에 걸친 원활한 통신, 더 빠른 배치, 더욱 손쉬운 유지 관리 및 더 광범위한 프로토콜 지원을 가능하게 합니다.
Balluff는 TI 기술을 사용하는 다양한 산업용 프로토콜을 지원합니다
스마트 공장은 다양한 유형의 산업용 네트워크 전반에서 수동으로 구성할 필요 없이 빠르고 안정적으로 작동하는 네트워크 통신을 필요로 합니다. 산업 자동화 제조업체가 이를 달성할 수 있는 한 가지 방법은 사전에 프로토콜 지원을 활성화함으로써 고객이 다양한 공장 시스템에 I/O 모듈을 더 쉽게 배치할 수 있도록 하는 것입니다. 그러나 이러한 방식으로 진행할 경우 센서와 액추에이터를 단일 칩에서 프로그래머블 로직 컨트롤러에 연결하는 것과 같이 상당한 통신 문제가 발생합니다.
지능형 자동화 솔루션 공급자인 Balluff는 IO-Link에 대한 산업용 게이트웨이를 개발하며, 더욱 똑똑하고 확장 가능한 자동화를 구현하는 유연한 산업용 I/O 모듈을 설계합니다. Balluff는 TI의 프로세서 및 PHY 트랜시버를 통합함으로써 추가적인 복잡성을 발생시키지 않고 하나의 플랫폼에서 여러 프로토콜을 지원해야 하는 과제를 해결했습니다.
지오바니 캄파넬라 (Giovanni Campanella) TI 공장 자동화, 모터 드라이브 및 로봇 부문 총괄 매니저는 "산업 자동화는 제조업체가 운영 효율성을 개선하고 장비 가동 시간을 늘리며, 실시간 데이터를 사용하여 더 나은 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 지원한다"며, "이러한 장점을 제공하려면 배치, 확장 및 유지 관리가 간편하며 에지 프로세싱 및 산업용 통신을 위한 내장형 지원 기능을 갖춘 모듈식 시스템이 필요하다"고 말했습니다.
Balluff는 TI의 100Mbps 표준 이더넷 PHY 트랜시버인 DP83826을 통해 원격 I/O 모듈을 설계하여 지연을 최소한으로 줄인 실시간 프로토콜을 지원합니다. DP83826을 통해 Balluff는 이더넷/인터넷 프로토콜, Profinet, EtherCAT과 같은 주요 필드버스 프로토콜을 사전 설치할 수 있으므로 고객은 추가 설정 없이 이러한 프로토콜을 즉시 사용할 수 있습니다.
Balluff의 엔지니어들은 제품의 프로토콜 유연성을 보완하기 위해 해당 모듈의 프로세싱 플랫폼으로 TI AM2434 MCU를 채택했으며, 이를 통해 빠르고 안정적인 데이터 교환 및 다양한 산업용 프로토콜 지원을 제공합니다. 해당 기반을 통해 통신 사이클 가속화, 지연 감소 및 프로토콜 전환 간소화를 구현하였으며, 이 모든 것은 동적 다중 프로토콜 공장 환경에서의 생산성을 유지하는 데 필수적입니다. Balluff는 AM2434 MCU와 DP83826 PHY 트랜시버를 모두 사용하여 각 부품 간 통신 구성에 소요되는 시간을 절약하고 시스템 통합을 개선하였으며, 고객의 생산성 증진 및 경쟁력 강화를 직접적으로 지원할 수 있습니다.
처음 시작할 때에는 Balluff의 원격 I/O가 사용 가능한 네트워크 환경을 자동으로 감지하고 그에 따라 자체적인 구성이 진행됩니다. Balluff의 고객은 이러한 플러그 앤 플레이 모듈을 통해 더욱 빠른 작동 및 교체를 경험할 수 있습니다. 장애가 발생한 모듈을 교체하는 라인 기술자는 더 이상 여러 프로토콜별 예비 부품을 가지고 다니거나 전문가에게 전화를 걸 필요가 없습니다. 교체용 장치를 간단히 연결하기만 하면 됩니다.
프로토콜을 수동으로 선택할 필요가 없으므로 고객은 생산 라인에 새로운 기계를 더 빠르게 배치할 수 있습니다. 유지 관리 작업자는 구성 메뉴를 탐색하거나 프로토콜 호환성을 확인하지 않고도 장치를 교체할 수 있습니다. Balluff의 고객은 이러한 유연성을 통해 산업 자동화의 장점을 제공하는 더 똑똑하며 더욱 연결된 공장으로 전환할 수 있습니다.
Balluff는 TI 를 통해 구현한 설계를 이용하여 제품 성능을 확장하고 제품 범위의 유연성을 높일 수 있는 확장 가능한 소프트웨어 아키텍처를 구축합니다. Balluff는 유지 관리해야 할 모듈 버전이 적기 때문에 개발 비용과 보관해야 하는 모듈 수가 줄어듭니다. Balluff의 엔지니어는 더 이상 별도의 코드 베이스를 업데이트하거나 하드웨어 조합을 검증할 필요가 없으므로 기능 개발 및 향상에 소요되는 시간을 절약할 수 있습니다. 또한 Balluff의 지원 및 필드 엔지니어링 팀은 고객을 지원할 경우 수많은 구성과 문제 해결 경로를 관리하는 대신, 일관된 단일 플랫폼에 집중할 수 있습니다.
Balluff는 이 간소화된 접근법을 통해 보다 빠르고 안정적으로 고급 기술을 제공할 수 있습니다.
마츠는 "TI의 광범위한 기술 포트폴리오와 Balluff의 심도 있는 산업용 네트워킹 전문 지식을 바탕으로 산업 자동화의 미래를 함께 만들어 가고 있다"며, "우리는 지속적인 협력을 통해 운영 및 정보 기술을 통합하여 예측형 유지 관리를 가능하게 하고, 분산형 제조를 지원하며, 실시간 적응형 생산 시스템을 강화할 수 있기를 기대하고 있다"고 말했습니다.
Balluff 소개
Balluff는 1921년 독일 노이하우젠 아우프 덴 필데른 (Neuhausen auf den Fildern)에서 설립되었으며, 다양한 산업 분야에 대한 혁신적인 기술, 품질 및 경험을 보유한 전 세계 3,600명의 직원과 함께하고 있습니다. 이 4세대 가족 기업은 센서 및 자동화 부문의 선도적인 전문가로서 고품질 센서, 식별, 네트워크 및 소프트웨어 솔루션의 포괄적인 포트폴리오를 제공합니다.
2024년 Balluff 그룹은 약 5억 1천만 유로의 매출을 기록했습니다. Balluff는 본사를 비롯하여 전 세계에 판매, 생산 및 개발 현장을 보유하고 있으며, 61개국 내 자회사 38개 및 기타 기관을 대표하고 있습니다.
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이 BoosterPack™은 Sitara™ AM243x MCU를 지원하는 LP-AM243 TI LaunchPad™ 키트와 함께 작동하도록 설계되었습니다. 이 설계는 함께 결합되어 빠르고 결정성 있는 타이밍과 독립 주기 및 비트율 구성을 지원하는 8포트 IO-Link Master를 구현합니다. 이 설계를 사용하여 OPC UA, Profinet, EtherCAT. 또는 이더넷 IP에 연결하는 원격 IO 게이트웨이를 구축할 수 있습니다.
AM2434는 EtherCAT, 이더넷/IP, PROFINET과 같은 다양한 산업용 이더넷 프로토콜을 지원합니다. 이 LaunchPad™는 더 작은 폼 팩터 AM243 ALX 패키지를 탑재한 TMDS243EVM보다 작은 주변 기기 세트를 제공합니다.
산업용 통신은 중앙 집중식 및 에지 인텔리전스를 모두 사용하여 효율성과 실시간 데이터 교환을 개선할 수 있는 연결된 세계를 지원합니다. TI의 통합 소프트웨어-온-칩 제품, 프로토콜 준수 인터페이스 장치 및 인증된 장치 소프트웨어 스택을 사용하여 즉시 사용 가능한 산업용 통신 솔루션으로 설계를 간소화하세요.