Ethernet-APL은 처리 시스템에서 필드 레벨의 디지털 백본이 되고 있다. 하지만 기능적 안전성 인프라의 상황은 어떨까? 안전 시스템에서 Ethernet-APL은 4-20mA 기술과 동일한 가용성과 신뢰성을 제공할까? 그리고 Ethernet-APL은 사이버 공격에 취약하지 않을까? 이를 살펴볼 시간이다.

수십 년 동안, 프로세스 산업과 안전 필수 애플리케이션에서는 4-20mA 기술이 신뢰를 받아 왔다. 이 기술은 측정 및 제어 회로를 위한 기본적이고 신뢰할 수 있는 아날로그 신호를 제공한다. 하지만, 현대의 산업용 사물 인터넷 개념과 디지털 장치의 네트워킹 증가에 대한 요구 사항과 관련하여 점점 더 한계에 도달하고 있다. 디지털 필드버스 기술의 구현은 진단 정보의 가용성을 향상시켰지만, 이러한 시스템의 통합은 종종 복잡하다. 더구나 데이터 속도와 데이터 투명성도 제한적이다. Ethernet-APL은 이러한 단점을 해결하기 위해 설계되었다.

Ethernet-APL의 기능적 안전성을 위한
더 나은 솔루션을 제공하는 이유

Ethernet-APL(고급 물리 계층)은 많은 장점을 제공한다. 필드 레벨에서 완전한 디지털 통신을 가능하게 하고, Zone 0까지의 위험 지역에 적합하며, 두 코어 케이블을 통해 10Mbps의 전송 속도를 자랑한다. 이 기술은 필드 장치를 더 쉽게 연결할 수 있게 해주며, 동일한 케이블을 전력 공급과 데이터 전송에 사용할 수 있도록 한다. 이는 두 가지 모두에 대해 ‘본질적 안전 I’ 유형의 보호를 제공한다. 4-20mA 기술에 비해 필요한 배선을 크게 줄이고 복잡성을 줄여준다. 또 Ethernet-APL은 PROFINET 및 PROFIsafe와 같은 산업 표준과 완벽히 상호 운용 가능하여 기존 시스템에 원활하게 통합할 수 있다.

명백한 이점에도 불구하고, Ethernet-APL 사용자는 신뢰성, 사이버 보안 및 기능 안전과 관련하여 우려를 가지고 있다. 필드버스가 처음 도입되었을 때도 상황은 비슷했다. 안전 인프라는 기존의 4-20mA 기술로 설정되었으며, 구현 및 유지보수를 더 복잡하고 비용이 많이 들게 만들었다. 프로세스 운영자는 제어 기술 장치와 안전 장비가 동일한 통신 기술을 사용하는 일관된 디지털 통신을 요구해 왔다. 바로 이 시점에 Ethernet-APL이 등장한다.

1) 가용성과 신뢰성
Ethernet-APL이 기존의 4-20mA 기술과 동일한 신뢰성과 가용성을 제공할 수 있을까? 답은 ‘예’이다. Ethernet-APL은 프로세스 산업의 혹독한 환경을 포함한 산업용 응용 프로그램을 위해 특별히 설계되었다. 이 기술은 스타형 또는 링형 구조와 같은 높은 가용성을 제공하며, 장치 오류 발생 시 대체 통신 경로를 제공한다.
2) 사이버 보안
Ethernet-APL은 IP 기반 기술이므로 잠재적인 사이버 공격에 대한 우려가 타당하다. 하지만 4-20mA 기술, HART 통신 또는 PROFIBUS와 같은 기존 기술에 비해 현대적인 보안 프로토콜을 사용하여 암호화와 인증을 제공한다.

3) 기능적 안전성
Ethernet-APL은 4-20mA 기술과 동일한 기능 안전 요구를 충족할 수 있다. PROFIsafe는 성공적으로 확립된 안전 프로토콜로서 컨트롤러와 필드 장치 간의 안전한 데이터 교환을 가능하게 한다.

결 론

Ethernet-APL은 산업용 IoT의 핵심 요소로, 프로세스 자동화를 새로운 차원으로 이끈다. 효율성, 투명성 및 실시간 제어 기능을 개선하며, 비용 절감 및 유지 보수를 간소화한다.