PLC 통신 모듈은 PLC 시스템(주로 랙/모듈러 타입)에 추가적으로 장착하는 전용 하드웨어 모듈입니다

1. 정의

PLC 통신 모듈은 PLC 시스템(주로 랙/모듈러 타입)에 추가적으로 장착하는 전용 하드웨어 모듈입니다. PLC의 CPU 자체에 내장된 통신 기능 외에, 특정한 통신 규약(프로토콜)이나 물리적 인터페이스를 사용하여 외부 장치, 상위 시스템, 또는 다른 네트워크와 데이터를 교환할 수 있도록 통신 기능을 확장하거나 추가하는 역할을 합니다.

 

2. 사용 목적

• 네트워크 연결 추가/확장: PLC CPU가 기본적으로 지원하지 않는 산업용 네트워크(필드버스, 특정 산업용 이더넷 등)에 PLC를 연결해야 할 경우 사용됩니다.
• 특정 프로토콜 지원: 특정 장비나 시스템과 통신하기 위해 필요한 전용 프로토콜(예: 빌딩 자동화용 BACnet, 전력 감시용 DNP3 등)을 지원합니다.
• 통신 포트 확장: CPU에 내장된 통신 포트(시리얼, 이더넷 등) 수가 부족할 경우, 추가적인 포트를 확보하기 위해 사용됩니다.
• 통신 부하 분산: 복잡한 통신 프로토콜 처리나 대량의 데이터 통신 작업을 통신 모듈이 전담하여 처리함으로써, 주 CPU의 연산 부담을 줄이고 전체 PLC 스캔 타임의 안정성을 높일 수 있습니다.
• 게이트웨이 역할: 서로 다른 종류의 네트워크나 프로토콜 간의 데이터 중계를 위한 게이트웨이 기능을 수행하기도 합니다. (예: 시리얼 Modbus RTU 장치들을 EtherNet/IP 네트워크에 연결)
• 특수 통신 구현: 무선 통신(Wi-Fi, Cellular), 원격 제어(Telecontrol) 프로토콜 등 특수한 통신 방식을 구현합니다.

3. 주요 통신 모듈의 종류

사용되는 통신 방식이나 프로토콜에 따라 다양한 종류가 있습니다.

• 이더넷 모듈 (Ethernet Module):
  • 추가 이더넷 포트(RJ45 또는 광섬유용 SFP)를 제공합니다.
  • 특정 산업용 이더넷 프로토콜(예: EtherNet/IP, PROFINET, Modbus TCP, EtherCAT 마스터/슬레이브, CC-Link IE 등)을 지원합니다. CPU가 해당 프로토콜을 지원하지 않거나 전용 처리가 필요할 때 사용됩니다.
  • 네트워크 이중화(Redundancy) 프로토콜(MRP, DLR 등) 지원, 내장 스위치 기능 등을 포함하기도 합니다.
• 필드버스 모듈 (Fieldbus Module):
  • 전통적인 필드버스 네트워크(예: PROFIBUS DP 마스터/슬레이브, DeviceNet 스캐너/어댑터, CC-Link 마스터/슬레이브, AS-Interface 마스터 등) 인터페이스를 제공합니다. 레거시 시스템 연동이나 해당 필드버스 기반 장치 연결에 사용됩니다.
• 시리얼 통신 모듈 (Serial Communication Module):
  • 추가적인 RS-232, RS-422, RS-485 시리얼 포트를 제공합니다.
  • Modbus RTU(마스터/슬레이브), ASCII 통신 등 표준 시리얼 프로토콜을 지원하거나, 사용자 정의 프로토콜 처리를 위한 기능을 제공하기도 합니다. 바코드 리더, 프린터, 구형 HMI, 계측기 등과 연결하는 데 사용됩니다.
• 무선 통신 모듈 (Wireless Module):
  • Wi-Fi(WLAN), 셀룰러(LTE/5G), 블루투스, 또는 Zigbee, LoRa 등 특정 무선 기술을 이용한 통신 기능을 제공합니다. 배선이 어려운 환경이나 이동형 장비와의 통신에 사용됩니다.
• 특수 프로토콜 모듈:
  • 특정 산업 분야에서 사용되는 프로토콜(예: 전력 감시용 DNP3, IEC 60870-5, 빌딩 자동화용 BACnet, CANopen 등)을 지원하는 모듈입니다.
  • 서로 다른 네트워크 간 변환을 전문으로 하는 게이트웨이 모듈도 있습니다.

4. 주요 사양 및 선정 시 고려사항

• 지원 프로토콜 (Protocol Support): 가장 중요합니다. 연결하려는 장비나 네트워크에서 사용하는 정확한 통신 프로토콜을 모듈이 지원하는지 확인해야 합니다. (예: PROFINET IO Device, EtherNet/IP Adapter, Modbus TCP Server/Client). 또한 마스터/슬레이브 또는 클라이언트/서버 등 필요한 역할(Role)을 지원하는지도 확인해야 합니다.
• 물리적 인터페이스 / 포트 종류 (Physical Interface / Port Type): 필요한 포트 종류(RJ45, SFP, DB9, Terminal Block 등)와 개수를 확인합니다.
• 성능 (Performance):
  • 통신 속도 (Data Rate): 지원하는 최대 통신 속도 (예: 이더넷 100Mbps/1Gbps, PROFIBUS 12Mbps, 시리얼 보레이트).
  • 처리 용량 (Throughput/Capacity): 모듈이 처리할 수 있는 데이터 양 (최대 연결 수, 처리 가능한 데이터 프레임 크기, 통신 주기 등). 네트워크 트래픽이 많을 경우 중요합니다.
• 호환성 (Compatibility): 매우 중요합니다. 사용하려는 PLC의 CPU 모델, 베이스/랙 타입, 운영체제/펌웨어 버전, 프로그래밍 소프트웨어 버전 등과 완벽하게 호환되는지 반드시 제조사의 공식 문서를 통해 확인해야 합니다.
• 설정 및 프로그래밍 (Configuration & Programming): 모듈의 통신 파라미터 설정 방법(프로그래밍 툴 내에서 설정, 별도 유틸리티 사용 등)과 PLC 프로그램에서 모듈과 데이터를 주고받는 방식(전용 명령어/펑션 블록 사용, 메모리 맵핑 등)을 확인합니다.
• 네트워크 토폴로지 및 이중화 (Network Topology & Redundancy): 지원하는 네트워크 구성 방식(라인, 스타, 링 등) 및 높은 가용성이 필요한 경우 네트워크 이중화 프로토콜(MRP, DLR 등) 지원 여부를 확인합니다.
• 진단 기능 (Diagnostics): 통신 상태, 링크 상태, 오류 등을 표시하는 LED나 소프트웨어 진단 도구 지원 여부를 확인하여 문제 해결에 도움이 되도록 합니다.
• 환경 사양 (Environmental Specifications): 설치될 장소의 온도, 습도, 진동 등 환경 조건에 적합해야 합니다.
• 인증 (Certifications): 필요한 안전, EMC, 네트워크 적합성 인증(KC 마크 포함) 등을 받았는지 확인합니다.

5. 적용 시 고려사항

• 전체 자동화 시스템에서 필요한 모든 통신 인터페이스와 프로토콜을 파악합니다.
• CPU의 내장 기능만으로 충분한지, 아니면 성능, 프로토콜 지원, 포트 수 등의 이유로 별도의 통신 모듈이 필요한지 결정합니다.
• 통신 부하와 네트워크 구성을 고려하여 병목 현상이 발생하지 않도록 설계합니다.

 

결론적으로, PLC 통신 모듈은 현대 자동화 시스템에서 장치 간, 시스템 간의 원활한 데이터 교환과 통합을 가능하게 하는 필수적인 요소입니다. 따라서 연결하려는 네트워크 및 장비와의 호환성(특히 프로토콜 지원 여부), 요구되는 성능, 그리고 PLC 시스템과의 완벽한 호환성 등을 정확히 파악하고 신중하게 선정해야 원하는 통신 기능을 안정적으로 구현할 수 있습니다.

 

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