스마트 팩토리 구축을 위한 프로토콜 개발
The Development of Protocol for Construction of Smart Factory
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초록
본 논문에서는 스마트 팩토리 구축을 위한 프로토콜을 제안한다. 제안하는 스마트 팩토리 구축을 위한 프로토콜은 OPCUA Server/Client, TSN 실시간 통신 기술, NTP & PTP 시간 동기화 프로토콜, 필드버스(Field Bus) 프로토콜 및 컨버젼 모듈, 데이터 전송지연에 대한 저장기술 및 동기화 프로토콜로 구성된다. OPC UA Server/Client 는 산업용 하드웨어 디바이스와 인터페이스 하기 위한 시스템 통합 프로토콜로써 플랫폼에 의존적이지 않고 다방면에서 사용할 수 있는 표준을 지원한다. TSN 실시간 통신 기술은 고속 네트워크 환경에서 디바이스들 간 정확한 시간을 공유함으로써 생산라인 등의 정밀한 시간관리 및 제어기술을 제공한다. NTP & PTP 시간 동기화 프로토콜은 IEEE1588 표준화 기술을 제공한다. 필드버스 프로토콜및 컨버젼 모듈은 산업에서 주로 사용하는 프로토콜을 OPC로 변환하여 연결의 확장성을 제공한다. 데이터 전송 지연에 대한저장기술 및 동기화 프로토콜은 데이터 전송 지연과 데이터의 손실에 대한 해결 기능을 제공한다. 제안된 스마트 팩토리 구축을 위한 프로토콜의 성능을 평가하기 위하여 시험기관에서 실험한 결과 응답시간은 0.1367ms, 동기시간은 0.404ms, 동시접속 수는 100개, 프로토콜의 연동개수 5개, 데이터 저장 및 동기화는 1,000노드로 세계최고 수준과 동일한 결과를 산출하였다.
Abstract
In this paper, we propose the protocol for construction of smart factory. The proposed protocol for construction ofsmart factory consists of an OPC UA Server/Client, a technology of TSN realtime communication, a NTP & PTP timesynchronization protocol, a FieldBus protocol and conversion module, a technology of saving data for data transmitlatency and synchronization protocol. OPC UA server/client is a system integration protocol which makes interfaceindustrial hardware device and supports standardization which allows in all around area and also in not independent fromany platform. A technology of TSN realtime communication provides an high sensitive time management and controltechnology in a way of sharing specific time between devices in the field of high speed network. NTP & PTP timesynchronization protocol supports IEEE1588 standardization. A fieldbus protocol and conversion module provide anextendable connectivity by converting industrial protocol to OPC. A technology of saving data for data transmit latencyand synchronization protocol provide a resolution function for a loss and latency of data. Results from testing agenciesto assess the performance of proposed protocol for construction of smart factory, response time was 0.1367ms,synchronization time was 0.404ms, quantity of concurrent access was 100ea, quantity of interacting protocol was 5ea,data saving and synchronization was 1,000 nodes. It produced the same result as the world's highest level.
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