분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템 설계

개요

기술 발전과 물리적 시스템이 더욱 스마트해짐에 따라 이런 시스템을 이해하는 데 필요한 데이터의 양이 증가했을 뿐만 아니라 수집되는 여러 측정값의 상관 관계를 정확하게 분석해야 할 필요가 있습니다. 이와 같이 보다 크고 복잡한 애플리케이션의 경우, 센서 및 동기화 배선은 구현하기가 점점 더 어려워지고 비용이 많이 듭니다. 크고 복잡한 센서 및 동기화 배선 체계를 만드는 대신 DAQ 디바이스들을 애플리케이션 주변에 분산시켜 측정에 보다 가깝게 배치하는 방법이 있습니다. TSN(Time Sensitive Networking) 기술을 분산 측정 시스템에 통합하면 네트워크의 여러 디바이스의 모든 측정에서 시간 기반 동기화를 사용할 수 있으며, 서버나 통제실로 데이터를 다시 전송하기 위해 단일 네트워크 케이블을 운영할 수 있습니다. 그러나 DAQ 시스템을 애플리케이션 주변에 계속 분산시킨다면 TSN 이더넷 기반 측정 시스템을 설계하고 구현할 때 고려해야 할 몇 가지 요소들이 있습니다.

목차

  1. TSN(Time Sensitive Networking) 이란?
  2. IEEE 802.1AS 이란?
  3. 토폴로지 선택
  4. IP 주소 메커니즘 선택
  5. 분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템에 신뢰성 추가
  6. TSN 이더넷 기반 측정 시스템을 위한 NI 하드웨어 옵션
  7. 자세히 알아보기

TSN(Time Sensitive Networking) 이란?

TSN은 표준 이더넷, 특히 IEEE 802.1 표준의 업그레이드된 기능입니다. TSN은 이더넷에서 패킷 전송을 사용하는 디바이스들의 시간 동기화 방법, 주기적인 패킷 전송 일정 계획을 위해 조정된 시간 사용 능력, 모든 네트워크 요소의 구성을 위한 표준 매개변수 집합을 제공합니다. TSN 이더넷 기반 측정 시스템은 디바이스 주변의 여러 위치에서 수집되는 서로 관련된 센서 측정값을 필요로 하며, TSN의 시간 동기화 요소를 사용합니다. TSN 동기화는 IEEE 802.1AS 표준을 통해 제공됩니다.

 

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IEEE 802.1AS 이란?

IEEE 802.1AS는 IEEE 802.1AS 서브넷 내의 모든 노드에서 공통된 시간 개념을 제공하는 IEEE 1588 프로필입니다. 여러 디바이스의 동기화는 패킷 기반 통신을 사용하며, 신호 전달 지연의 영향이 없이 장거리에서 가능합니다. 이 프로필을 사용하는 디바이스들에서 I/O 동기화는 1μs 미만이지만 시스템 구성에 따라 수백 나노초 범위로 크게 감소할 수 있습니다. 2개의 종단 스테이션을 동기화하려면 IEEE 802.1AS 준수 스위치를 사용하는 스테이션들 사이에 경로가 있어야 합니다. 그런 경로가 존재하면 자동으로 검색되어 사용됩니다. cDAQ-9185/9189 및 FieldDAQ 디바이스들은 IEEE 802.1AS를 준수하는 통합 스위치를 포함하고 있으므로 직접 연결되거나 외부 IEEE 802.1AS 준수 네트워크 인프라와 연결될 때 동기화될 수 있습니다.

그림 1. CompactRIO와 함께 사용하는 NI-DAQmx 및 cDAQ-9185/9189는 IEEE 802.1AS에 준수하는 네트워크를 사용하고 있습니다.

 

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토폴로지 선택

분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템을 설계할 때 중요한 단계는 애플리케이션에 어떤 토폴로지를 사용할지를 결정하는 것입니다. IEEE 802.1AS 프로필은 디바이스들 간의 케이블 길이를 보상하므로 각 토폴로지가 구체적인 애플리케이션에 제공하는 장단점에 초점을 맞추거나 애플리케이션의 필요에 가장 적합한 하이브리드 토폴로지를 만들 수 있습니다. 측정 시스템을 위한 3가지의 일반적인 토폴로지 옵션은 라인, 링 및 스타 토폴로지입니다.

라인 토폴로지

데이지 체이닝(daisy chaining)이라고도 불리는 라인 토폴로지(line topology)에서는 호스트가 한 개의 버스 라인을 통해 시스템의 모든 디바이스와 직접 통신합니다. 라인 토폴로지는 구현하기가 가장 간단하고 비용이 적습니다. 그러나 이 토폴로지는 통합 이더넷 스위치가 있는 디바이스에서만 실용적입니다. 이 토폴로지의 각 디바이스는 앞의 디바이스로부터 최대 100m까지 떨어져 있을 수 있습니다. 따라서 이 토폴로지는 지나치게 복잡하지 않게 매우 먼 거리까지 배치할 수 있습니다. 홉 길이의 제한 사항에 관해서는 디바이스 사양 문서를 확인하십시오.

 

그림 2. 라인 토폴로지.

 

다음은 라인 토폴로지와 관련된 장단점 목록입니다.

  • 장점
    • 이 토폴로지는 설치하고, 디바이스를 시스템에 추가하며, 문제를 해결하는 것이 간단하고 비용이 저렴합니다.
    • 이 토폴로지에서는 측정 디바이스가 통합 스위치를 포함하고 있을 때 외부 스위치를 통합할 필요가 없습니다.
    • 이 토폴로지는 서로 연결된 한 개 라인의 디바이스들만 필요로 하는 단순한 설계를 통해 장거리에 걸쳐 배치될 수 있습니다.
  • 단점
    • 라인에서 전력을 상실하거나 장애가 발생한 디바이스가 토폴로지의 하류에 있는 모든 디바이스의 네트워크 통신을 방해합니다.
    • 이더넷 케이블 장애나 부적절한 케이블 종결이 토폴로지의 하류에 있는 모든 디바이스의 네트워크 통신을 방해합니다.
    • 이 토폴로지에서 디바이스수가 크게 증가하면 네트워크 및 동기화 성능이 영향을 받습니다.

 

링 토폴로지

링 토폴로지(ring topology)에서는 호스트가 가장 효과적인 경로를 통해 모든 노드와 통신합니다. 보다 단순한 라인 토폴로지에서 이 루프를 완성하려면 링 토폴로지에서는 외부 스위치를 사용해야 합니다. 이 중복적 연결은 데이터 이동 및 동기화를 향상시키기 위해 자동으로 활용됩니다(스위치가 IEEE 802.1AS를 준수하는 경우).

 

그림 3. 링 토폴로지.

 

이 토폴로지의 이점을 활용하려면 필요한 프로토콜을 준수하는 스위치로 네트워크를 적절히 구성해야 합니다. 스위치는 RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)를 지원하려면 IEEE 802.1Q를 준수해야 하며, TSN 동기화를 지원하려면 IEEE 802.1AS를 준수해야 합니다. 그러나 이 토폴로지에서는 전체 토폴로지가 RSTP 사양을 지원하게 하여 데이터를 위한 최적의 경로를 보장할 수 있지만 그림 3 에서 보이는 바와 같이 토폴로지의 일부만 IEEE 802.1AS 프로필을 지원하게 할 수 있습니다. IEEE 802.1AS를 지원하는 두 디바이스 간의 링크가 끊어지면 동기화 데이터 통신이 중단된다는 점을 명심하십시오.

 

 

다음은 링 토폴로지와 관련된 장단점 목록입니다.

  • 장점
    • 이 토폴로지는 설치가 간단합니다.
    • 한 개 이더넷 케이블에 장애가 발생해도 네트워크 통신이 중단되지 않습니다(단, 토폴로지의 모든 스위치가 동기화 프로필을 준수하지 않으면 동기화 통신에 영향을 미칠 수 있음).
    • 이 토폴로지에 디바이스를 추가해도 라인 토폴로지만큼 성능에 영향을 미치지 않습니다.
  • 단점
    • 데이터가 호스트로 되돌아가기 위해 최적의 경로를 찾지 않기 때문에 네트워크 트래픽 패턴은 라인 토폴로지에서보다 문제 해결을 어렵게 만들 수 있습니다.
    • 이 토폴로지에서는 루프를 완성하기 위해 (라인 토폴로지에 비해) 추가적인 스위치가 필요합니다.
    • 이 토폴로지에서는 네트워크의 모든 디바이스에 스위치가 있어야 합니다.

 

스타 토폴로지

스타 토폴로지(star topology)에서는 호스트가 외부 스위치를 통해 네트워크의 각 디바이스와 직접 통신합니다. 디바이스들은 라인에서 서로를 통해 연결되는 것이 아니라 스위치에 개별적으로 직접 연결될 수 있습니다. 스타 토폴로지에서 전체적으로 TSN 동기화를 성취하려면 네트워크의 모든 디바이스와 스위치가 IEEE 802.1AS 프로토콜을 준수해야 합니다. 그러나 네트워크의 모든 디바이스에 스위치가 기본 장착되어 있는 경우, 각 디바이스에서 스위치로 다시 중복 링크를 추가하여 데이터가 호스트로 가는 최적의 경로를 찾게 하는 것이 가능합니다. 이런 중복 연결을 사용하면 기본 추가 스위치에서 분리된 각 디바이스에서 한 개 케이블의 장애로 인해 통신이 중단되지 않습니다. 되돌아가는 최적의 경로를 찾는 네트워크를 활용하려면 네트워크의 모든 디바이스가 802.1Q를 준수하여 RSTP를 지원해야 합니다.

그림 4. 스타 토폴로지

 

다음은 스타 토폴로지와 관련된 장단점 목록입니다.

 

  • 장점
    • 이 토폴로지는 설치, 디바이스 추가 및 문제 해결이 간단합니다.
    • 종단점들을 통합하여 호스트와 직접 통신할 수 있습니다.
    • 네트워크에 디바이스를 추가해도 다른 토폴로지보다 네트워크 성능에 대한 영향이 적습니다.
    • 스위치에서 분리된 단일한 디바이스에서의 장애나 전력 상실로 인해 네트워크의 다른 디바이스들과의 통신이 중단되지 않습니다.
    • 스위치에서 분리된 모든 디바이스에서 중복 링크를 사용하면 단일한 이더넷 케이블 장애로 인해 네트워크 통신이 중단되지 않습니다.
  • 단점
    • 이 토폴로지에서는 호스트가 네트워크의 각 디바이스와 직접 통신하려면 외부 스위치가 필요합니다.
    • 스위치는 모든 디바이스를 다시 호스트에 연결하므로 이 토폴로지는 모든 디바이스 간에 커버할 수 있는 거리가 제한적입니다.

 

 

고급/하이브리드 토폴로지

분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템을 위한 3가지 주요 토폴로지를 조합하여 각각의 강점을 애플리케이션의 필요에 맞게 혼합한 하이브리드 토폴로지를 만들 수 있습니다. 트리 토폴로지(tree topology)는 라인과 스타 토폴로지를 통합하는 일반적인 하이브리드입니다. 여러 개의 디바이스 그룹을 보다 작은 스타 토폴로지로 분할하고 호스트까지는 단일한 라인 토폴로지로 구성할 수 있습니다. 여러 개의 스타 토폴로지 섹션을 보유함으로써 그것들을 네트워크상에서 개별 하위 시스템으로 관리하여 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 하위 시스템 중 하나에서 IEEE 802.1AS 프로필을 운영함으로써 또 다른 하위 시스템이 비측정 작업을 위해 추가로 이더넷 디바이스를 연결하는 데 사용되는 동안 TSN 동기화를 이용하게 할 수 있습니다. 이 토폴로지들을 혼합하면 몇 가지 단점도 혼합될 수 있습니다. 트리 토폴로지에서 주 라인 토폴로지의 링크에 장애가 발생하면 하류의 모든 스타 하위 시스템들에서 네트워크 통신이 중단됩니다.

분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템의 토폴로지를 선택할 때 단일한 해답은 없습니다. 각 토폴로지 유형의 장단점을 고려한 후 애플리케이션의 구체적인 필요를 충족시킬 수 있는 요소를 결정하여 시스템을 설계해야 합니다.   

 

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IP 주소 메커니즘 선택

네트워크에서 통신하려면 이더넷 디바이스들은 ID로 사용되는 IP 주소를 얻어야 합니다. 이를 수행하는 세 가지 일반적인 방법이 있습니다: DHCP, 링크 로컬 또는 정적 IP 주소의 수동 할당. 대부분의 이더넷 기반 디바이스는 IP 주소를 얻기 위해 DHCP를 사용합니다. 디바이스가 DHCP 서버가 있는 네트워크에 연결되면 DHCP 서버로부터 사용 가능한 주소를 받습니다. 네트워크에 DHCP 서버가 없으면 디바이스는 일반적으로 몇 초 내에 시간 초과되며, 링크 로컬 주소를 얻으려고 시도합니다. 이 프로세스에서는 사용 가능한 주소를 네트워크에서 검색해야 하는데, 이것은 상당한 시간이 걸릴 수 있습니다. 종단 스테이션의 IP 주소를 구성하는 가장 빠르고 안정적인 방법은 수동으로 할당하는 것이므로 동일한 주소를 2개의 디바이스에 할당하지 않도록 주의해야 합니다.

호스트 PC가 디바이스와 통신하려면 PC의 네트워크 연결을 정확하게 구성하고 대상 디바이스의 IP 주소를 알아야 합니다. PC와 디바이스가 모두 DHCP에 의해 구성되는 경우, 이것은 일반적으로 자동으로 이루어집니다. 디바이스가 링크 로컬을 사용하거나 주소가 수동 할당될 때 PC가 디바이스에 정확하게 연결되게 하려면 추가적인 단계가 수행되어야 합니다.

 

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분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템에 신뢰성 추가

분산 애플리케이션이 다른 애플리케이션과 마찬가지로 디바이스나 연결의 예기치 않은 장애를 처리할 수 있게 해야 합니다. 분산 시스템을 구현할 때 측정 디바이스들은 대개 측정 중인 디바이스와 동일한 테스트 환경 안에, 가능한 한 센서에 가깝게 배치됩니다. 이것은 종종 표준 데스크톱 장비가 부정확한 데이터를 제공하거나 완전히 고장날 수 있는 가혹하고 까다로운 조건에 측정 디바이스가 노출될 수 있음을 의미합니다. 신호 컨디셔닝 및 DAQ 장비가 테스트 환경을 견딜 수 있게 하면 처음에 정확한 데이터를 얻게 되며 값비싼 재테스트를 할 필요가 없어집니다. 시스템을 위해 가능한 요구 사항에는 제품 유효성 테스트, 충격 및 진동 생존 가능성을 위한 극한 온도 범위(시스템을 기계에 직접 설치하는 경우) 또는 시스템이 해양이나 폭발 환경에서 안전하게 작동할 수 있도록 보장하는 위험 위치 인증이 포함될 수 있습니다.

다양한 견고성 요구 사항을 충족할 수 있도록 DAQ 시스템을 위한 인클로저를 제작하는 것도 가능하지만 그런 조건을 견딜 수 있도록 이미 테스트 및 인증된 시스템을 구입하는 것이 더 저렴합니다. 자체적으로 견고성 솔루션을 개발하고 통합하려면 이런 단계들을 적절히 수행하는 데 걸리는 시간 외에도 설계, 재료, 테스트 및 규제 순응 비용이 빠르게 늘어날 수 있습니다. 공급업체들은 이런 비용을 수천 대의 디바이스 단위로 분배할 수 있으므로 동일한 이점들을 보다 낮은 가격으로 제공할 수 있습니다.

견고성 및 환경에 적합한 시스템을 선택하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

 

링크 신뢰성

측정 디바이스가 그것이 배치된 테스트 환경을 견딜 수 있게 하는 것도 한 가지 고려 사항이지만 또 하나의 고려 사항은 그런 디바이스들 간의 연결이 장애를 일으키거나 손상되는 경우에 어떻게 될 것인가 하는 것입니다. 측정 시스템 토폴로지에 중복 링크를 추가하여 네트워크가 데이터 흐름을 위한 최적의 경로를 결정하게 할 수 있습니다. 네트워크의 모든 디바이스가 IEEE 802.1AS 및 IEEE 802.1Q를 준수하고 두 프로토콜을 모두 활용하도록 구성된 링 또는 스타 토폴로지에서 중복 링크를 구현하면 네트워크의 한 개 연결이 손상되거나 장애를 일으켰을 때 네트워크는 다음으로 사용 가능한 경로를 통해 데이터를 자동으로 재라우팅합니다.

이 프로세스는 보통 링크가 끊어졌는가 복원되었는가에 따라 2-15초가 걸립니다(정확한 시간은 네트워크 구성에 따라 다름). 송신기에서 충분한 버퍼링을 사용할 수 있게 하고, 수신기가 데이터의 일시적인 중단을 용인하고 그런 중단과 관련된 애플리케이션 수준의 영역을 적절히 처리할 수 있도록 애플리케이션은 이 시간들을 허용해야 합니다.

 

시스템 신뢰성

또한 손상으로 인한 하드웨어나 연결의 물리적 장애가 아니라도 측정 애플리케이션이 유발할 수 있는 몇 가지 장애도 있습니다. 네트워크에서 작동 중인 디바이스 또는 측정 애플리케이션이 실행 중일 때 네트워크에서 물리적으로 제거되거나 네트워크에 추가된 디바이스에서의 전원 온/오프 주기나 소프트웨어 리셋이 그런 장애의 한 예입니다. 다음은 측정 애플리케이션이 이런 장애를 파악하고 적응하게 할 수 있는 몇 가지 방법입니다.

오류의 원인 중 하나는 네트워크 동기화의 상실입니다. IEEE 802.1AS에서는 그랜드 마스터(GM) 클럭이라고 하는 참조 클럭이 선택 알고리즘을 통해 자동으로 선택됩니다. 이 선택은 클럭 품질, 추적성, 우선 순위 그리고 필요하면 디바이스의 MAC 주소를 기반으로 하여 이루어집니다(MAC 주소는 항상 동일한 디바이스 세트를 위한 GM을 결정함). 이 선택은 디바이스가 추가될 때 또는 디바이스를 리셋할 때와 같이 IEEE 802.1AS 연결 디바이스 세트로부터 제거될 때마다 반복됩니다. GM이 리셋되거나 GM으로의 경로가 끊어지면 새로운 GM이 선택됩니다. 작동 중에 GM이 변경되면 작동이 의도한 대로 여전히 동기화된다고 가정할 수 없으므로 NI-DAQmx는 "sync lock lost(동기화 잠금 상실)" 오류를 발령합니다.

또 다른 오류의 원인은 동기화 경로의 상실입니다. RSTP 및 IEEE 802.1AS 방식은 독립적으로 작동하며 서로 다른 링크를 사용할 수 있습니다. 즉, 데이터 전송을 중단하지 않고 동기화를 중단할 수 있습니다.  

NI-DAQmx에는 애플리케이션이 이런 것과 그 밖의 오류도 처리하게 하는 기능이 있습니다. 일시적 동기화 상실에 민감하지 않은 애플리케이션은 "stop on sync lost(동기화 상실 시 정지)" 속성을 'false'로 설정합니다. 이런 애플리케이션은 "sync lost(동기화 상실)" 속성을 점검하여 동기화가 상실되었는지를 감지할 수 있습니다. 일반적으로 신뢰성 요구 사항이 높은 애플리케이션은 섀시당 한 개의 작업을 사용해야 합니다. 이렇게 하면 장애가 발생하거나 시스템의 노드가 일시적으로 제거되는 경우에 디바이스의 장애가 가능한 한 격리되고 영향을 받는 채널의 수가 최소화됩니다.

측정 애플리케이션으로 시스템 장애를 복구할 수 없는 경우 또는 네트워크가 데이터 경로를 찾을 수 없도록 네트워크 연결이 끊어지거나 손상된 경우에는 시스템을 알려진 안전 상태로 전환할 수 있도록 비상 계획을 준비하는 것이 가장 좋습니다. 하드웨어 감시 타이머를 사용하면 시스템에 장애 안전 대책(fail-safe)을 제공할 수 있습니다. 하드웨어 감시 타이머는 시스템이 올바로 작동하는지 모니터링하고 파악하는 데 사용됩니다. 시스템이 의도한 대로 작동하지 않으면 해당 시스템은 안전 상태에 놓이게 됩니다. 측정 디바이스에 하드웨어 감시 타이머가 포함되어 있으면 원치 않는 이벤트가 발생했을 때 출력 채널을 인계 받도록 구성하여 시스템 손상을 방지할 수 있습니다.

하드웨어 감시 타이머와 이를 NI-DAQmx에서 활용하는 방법에 대해 자세히 알아보십시오.

 

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TSN 이더넷 기반 측정 시스템을 위한 NI 하드웨어 옵션

NI는 분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템을 구축하는 데 사용할 수 있는 매우 다양한 플랫폼과 제품을 제공합니다. 이러한 제품으로는 처리 성능과 연결성을 극대화하는 강력한 NI 산업용 컨트롤러부터 CompactDAQ의 통합 신호 컨디셔닝 및 모듈 방식, CompactDAO의 유연성과 사용자 정의, FieldDAQ의 극한의 견고성 및 통합 신호 컨디셔닝에 이르기까지 다양합니다. 이런 플랫폼 및 제품 전반에 걸친 방대한 역량과 함께 모든 구체적인 분산 측정 애플리케이션의 요구 사항을 충족시킬 수 있도록 지원하는 NI 솔루션이 있습니다.

 

CompactDAQ

CompactDAQ은 신호 컨디셔닝을 내장하고 있으며 매우 다양한 I/O 옵션을 갖춘 혼합 측정 모듈식 플랫폼입니다. 그러므로 고객은 불필요한 기능을 위해 돈을 지불하지 않고 시간이 지남에 따라 변화하는 요건에 적응할 수 있는 유연성을 활용하여 분산 측정 요구 사항에 최적화된 시스템을 만들 수 있습니다. cDAQ-9185 및 cDAQ-9189 섀시에는 TSN 동기화를 위한 IEEE 802.1AS와 RSTP 구현을 위한 IEEE 802.1Q를 모두 준수하는 스위치가 있으므로 애플리케이션에 이상적인 토폴로지에 이들을 통합할 수 있습니다. 이 섀시들은 까다로운 테스트 환경의 요구 사항을 충족시킬 수 있도록 견고하게 제작되었습니다. -40°C ~ 70°C의 작동 온도 범위, 최대 50g의 충격, 다양한 안전 및 환경 인증, 통합 하드웨어 감시 타이머가 있어서 장애 안전 대책(fail-safe)을 애플리케이션을 위한 비상 계획으로 제공합니다.

그럼 5. CompactDAQ는 센서나 신호에 직접 인터페이싱하기 위해 연결성 및 신호 컨디셔닝을 모듈식 I/O에 통합한 휴대형의 견고한 DAQ 플랫폼입니다.

 

NI-DAQmx를 통합한 CompactRIO

NI-DAQmx와 함께 사용하는 CompactRIO는 임베디드 리얼 타임 프로세서, 고성능 FPGA 및 NI-DAQmx 또는 LabVIEW FPGA로 프로그래밍된 매우 다양한 I/O 옵션들을 통합했습니다. 각 I/O 모듈은 FPGA에 직접 연결되어 있으므로 타이밍 및 I/O 신호 프로세싱에 대한 로우레벨의 맞춤화를 제공합니다. NI-DAQmx를 통합한 CompactRIO 컨트롤러는 TSN을 지원하여 TSN 기술을 임베디드 리얼타임 컨트롤러에서 사용할 수 있도록 해줍니다. 이 컨트롤러들은 IEEE 802.1AS 프로필을 사용하는 CompactDAQ와 동일한 C 시리즈 모듈로 분산 동기화 측정에 참여하여 측정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 NI Linux Real-Time OS를 운영하는 분산 측정 시스템 호스트로도 작동할 수 있습니다.

그림 6. NI-DAQmx를 통합한 ComapctRIO는 NI Linux Real-Time, NI-DAQmx 및 LabVIEW FPGA를 한 자리에 모아 통합된 소프트웨어 경험을 제공합니다.

 

NI 산업용 컨트롤러

NI 산업용 컨트롤러는 자동화, 측정 및 제어 애플리케이션을 위해 최고의 처리 성능과 연결성이 필요한 개발자들을 위한 강력한 팬리스 산업용 컨트롤러입니다. NI 산업용 컨트롤러는 TSN 동기화, GigE 비전 및 USB3 비전 카메라, 기타 자동화 장비를 위한 IEEE 802.1AS 프로필을 사용하는 디바이스와의 통신 및 동기화를 위해 최적의 연결성을 갖추었습니다. 또한 이 컨트롤러에는 온보드 절연 TTL(transistor-transistor logic) 및 차동 디지털 I/O가 있습니다.

그림 7. NI 산업용 컨트롤러는 자동화된 이미지 처리 및 제어 애플리케이션을 위한 최고 수준의 처리 능력과 연결성을 제공합니다.

FieldDAQ

FieldDAQ는 센서별 신호 컨디셔닝, 연결성 및 디지털화를 조합하여 열 센서, 스트레인 게이지 등과 같은 일반적인 센서 및 신호에 직접 인터페이싱합니다. FieldDAQ를 사용하면 모든 환경 조건에서 최대한 센서와 가까운 정확한 측정을 수행할 수 있습니다. FieldDAQ 디바이스는 최대 IP67(IP65/IP66/IP67)의 방수 등급이므로 방진은 물론 침수 및 제트 스프레이 방수 기능을 제공합니다. 이 디바이스들은 -40°C ~ 85°C 환경에서 작동할 수 있으며, 수동 냉각을 통해 열을 분산시키므로 팬과 같이 파손되기 쉬운 움직이는 부품이 없습니다. FieldDAQ는 표준, 산업용 커넥터를 사용하여 최대 100g의 충격 및 10grms 조건에서도 작동 중에 케이블이 분리되는 것을 방지합니다. FieldDAQ는 National Instruments의 개방형 소프트웨어 중심적 플랫폼을 기반으로 하며, NI TSN 제품 생태계를 확장합니다. FieldDAQ는 CompactDAQ 및 CompactRIO 등 다른 TSN 제품과 손쉽게 연결 및 동기화함으로써 시스템 설정은 물론 실제 신호를 수집, 시각화 및 분석하여 데이터 기반 결정을 내리는 방법도 사용자 정의할 수 있습니다.

그림 8. FieldDAQ는 애플리케이션의 거친 환경을 위해 제작되었습니다.

분산 측정을 위해 만들어진 하드웨어

분산 TSN 이더넷 기반 측정 시스템을 설계하고 구현할 때 애플리케이션의 요구 사항을 충족시키는 효율적이고 신뢰할 수 있는 시스템을 확보하는 몇 가지 방법이 있습니다. 조사해야 할 보다 큰 주제는 애플리케이션에 이상적인 토폴로지를 선택하고, 이상적인 토폴로지의 요구 사항을 충족시킬 뿐만 아니라 테스트 환경을 견디며 필요할 때 추가적인 신뢰성을 제공하는 하드웨어를 선택하는 것입니다. 이런 요소를 견딜 수 있는 하드웨어를 선택할 때 CompactDAQ, CompactRIO, NI 산업용 컨트롤러 및 고품질 분산 측정 시스템을 구축하는 데 사용되는 FieldDAQ와 같은 하드웨어를 사용하면 시간, 비용 및 혼란을 줄일 수 있습니다.

 

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등록 상표 Linux®는 전 세계적으로 이 상표의 소유자인 Linus Torvalds의 독점 사용권자인 LMI의 서브 라이선스에 따라 사용됩니다.

 

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