11. 산업용 통신

산업용 통신을 사용 설정합니다.

산업용 통신 (필드버스: fieldbus)는 실시간 분산 제어를 위해

사용되는 산업용 컴퓨터 네트워크 프로토콜 집합의 통칭

CAN, CANopen, PROFIBUS, PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, DeviceNet,

CC-Link, CC-Link-IE

11. 산업용 통신

정의: 산업용 통신(필드버스: fieldbus)은 실시간 분산 제어를 위해 사용되는 산업용 컴퓨터 네트워크 프로토콜 집합의 통칭입니다.
사용 목적: 복잡한 산업 자동화 시스템에서 장비들을 연결하고 제어 시스템을 구성하는 데 필요합니다.
주요 종류: CAN, CANopen, PROFIBUS, PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, DeviceNet, CC-Link, CC-Link-IE 등이 있습니다.
특징: 현장 장비와 감시 제어 시스템을 연결하는 양방향 디지털 통신 네트워크로, 비용 절감 및 효율성 향상에 기여합니다.

# 로봇과의 통신과 관련하여 상위(ECS, MES 등), PLC, PC, ROBOT, ,, FIield Bus, slave, hard wireless, 등등컴퓨터용어를 ELI5로 Step by Step으로 (전국 고속도로망 예시)자세히 설명해줘.

https://claude.ai/chat/42d3656a-06a7-4a32-978d-d286ad7a5f5f

📌 이 가이드의 특징

1. 5단계 난이도 제공

👶 5살 어린이 수준
👦 초등학생 수준
🎓 중고등학생 수준
👨‍🎓 대학생/실무자 수준
🔧 엔지니어 실전 수준

2. 고속도로 비유 전체 적용

ECS = 청와대 (전국 총괄)
MES = 도청 (지역 관리)
PLC = 신호등 (교차로 제어)
로봇 = 자동차 (명령 수행)
FieldBus = 시내도로
Ethernet = 고속도로
Wireless = 하늘길

3. 실제 동작 시나리오

자동차 공장 용접 라인 예제
T+0초부터 8시간 후까지 전체 흐름
각 계층별 데이터 흐름 추적

4. 실무 적용 가능

현대로보틱스 Hi6 연결 예제
Siemens PLC 통신 설정
실제 케이블 연결 방법
자주 하는 실수와 해결법

궁금하신 부분이나 더 자세히 알고 싶은 특정 주제가 있으시면 말씀해 주세요! 예를 들어:

"Profibus 실제 설정 방법"
"OPC UA 프로토콜 상세 설명"
"무선 통신 보안 방법" 등 구체적인 주제로 깊이 들어갈 수 있습니다.

🚗 로봇 통신 네트워크를 고속도로로 이해하기 (ELI5)

ELI5란? "Explain Like I'm 5" - 5살 어린이에게 설명하듯 쉽게!

🗺️ 전체 그림: 대한민국 고속도로망 = 공장 통신망

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│          🏢 서울 본사 (청와대)                        │
│             ECS/MES 시스템                           │
│        "전국 모든 도로 총괄 사령부"                   │
└────────────────┬────────────────────────────────────┘
                 │ (초고속 광케이블 - 경부고속도로)
                 ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│      🏭 대전 지역 관제센터 (도청)                     │
│           SCADA / HMI                                │
│        "충청도 전체 교통 관리"                        │
└────────────────┬────────────────────────────────────┘
                 │ (산업용 네트워크 - 국도)
                 ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│    🚦 천안 톨게이트 (교통 신호등)                     │
│              PLC                                     │
│      "이 지역 신호등 전부 제어"                       │
└──────┬──────┬──────┬──────┬───────────────────────┘
       │      │      │      │ (필드버스 - 시내도로)
       ↓      ↓      ↓      ↓
     🤖    🤖    🤖    🤖
   로봇1  로봇2  로봇3  로봇4
  "각자  "내   "내   "내
   맡은  일만  일만  일만
   일만  해요" 해요" 해요"
   해요"

🎯 Step 1: 핵심 개념 - 위계 구조

📍 비유로 이해하기

5살 아이에게 설명:

"회사는 사장님이 있고, 부장님이 있고, 팀장님이 있고, 직원이 있잖아?
공장도 똑같아! 맨 위에 큰 컴퓨터가 전체를 보고,
중간에 PLC라는 친구가 로봇들한테 '일해!'라고 말해줘.
로봇은 시키는 대로만 일하는 착한 친구야."

🏢 Step 2: 각 시스템 상세 설명

1️⃣ ECS (Equipment Control System) - 청와대

고속도로 비유:

🏛️ 청와대 (대통령 집무실)
"대한민국 전체 고속도로 정책 결정"

역할:
- 전국 교통량 분석
- 새 도로 건설 계획
- 연간 예산 배정

공장에서:

💼 ECS = "공장 전체 설비 관리 시스템"

예시:
- 삼성 반도체 공장 전체 1,000대 로봇 관리
- "2공장 3라인 로봇 5대 교체 필요"
- "다음 달 생산량 20% 증가 예정"

특징:

규모: 공장 전체, 여러 건물
속도: 느려도 OK (초 단위)
데이터: 통계, 보고서, 계획

2️⃣ MES (Manufacturing Execution System) - 도청

고속도로 비유:

🏢 경기도청
"경기도 고속도로만 관리"

역할:
- 경부고속도로 교통량 체크
- 사고 발생 시 우회도로 지시
- 톨게이트 요금 징수 현황

공장에서:

📊 MES = "생산 실행 시스템"

예시:
- "오늘 자동차 500대 만들어야 함"
- "3호 라인에서 현재 234대 완성"
- "4호기 로봇 10분 전 멈춤 → 조사해!"

특징:

규모: 생산 라인 단위
속도: 중간 (분 단위)
데이터: 생산 실적, 불량률, 가동률

3️⃣ SCADA / HMI - 고속도로 관제센터

고속도로 비유:

🖥️ 고속도로 관제센터 (CCTV 모니터룸)
"실시간 교통 상황 모니터링"

화면에 보이는 것:
- 각 구간 속도: 80km/h, 100km/h
- 사고 발생: 강남 IC 추돌
- CCTV 영상 30개 동시 표시

공장에서:

🖥️ SCADA/HMI = "사람이 보는 화면"

화면 예시:
┌─────────────────────────┐
│ 🤖 로봇1: 작동 중 (85%) │
│ 🤖 로봇2: 대기 중       │
│ 🤖 로봇3: ⚠️ 에러!      │
│ 🔴 비상정지 버튼        │
└─────────────────────────┘

특징:

규모: 한 라인 또는 여러 라인
속도: 실시간 (0.1초 단위)
데이터: 그래프, 애니메이션, 경보

4️⃣ PLC (Programmable Logic Controller) - 신호등

고속도로 비유:

🚦 교차로 신호등 제어기
"이 교차로만 책임짐"

동작:
1. 센서: "차 10대 대기 중"
2. 판단: "초록불 켜자"
3. 명령: "맞은편은 빨간불"
4. 반복: 24시간 자동

공장에서:

🎛️ PLC = "로봇들의 지휘자"

동작 예시:
1. 센서 확인: "부품이 왔나?"
2. 로봇1에게: "부품 집어!"
3. 로봇2에게: "조립해!"
4. 컨베이어: "다음 공정으로!"

특징:

규모: 한 공정 (로봇 1~20대)
속도: 매우 빠름 (0.001초)
데이터: ON/OFF, 숫자, 타이밍

대표 제조사:

Siemens (독일)
Mitsubishi (일본)
Allen-Bradley (미국)
LS산전 (한국)

5️⃣ ROBOT - 자동차

고속도로 비유:

🚗 일반 승용차
"신호만 보고 달림"

운전자 행동:
- 초록불 → 출발
- 빨간불 → 정지
- 내비게이션 따라감
- 스스로 결정은 안 함

공장에서:

🤖 산업용 로봇

동작:
- PLC: "포지션 1로 가!"
- 로봇: "네!" (이동)
- PLC: "그리퍼 닫아!"
- 로봇: "네!" (파지)

특징:

규모: 개별 장비
속도: 명령 즉시 실행
데이터: 위치, 속도, 토크

🛣️ Step 3: 통신 방식 - 도로의 종류

1️⃣ Field Bus (필드버스) - 시내도로

고속도로 비유:

🛣️ 시내 도로 (4차선)
"우리 동네 안에서만 이동"

특징:
- 거리: 짧음 (5km 이내)
- 속도: 빠름 (신호 없음)
- 차량: 동네 주민들만

공장에서:

📡 Field Bus = "공장 바닥 통신망"

연결:
PLC ━━━━━ 로봇1
      ┣━━━ 로봇2
      ┣━━━ 센서들
      ┗━━━ 그리퍼

종류별 비교:

이름	비유	속도	특징
Profibus	고속화도로	12Mbps	독일 표준, 시멘스
DeviceNet	국도	500Kbps	미국 표준, 간단
CC-Link	지방도	10Mbps	일본 표준, 미쓰비시
EtherCAT	KTX	100Mbps	초고속, 정밀 제어

2️⃣ Ethernet (이더넷) - 고속도로

고속도로 비유:

🛣️ 경부고속도로 (8차선)
"서울~부산 장거리"

특징:
- 거리: 김 (수백 km)
- 속도: 매우 빠름 (100km/h)
- 차량: 모든 차 가능

공장에서:

🌐 Industrial Ethernet

연결:
서울 본사 ━━━━━━━━ 부산 공장
(인터넷처럼 연결)

데이터:
- 생산 실적 보고
- 설계 도면 전송
- 화상 회의

종류:

Ethernet/IP: 미국식 (Rockwell)
PROFINET: 독일식 (Siemens)
EtherNet/IP: 일본식 (Omron)

3️⃣ Wireless (무선) - 하늘길

고속도로 비유:

🚁 헬리콥터
"도로 없어도 날아감"

장점:
- 케이블 불필요
- 이동 자유

단점:
- 간섭 가능
- 보안 위험

공장에서:

📶 Wireless 통신

사용 예시:
1. AGV (무인 운반차)
   "창고에서 조립라인까지"
   
2. 협동로봇
   "사람 옆에서 일함"
   
3. 태블릿 모니터링
   "걸어다니며 확인"

기술:

Wi-Fi: 사무실용
Bluetooth: 짧은 거리
5G: 미래 스마트공장

4️⃣ Hard Wired (유선) - 전용 도로

고속도로 비유:

🚄 KTX 전용선로
"오직 KTX만 다님"

특징:
- 다른 차 못 들어옴
- 사고 없음
- 정확한 시간표

공장에서:

🔌 Hard Wired = "전용 케이블 직결"

예시:
비상정지 버튼 ━━━ PLC
(굵은 빨간 선 하나로 직결)

장점:
- 100% 확실
- 0.001초 반응
- 해킹 불가능

용도:
- 비상정지
- 안전 펜스
- 인터록

🔄 Step 4: Master/Slave - 사장님과 직원

Master (마스터) - 사장님

고속도로 비유:

👨‍💼 고속도로 관제센터 관리자
"모든 신호등에 명령"

동작:
1. "1번 신호등, 초록불 켜!"
2. "2번 신호등, 빨간불 켜!"
3. "3번 신호등, 상태 보고해!"

공장에서:

🎛️ PLC (Master)
"나는 명령만 함"

명령 예시:
PLC → 로봇1: "위치 123으로 가"
PLC → 로봇2: "속도 80%로 설정"
PLC → 로봇3: "현재 위치 알려줘"

Slave (슬레이브) - 직원

고속도로 비유:

🚦 개별 신호등
"시키는 대로만 함"

응답:
- 명령 받음 → 실행
- 상태 물어봄 → 대답
- 스스로 판단 안 함

공장에서:

🤖 로봇 (Slave)
"명령을 기다림"

응답 예시:
로봇1 → PLC: "위치 123 도착!"
로봇2 → PLC: "현재 속도 80%"
로봇3 → PLC: "에러 발생!"

📊 Step 5: 통신 프로토콜 - 언어

왜 필요한가?

고속도로 비유:

🗣️ 도로 표지판 언어

한국: "서울 50km →"
일본: "東京 50km →"
미국: "Seoul 50mi →"

→ 규칙을 정해야 모두 이해!

공장에서:

📝 프로토콜 = "기계들의 약속된 언어"

Modbus (모드버스):
PLC: "03 01 00 64"
로봇: "알았어, 위치 100!"

Profibus:
PLC: "FDL 68 50 20"
로봇: "OK, 속도 50%!"

주요 프로토콜 비교

프로토콜	비유	특징	사용처
Modbus	영어	간단, 오래됨	PLC ↔ 계측기
Profibus	독일어	빠름, 복잡	시멘스 시스템
EtherNet/IP	미국식 영어	인터넷처럼	Allen-Bradley
OPC UA	세계 공용어	호환성 최고	모든 시스템

🎬 Step 6: 실제 동작 시나리오

🏭 자동차 공장 용접 라인 예시

시간 순서대로:

T+0초: 서울 본사 (ECS)
     📊 "오늘 자동차 1,000대 생산 목표"
     ↓ (인터넷)

T+1초: 울산 공장 (MES)
     📋 "용접 라인은 250대 담당"
     ↓ (산업용 이더넷)

T+2초: 용접 라인 PLC
     🎛️ "로봇들아, 준비!"
     ↓ (Profibus)

T+3초: 용접 로봇 1번
     🤖 "준비 완료!"
     
T+4초: 센서
     📡 "차체 도착!"
     ↓
     
T+5초: PLC
     🎛️ "로봇1, 용접 시작!"
     ↓ (0.001초 만에 전달)
     
T+5.001초: 로봇1
     🤖 "용접 중... 불꽃 튀김!"
     
T+8초: 로봇1
     🤖 "용접 완료!"
     ↓
     
T+8.1초: PLC
     🎛️ "컨베이어, 다음으로!"
     ↓
     
T+10초: HMI 화면
     🖥️ "1/250 완료 (0.4%)"
     ↓
     
1시간 후: MES
     📊 "현재 25대 완성 (10%)"
     ↓
     
8시간 후: ECS
     📈 "울산 공장 250대 완료! 목표 달성!"

🔧 Step 7: 실무 연결 방법

케이블 연결하기

고속도로 비유:

🛣️ 도로 건설 순서
1. 땅 파기 (케이블 홈통)
2. 아스팔트 깔기 (케이블 깔기)
3. 차선 그리기 (커넥터 연결)
4. 표지판 세우기 (라벨링)

공장에서:

1단계: 케이블 선택
   ┌─────────────────┐
   │ Profibus Cable  │
   │ 2-Wire, Shielded│ ← 차폐 케이블
   └─────────────────┘

2단계: 터미네이터 (종단저항)
   PLC ━━━━━ 로봇1 ━━━━━ 로봇2 ━━━━━ [120Ω]
                                        ↑
                               끝에 저항 필수!

3단계: 주소 설정
   로봇1: Node 1
   로봇2: Node 2
   로봇3: Node 3
   
4단계: 통신 테스트
   PLC → "핑~" → 로봇
   로봇 → "퐁~" → PLC
   ✅ 연결 성공!

🎓 Step 8: 수준별 정리

👶 5살 어린이 버전

공장은 큰 회사 건물이야.
맨 위층에 사장님이 있고,
아래층에 부장님이 있고,
1층에 로봇들이 일해.

부장님이 전화로 "일해!"하면
로봇이 "네!"하고 일하는 거야.

👦 초등학생 버전

공장은 계단식으로 되어있어:

5층 (ECS) - 전체 계획 세움
4층 (MES) - 오늘 할 일 정함
3층 (SCADA) - 모니터로 지켜봄
2층 (PLC) - 로봇들한테 명령
1층 (Robot) - 실제로 일함

전화선(케이블)으로 다 연결돼있고,
각 층은 정해진 언어로 말해(프로토콜).

🎓 중고등학생 버전

공장 자동화 = 계층적 네트워크

Level 4: ERP/MES (기업 자원 관리)
         └─ TCP/IP, OPC UA
         
Level 3: SCADA/HMI (감시 제어)
         └─ Ethernet
         
Level 2: PLC (제어)
         └─ Profibus, DeviceNet
         
Level 1: Sensor/Robot (현장 기기)
         └─ Analog, Digital I/O

피라미드 구조로 상위일수록 느리지만 
정보량 많고, 하위일수록 빠르지만 
단순한 신호만 주고받음.

👨‍🎓 대학생/실무자 버전

ISA-95 표준 계층 구조:

Level 4: Business Planning (ERP)
- SAP, Oracle
- HTTP, SOAP, REST API
- 시간: 일/월 단위

Level 3: Manufacturing Operations (MES)
- Wonderware, Ignition
- OPC UA, MQTT
- 시간: 분/시간 단위

Level 2: Supervisory Control (PLC/DCS)
- Siemens S7, Allen-Bradley
- Profinet, EtherNet/IP
- 시간: 0.1초 단위

Level 1: Basic Control (I/O)
- Sensors, Actuators
- 4-20mA, 24VDC
- 시간: 밀리초 단위

Level 0: Physical Process (Robot)
- 현대로보틱스, 화낙
- Pulse, Encoder
- 시간: 마이크로초 단위

🛠️ Step 9: 실제 연결 예제

예제 1: 현대로보틱스 Hi6 + Siemens PLC

🔧 하드웨어 연결:

1. PLC 선택: Siemens S7-1200
2. 통신 모듈: Profinet
3. 케이블: CAT6 이더넷
4. 로봇 설정: IP 주소 할당

물리 연결:
┌──────────────┐     이더넷 케이블     ┌──────────────┐
│  Siemens     │◄═══════════════════►│  로봇 Hi6     │
│  S7-1200     │    192.168.0.10     │  컨트롤러     │
│  (PLC)       │    192.168.0.20     │              │
└──────────────┘                      └──────────────┘

예제 2: 데이터 교환

📡 PLC → 로봇 (Write)

데이터:
- DB1.DBW0: 작업 번호 (1~100)
- DB1.DBW2: 속도 (0~100%)
- DB1.DBX4.0: 시작 신호 (Bit)

로봇 → PLC (Read)

데이터:
- MW10: 현재 X좌표 (mm)
- MW12: 현재 Y좌표 (mm)
- M20.0: 작업 완료 (Bit)
- M20.1: 에러 발생 (Bit)

📚 Step 10: 마스터 요약표

🎯 한눈에 보는 비교표

항목	ECS	MES	PLC	Robot
고속도로 비유	청와대	도청	신호등	자동차
역할	전체 계획	생산 관리	제어	실행
속도	느림(초)	중간(분)	빠름(ms)	즉각
범위	전 공장	라인	공정	개별
통신	인터넷	Ethernet	FieldBus	I/O

🔌 통신 방식 비교

방식	비유	거리	속도	장점	단점
Hard Wired	전용도로	10m	최고속	확실함	케이블 많음
Field Bus	시내도로	1km	빠름	표준화	설정 복잡
Ethernet	고속도로	100km	매우빠름	범용성	보안필요
Wireless	하늘길	100m	중간	자유로움	불안정

🎁 보너스: 실무 팁

✅ 초보자가 자주 하는 실수

❌ 실수 1: "왜 로봇이 안 움직여?"
→ PLC에서 시작 신호(Bit)를 안 보냄

❌ 실수 2: "통신이 끊겨!"
→ 터미네이터(종단저항) 안 달음

❌ 실수 3: "데이터가 이상해"
→ Big Endian / Little Endian 안 맞음

❌ 실수 4: "연결은 되는데 느려"
→ 통신 속도(Baud Rate) 안 맞음

🔍 디버깅 순서

1단계: 물리 연결 확인
   - 케이블 빠짐?
   - LED 깜빡임?
   
2단계: 주소 확인
   - IP 충돌?
   - Node 번호 중복?
   
3단계: 프로토콜 확인
   - 같은 언어 쓰나?
   - 버전 호환?
   
4단계: 데이터 확인
   - 보내는 형식 맞나?
   - 읽는 주소 맞나?

🎬 최종 정리작성: 2025년 12월 대상: 로봇 통신 입문자 난이도: ELI5 → 실무 단계별

🌟 핵심 3줄 요약

공장은 계층 구조: 사장님(ECS) → 부장님(MES) → 팀장(PLC) → 직원(로봇)
통신은 도로: 고속도로(Ethernet), 국도(FieldBus), 전용도로(Hard Wired)
프로토콜은 언어: 같은 언어 써야 대화 가능 (Modbus, Profibus 등)

📖 다음 학습 단계

입문자 → 중급자 → 고급자

📘 입문 (지금 여기!)
- 전체 구조 이해
- 기본 용어 암기
- 간단한 연결

📗 중급 (3개월 후)
- PLC 프로그래밍
- 통신 설정
- 트러블슈팅

📕 고급 (1년 후)
- 네트워크 설계
- 보안 구현
- 최적화

구독

2025년 12월 2일 화요일

2025.12.02 / / 로봇과의 통신- 개념별 쉽게 이해하기/ELI5로 Step by Step으로

📌 이 가이드의 특징

🚗 로봇 통신 네트워크를 고속도로로 이해하기 (ELI5)

🗺️ 전체 그림: 대한민국 고속도로망 = 공장 통신망

🎯 Step 1: 핵심 개념 - 위계 구조

📍 비유로 이해하기

🏢 Step 2: 각 시스템 상세 설명

1️⃣ ECS (Equipment Control System) - 청와대

2️⃣ MES (Manufacturing Execution System) - 도청

3️⃣ SCADA / HMI - 고속도로 관제센터

4️⃣ PLC (Programmable Logic Controller) - 신호등

5️⃣ ROBOT - 자동차

🛣️ Step 3: 통신 방식 - 도로의 종류

1️⃣ Field Bus (필드버스) - 시내도로

2️⃣ Ethernet (이더넷) - 고속도로

3️⃣ Wireless (무선) - 하늘길

4️⃣ Hard Wired (유선) - 전용 도로

🔄 Step 4: Master/Slave - 사장님과 직원

Master (마스터) - 사장님

Slave (슬레이브) - 직원

📊 Step 5: 통신 프로토콜 - 언어

왜 필요한가?

주요 프로토콜 비교

🎬 Step 6: 실제 동작 시나리오

🏭 자동차 공장 용접 라인 예시

🔧 Step 7: 실무 연결 방법

케이블 연결하기

🎓 Step 8: 수준별 정리

👶 5살 어린이 버전

👦 초등학생 버전

🎓 중고등학생 버전

👨‍🎓 대학생/실무자 버전

🛠️ Step 9: 실제 연결 예제

예제 1: 현대로보틱스 Hi6 + Siemens PLC

예제 2: 데이터 교환

📚 Step 10: 마스터 요약표

🎯 한눈에 보는 비교표

🔌 통신 방식 비교

🎁 보너스: 실무 팁

✅ 초보자가 자주 하는 실수

🔍 디버깅 순서

🎬 최종 정리작성: 2025년 12월 대상: 로봇 통신 입문자 난이도: ELI5 → 실무 단계별

🌟 핵심 3줄 요약

📖 다음 학습 단계

댓글 없음:

자동차 전면 유리 제상(Defrost/De-icing) 성능”**을 ANSYS Fluent로 해석 ///