산업용 통신 프로토콜

CC-Link IE란

조이컨 2025. 4. 15. 11:48

CC-Link IE (Industrial Ethernet) 상세 정보

CC-Link IE(Industrial Ethernet)는 앞서 설명드린 CC-Link 패밀리 중 이더넷(Ethernet) 기술을 기반으로 하는 고속, 대용량 산업용 네트워크 솔루션입니다. 기존 시리얼 기반 CC-Link의 장점을 계승하면서 이더넷의 속도, 유연성, IT 시스템과의 통합 용이성을 결합하여 차세대 스마트 팩토리 및 고성능 자동화 시스템의 요구사항을 충족시키기 위해 개발되었습니다. CC-Link 협회(CLPA)에서 표준을 관리합니다.

 

CC-Link IE는 크게 CC-Link IE Control과 CC-Link IE Field, 그리고 구현을 간소화한 CC-Link IE Field Basic으로 나뉩니다.

1. CC-Link IE Control

  • 주요 목적: 컨트롤러 레벨(Controller Level) 통신, 즉 PLC와 PLC 간, 또는 PLC와 상위 제어 시스템 간의 고속 대용량 데이터 교환 및 하위 네트워크(예: CC-Link IE Field, CC-Link)들을 연결하는 백본(Backbone) 네트워크 역할.
  • 속도: 기가비트 이더넷 (1 Gbps) 기반.
  • 통신 방식:
    • 논리적 토큰 링(Logical Token Ring) 방식: 네트워크에 연결된 컨트롤러들이 논리적인 링을 형성하고 '토큰(Token)'이라는 전송 권한을 순차적으로 전달받아 데이터를 전송합니다. 이를 통해 충돌 없이 결정론적(Deterministic) 통신을 보장합니다.
    • 공유 메모리(Shared Memory) 모델: 각 컨트롤러가 네트워크 상의 공유 메모리 영역에 데이터를 쓰고 읽는 방식으로 간편하게 대용량 데이터를 고속으로 교환할 수 있습니다.
  • 토폴로지: 물리적으로 링(Ring), 라인(Line), 스타(Star) 토폴로지를 지원합니다. 특히 링 토폴로지는 네트워크 이중화(Redundancy) 기능을 제공하여 케이블 단선 등 장애 발생 시에도 통신 단절 없이 시스템을 안정적으로 운영할 수 있게 합니다.
  • 특징: 초고속, 대용량 컨트롤러 간 통신, 높은 신뢰성(이중화).

2. CC-Link IE Field

  • 주요 목적: 필드 레벨(Field Level) 통신, 즉 컨트롤러와 필드 디바이스(서보 드라이브, 인버터, 리모트 I/O, 로봇 컨트롤러, 비전 시스템 등) 간의 고속 실시간 제어 및 정보 교환.
  • 속도: 기가비트 이더넷 (1 Gbps) 기반.
  • 통신 방식:
    • 토큰(Token) 전달 방식: CC-Link IE Control과 유사하게 토큰 방식을 사용하여 **결정론적인 주기 통신(Cyclic Communication)**을 실현합니다. 이를 통해 실시간 I/O 제어 및 고속 동기 제어가 가능합니다.
    • 주기 통신 + 비주기 통신(Transient Communication): 실시간 제어를 위한 주기적인 데이터 교환 외에도, 필요에 따라 파라미터 설정, 진단 정보 요청 등 비주기적인 메시지 통신도 지원합니다.
  • 토폴로지: 라인(Line), 스타(Star), 링(Ring) 등 표준 이더넷 토폴로지를 자유롭게 구성할 수 있습니다 (디바이스에 내장된 스위치 기능 또는 표준 이더넷 스위치 활용).
  • 특징: 초고속, 결정론적 필드 디바이스 제어, 유연한 네트워크 구성.

3. CC-Link IE Field Basic

  • 주요 목적: CC-Link IE Field의 기능을 일부 간소화하여, 소프트웨어 방식으로 비교적 쉽게 구현할 수 있도록 한 필드 네트워크. 주로 간단한 I/O 장치나 센서 등을 연결하는 데 사용될 수 있습니다.
  • 속도: 100 Mbps 이더넷 (Fast Ethernet) 기반.
  • 통신 방식:
    • 슬레이브 폴링(Slave Polling): 마스터가 주기적으로 각 슬레이브 장치를 호출(Polling)하여 데이터를 교환하는 방식입니다 (소프트웨어 기반).
    • UDP/IP 기반: 표준 UDP/IP 상에서 주기 통신을 시뮬레이션합니다. CC-Link IE Field의 토큰 방식보다는 결정론성이 다소 낮을 수 있습니다.
  • 특징: 전용 ASIC 없이 범용 이더넷 칩으로 구현 가능하여 개발 용이성 및 비용 효율성 증대. 하지만 성능(속도, 동기화 정밀도)은 CC-Link IE Field보다 낮습니다.

CC-Link IE 공통 장점 및 특징

  • 초고속 통신: 기가비트 속도(IE Control/Field)로 대용량 데이터 처리 및 빠른 응답 속도 실현.
  • 대용량 데이터 처리 능력: 복잡한 제어 및 모니터링 데이터 처리에 유리.
  • 결정론적 통신 (IE Control/Field): 토큰 방식을 통해 예측 가능한 실시간 제어 성능 보장.
  • IT 시스템과의 통합 용이성: 표준 이더넷 기술을 기반으로 하여 상위 생산 관리 시스템(MES) 등 IT 시스템과의 연동이 용이.
  • 네트워크 통합: 제어 레벨과 필드 레벨 네트워크, 그리고 표준 TCP/IP 통신을 동일한 물리적 네트워크 인프라 상에서 통합 운영 가능.
  • 유연한 네트워크 구성: 라인, 스타, 링 등 다양한 토폴로지 지원 및 손쉬운 네트워크 확장.
  • 개방형 표준: CLPA를 통해 관리되어 다양한 제조사의 호환 제품 사용 가능.

현재 상태 (2025년 4월 기준)

CC-Link IE는 특히 아시아 시장 및 미쓰비시 전기 자동화 시스템을 중심으로 강력한 입지를 구축한 주요 산업용 이더넷 솔루션입니다. 자동차, 반도체, 디스플레이, 전자제품 제조 등 고속, 고정밀 제어가 요구되는 산업 분야에서 활발하게 채택되고 있습니다. CLPA는 지속적으로 TSN(Time-Sensitive Networking) 기술과의 통합을 추진하는 등 미래 기술 변화에 대응하며 표준을 발전시키고 있습니다. PROFINET, EtherNet/IP 등 다른 주요 산업용 이더넷 프로토콜과 경쟁하며 시장을 확대해 나가고 있습니다.

 

요약하자면, CC-Link IE는 기가비트 이더넷 기반의 고성능, 결정론적 산업용 네트워크로, **컨트롤러 간 통신(IE Control)**과 필드 디바이스 제어(IE Field), 그리고 간편 구현(IE Field Basic) 등 다양한 애플리케이션 요구에 맞는 솔루션을 제공하는 CC-Link 패밀리의 핵심 기술입니다.