KR20180031573A - Powerlink Wireless HART gateway for industrial automation - Google Patents

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홍승호
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Abstract

The present invention relates to a method for integrating a wirelessHART network into an Ethernet powerlink backbone. In the field of industry automation, a function of a smart wireless device to be perfectly connected to a real-time Ethernet-based industry backbone having determinacy of high bandwidth becomes an important issue of the study. According to the method for integrating a wirelessHART network into an Ethernet powerlink backbone, a Linux-based open powerlink-wirelessHART gateway (PW-GW) solution is provided. The difference between a powerlink protocol and a wirelessHART protocol can be solved when an application layer transformation method according to the present invention is implemented in the PW-GW. In addition, according to the present invention, an experimental system for developing a prototype of the PW-GW solution and verifying functions and performance thereof is constructed to measure a communications delay of the system, thereby verifying whether the PW-GW of the present invention satisfies real-time requirements of time-sensitive industrial applications.

Description

산업 자동화를 위한 파워링크 무선 HART 게이트웨이{Powerlink Wireless HART gateway for industrial automation}Powerlink Wireless HART Gateway for Industrial Automation {Powerlink Wireless HART gateway for industrial automation}

본 발명은 무선 HART(WirelessHART) 시스템과 파워링크(Powerlink) 시스템을 연결하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이(PW-GW)에 관한 것이다. The present invention relates to a power link wireless HART gateway (PW-GW) connecting a wireless HART (WirelessHART) system and a Powerlink system.

산업 자동화 시스템에서, 무선 기술은 프로세스 통찰력을 높이고 설치 및 케이블 링 비용을 절감하며 이식성(portability) 및 빠른 배치를 지원하고 산업설비(plant)의 전반적인 운영 성능을 향상시킨다. 산업용 무선 센서는 플러그 라인, 버너 화염 불안정성, 교반기 손실, 습식 가스, 오리피스(orifice) 마모, 누수 및 캐비테이션(cavitation)을 감지하여 시스템이 얼마나 잘 작동하고 언제 유지 보수가 필요한지 사용자에게 알려준다. In industrial automation systems, wireless technology increases process insight, reduces installation and cabling costs, supports portability and rapid deployment, and improves the overall operational performance of industrial plants. Industrial wireless sensors detect plug lines, burner flame instability, agitator losses, wet gas, orifice wear, leaks, and cavitation to alert the user how well the system works and when maintenance is required.

최근 몇 년 사이에 등장한 산업 자동화의 이러한 추세에 따라 스마트 무선 장치에 대한 요구가 더 커질 것이다. 이와 동시에, 많은 산업 통신 백본은 플랜트 네트워크, 제어 네트워크 및 현장 네트워크 간에 프로세스 정보를 교환하기 위한 유선 통신에 의존한다. 따라서 이러한 스마트 무선 장치의 기능을 최신 산업용 고 대역폭(high-bandwidth) 및 확정적 실시간(deterministic real-time) 이더넷 기반 백본 인프라에 원활하게 연결하는 것이 중요한 사항이 될 것이다. This trend of industrial automation that has emerged in recent years will lead to greater demand for smart radio devices. At the same time, many industrial communications backbone relies on wired communications to exchange process information between the plant network, the control network, and the field network. Therefore, it will be important to seamlessly connect these smart radio functions to the latest high-bandwidth and deterministic real-time Ethernet-based backbone infrastructures.

무선 HART(WirelessHART), ISA100.11a, 산업 및 프로세스 자동화용 무선 네트워크(WIA-PA: Wireless networks for Industrial Automation Process Automation) 등의 산업 무선 표준은 열악한 산업 환경에서 무선 모니터링 및 제어 솔루션의 사용을 지원한다. Industry wireless standards such as wireless HART (WirelessHART), ISA100.11a, and wireless networks for industrial automation and process automation (WIA-PA) support the use of wireless monitoring and control solutions in harsh industrial environments .

선행 연구에서 무선 HART와 지그비(ZigBee) 표준의 성능을 비교하였는데, 연구 결과, 지그비 표준이 성능 저하로 인해 산업 환경에 적합하지 않은 것으로 확인되었다. 또한, 다른 선행 연구는 자동화 시스템에서 무선 HART 장치를 통합할 때 제기되는 문제점을 설명하고 무선 HART 구성 요소를 산업용 호스트 응용 프로그램에 통합하기 위한 체계(framework) 접근 방식을 제안했다. 그러나 그들의 연구는 방법이나 구현 체계가 없는 개념적 접근이었다. 무선 HART와 레거시(legacy) HART 네트워크를 통합하는 방법은 종래 개시되었다. 종래 기술은 매핑 기술을 사용하여 무선 HART를 PROFIBUS로 통합하기 위한 옵션을 제시했다. 그러나 레거시 HART 또는 PROFIBUS를 산업 백본으로 사용하면 최신 스마트 제조 시나리오에서 실시간 이더넷 기반 필드 버스와 비교하여 상대적으로 낮은 실시간 성능을 나타낸다. Previous studies have compared the performance of wireless HART and ZigBee standards, and the results show that ZigBee standards are not suitable for industrial environments due to performance degradation. In addition, other prior studies have addressed the problems raised when integrating wireless HART devices in automation systems and proposed a framework approach to integrate wireless HART components into industrial host applications. However, their research was a conceptual approach without methods or implementation schemes. Methods for integrating wireless HART and legacy HART networks have been disclosed heretofore. The prior art presented an option for integrating wireless HART into PROFIBUS using mapping technology. However, using legacy HART or PROFIBUS as an industrial backbone provides relatively low real-time performance compared to real-time Ethernet-based fieldbus in the latest smart manufacturing scenarios.

PROFINET, 파워링크(Powerlink), 이더넷(EtherNet)/IP, EtherCAT 및 SERCOS III(약 30개의 산업용 이더넷 기반 시스템 중 5개)는 기술 성능, 표준화 상태 및 전략적 시장 고려 등에 기인하여 인해 인기가 높아지고 있다. 무선 HART 네트워크와 PROFINET의 첫 번째 통합 시험은 이전 IEEE 등의 콘퍼런스에서 설명되었다. 그러나 이는 실제 구현에 대한 세부 사항이 없는 설계 제안을 제시한 것이다. 관련 연구는 이를 발전시켜 PROFINET IO를 사용하는 분산 제어 시스템에서 무선 HART 네트워크의 통합을 구현했다. 그러나 그 결과는 시스템의 실시간 성능을 보여주지 못했다. PROFINET, Powerlink, EtherNet / IP, EtherCAT and SERCOS III (five of about 30 industrial Ethernet-based systems) are gaining popularity due to technical performance, standardization status and strategic market considerations. The first integration test of the wireless HART network and PROFINET was described in previous IEEE conferences. However, this suggests a design proposal without details of actual implementation. A related study developed this to implement the integration of a wireless HART network in a distributed control system using PROFINET IO. However, the results did not show the real-time performance of the system.

표 1은 5개의 가장 보편적인 산업용 이더넷 표준을 비교한 것이다. 표 1을 보면 이더넷 파워링크(Ethernet Powerlink)가 프로토콜 스택(protocol stack)의 무료 오픈 소스 코드, 최저 하드웨어 비용, 고 가용성 및 높은 실시간 성능으로 인해 탁월한 기술로 부상하고 있음을 알 수 있다. 따라서 무선 HART 시스템과 파워링크 백본의 통합은 좀 더 조사해야 하는 중요한 영역이다. Table 1 compares the five most common industrial Ethernet standards. Table 1 shows that the Ethernet Powerlink is emerging as an excellent technology because of the free open source code of the protocol stack, the lowest hardware cost, high availability and high real-time performance. Therefore, the integration of the wireless HART system with the power link backbone is an important area for further investigation.

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미국 등록특허 제8,203,980호U.S. Patent No. 8,203,980

본 발명의 목적은 산업 자동화 네트워크가 무선 네트워크 센서 시스템에 액세스할 때 프로토콜 간의 차이가 없어야 한다는 산업의 최종 사용자의 기대를 충족시키는 것이다. It is an object of the present invention to meet the end user expectations of the industry that there should be no difference between the protocols when the industrial automation network accesses the wireless network sensor system.

또한, 본 발명의 목적은 파워링크 프로토콜과 무선 HART 프로토콜 간의 차이를 줄여서 무선 HART 네트워크를 이더넷 파워링크 백본에 통합하는 것이다.It is also an object of the present invention to integrate the wireless HART network into the Ethernet power link backbone by reducing the difference between the power link protocol and the wireless HART protocol.

이를 위하여, 본 발명에 따른 통합 파워링크 무선 HART 시스템은 이더넷 파워링크에 접속한 산업장비를 제어하는 파워링크 관리 노드(MN)와, 무선 HART 네트워크상에 존재하는 복수의 무선 HART 장치(mote)와, 상기 이더넷 파워링크에 접속하여 상기 파워링크 관리 노드와 상기 복수의 무선 HART 장치 사이에서 파워링크 프로토콜과 무선 HART 프로토콜 간의 프로토콜 변환을 수행하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이(PW-GW)를 포함한다. To this end, the integrated power link wireless HART system according to the present invention comprises a power link management node (MN) for controlling industrial equipment connected to the Ethernet power link, a plurality of wireless HART devices (mote) And a Power Link Wireless HART Gateway (PW-GW) connected to the Ethernet Power Link to perform protocol conversion between the power link management node and the plurality of wireless HART devices between the power link protocol and the wireless HART protocol.

또한, 본 발명에 따른 파워링크 무선 HART 게이트웨이는 무선 HART 네트워크상에 존재하는 복수의 무선 HART 장치의 정보를 입력받아 파싱(parsing)하는 파싱부와, 파워링크 관리 노드로부터 수신한 무선 HART 명령과 상기 파싱부에서 파싱한 각 무선 HART 장치의 정보를 파워링크 객체 사전에 기록하는 메모리를 포함한다. In addition, the power link wireless HART gateway according to the present invention includes a parser for receiving and parsing information of a plurality of wireless HART devices existing on a wireless HART network, a wireless HART command received from the power link management node, And a memory for storing information of each wireless HART device parsed by the parsing unit in a power link object dictionary.

또한, 본 발명에 따른 파워링크 무선 HART 통합 방법은 파워링크 관리 노드가 무선 HART 명령을 파워링크 무선 HART 게이트웨이로 전송하는 단계와, 상기 무선 HART 게이트웨이가 상기 무선 HART 명령을 내부 메모리의 파워링크 객체 사전(OD)에 기록하는 단계와, 상기 무선 HART 게이트웨이가 상기 파워링크 객체 사전에 기록된 무선 HART 명령에 의해 무선 HART 네트워크를 구성하고 복수의 무선 HART 장치와 통신하여 상기 복수의 무선 HART 장치로부터 정보를 수집하는 단계와, 상기 무선 HART 게이트웨이가 상기 수집한 각 무선 HART 장치의 정보를 파싱(parsing)하여 상기 파워링크 객체 사전에 개별적으로 기록하는 단계와, 상기 파워링크 관리 노드가 상기 파워링크 객체 사전(OD)으로부터 상기 각 무선 HART 장치의 정보를 획득하는 단계를 포함한다. The power link wireless HART integration method according to the present invention further includes the steps of the power link management node transmitting the wireless HART command to the power link wireless HART gateway, and the wireless HART gateway transmitting the wireless HART command to the power link object dictionary Wherein the wireless HART gateway configures a wireless HART network by a wireless HART command recorded in the power link object dictionary and communicates with a plurality of wireless HART devices to record information from the plurality of wireless HART devices Parsing the information of each wireless HART device collected by the wireless HART gateway and individually recording the information in the power link object dictionary; and transmitting the power link object dictionary to the power link object dictionary OD) from each of the wireless HART devices.

또한, 본 발명에 따른 파워링크 무선 HART 통합 방법은 파워링크 관리 노드로부터 무선 HART 명령을 수신하여 파워링크 객체 사전에 기록하는 단계와, 상기 파워링크 객체 사전에 기록된 무선 HART 명령에 의해 무선 HART 네트워크를 구성하고 복수의 무선 HART 장치와 통신하여 상기 복수의 무선 HART 장치로부터 정보를 수집하는 단계와, 상기 수집한 각 무선 HART 장치의 정보를 파싱(parsing)하여 상기 파워링크 객체 사전에 저장하는 단계를 포함한다. The power link wireless HART integration method according to the present invention further includes the steps of receiving a wireless HART command from a power link management node and recording the wireless HART command in a power link object dictionary, Collecting information from the plurality of wireless HART devices by communicating with a plurality of wireless HART devices, parsing the information of the collected wireless HART devices, and storing the parsed information in the power link object dictionary .

또한, 본 발명에 따른 파워링크 무선 HART 통합 방법은 파워링크 관리 노드로부터 무선 HART 명령을 수신하여 파워링크 객체 사전에 기록하는 단계와, 상기 파워링크 객체 사전에 기록된 무선 HART 명령을 무선 HART 관리자로 전송하는 단계와, 상기 무선 HART 관리자로부터 무선 HART 네트워크상에 존재하는 복수의 무선 HART 장치의 정보를 입력받아 파싱(parsing)하는 단계와, 상기 파싱한 각 무선 HART 장치의 정보를 파워링크 객체 사전에 기록하는 단계를 포함한다. The power link wireless HART integration method according to the present invention further includes the steps of receiving a wireless HART command from a power link management node and recording the wireless HART command in a power link object dictionary, Receiving and parsing information of a plurality of wireless HART devices existing on a wireless HART network from the wireless HART manager, and transmitting information of each parsed wireless HART device to a power link object dictionary And recording.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트웨이(PW-GW)에서 응용계층 변환 방법을 구현하면 파워링크 프로토콜과 무선 HART 프로토콜 간의 차이가 해결될 수 있다. As described above, when the application layer conversion method is implemented in the gateway (PW-GW) according to the present invention, the difference between the power link protocol and the wireless HART protocol can be solved.

또한, 본 발명은 PW-GW 솔루션의 프로토타입을 개발하고 기능 및 성능을 입증할 수 있는 실험 시스템을 구축하고 시스템의 통신 지연을 측정함으로써 본 발명에 따른 PW-GW가 시간에 민감한 산업 응용의 실시간 요구 사항을 충족시키는지는 검증할 수 있다. In addition, the present invention develops a prototype of the PW-GW solution, builds an experimental system capable of verifying the function and performance, and measures the communication delay of the system, so that the PW-GW according to the present invention is real- You can verify that you meet the requirements.

이로써 향후 개발을 통해 PW-GW 및 무선 HART FD(Field Device)를 레거시(legacy) 이더넷 파워링크 시스템을 갖춘 스마트 공장에 배치하여 프로세스 통찰력을 높이고 케이블 및 설치 비용을 줄이며 산업 시설의 전반적인 운영 성능을 향상시킬 수 있다. This will enable PW-GW and wireless HART field devices (FDs) to be deployed in smart factories with legacy Ethernet power link systems to increase process insight, reduce cable and installation costs, and improve the overall operational performance of industrial facilities. .

도 1은 본 발명에 따른 통합 파워링크 무선 HART 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 파워링크 무선 HART 게이트웨이(PW-GW)의 하드웨어 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 게이트웨이(PW-GW)의 실제 사진.
도 4는 본 발명에 따른 게이트웨이(PW-GW)의 소프트웨어 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 파워링크의 사이클을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 무선 HART의 슈퍼프레임을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 응용계층 변환 방법을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 게이트웨이(PW-GW) 실험을 위한 게이트웨이 실험 시스템의 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 게이트웨이(PW-GW) 실험 시스템의 실제 사진.
도 10은 파워링크 MN와 게이트웨이(PW-GW) 간의 통신지연을 나타낸 도면.
도 11은 무선 HART 관리자와 무선 HART 장치 간의 통신지연을 나타낸 도면.
1 is a configuration diagram of an integrated power link wireless HART system according to the present invention;
2 is a hardware block diagram of a power link wireless HART gateway (PW-GW) according to the present invention;
3 is an actual photograph of a gateway (PW-GW) according to the present invention.
4 is a software configuration diagram of a gateway (PW-GW) according to the present invention;
5 shows a cycle of a power link according to the invention;
6 shows a super frame of a wireless HART according to the present invention.
7 illustrates an application layer transformation method according to the present invention.
8 is a configuration diagram of a gateway experimental system for a gateway (PW-GW) experiment according to the present invention.
FIG. 9 is a photograph of a real system of a gateway (PW-GW) experimental system according to the present invention.
10 is a diagram showing a communication delay between the power link MN and the gateway (PW-GW);
11 is a diagram illustrating a communication delay between a wireless HART manager and a wireless HART device;

본 발명은 리눅스(Linux) 기반의 개방형 파워링크 무선 HART 게이트웨이(Powerlink-WirelessHART Gateway)(PW-GW)를 제공한다. 본 발명에 따른 PW-GW의 목적은 유선 및 무선 산업용 장치에 액세스할 때 차이가 없어야 한다는 산업의 최종 사용자의 기대를 충족시키는 것이다. 본 발명은 낮은 개발 비용, 개방형 솔루션 및 실시간 성능을 고려한다. 종래에는 파워링크와 무선 HART 간의 프로토콜 변환 방법이 없었으나, 본 발명은 파워링크 프로토콜과 무선 HART 프로토콜 간의 차이를 줄이기 위한 응용 계층 프로토콜 변환 방법을 제안한다. PW-GW 하드웨어 및 소프트웨어가 개발되고 기능 및 성능을 입증하기 위한 실험 시스템이 구축된다. 시스템의 통신 지연은 본 발명에 따른 PW-GW가 시간에 민감한 산업 애플리케이션에서 실시간 요구 사항을 충족시키는지 확인하기 위해 측정된다.The present invention provides a Linux-based open Power Link-Wireless HART Gateway (PW-GW). The purpose of the PW-GW in accordance with the present invention is to meet the expectations of the end user of the industry that there should be no difference when accessing devices for the wired and wireless industries. The present invention considers low development cost, open solutions and real-time performance. Conventionally, there is no protocol conversion method between a power link and a wireless HART. However, the present invention proposes an application layer protocol conversion method for reducing a difference between a power link protocol and a wireless HART protocol. PW-GW hardware and software have been developed and experimental systems have been established to demonstrate their functionality and performance. The communication delay of the system is measured to ensure that the PW-GW according to the present invention meets real-time requirements in time-sensitive industrial applications.

도 1은 본 발명에 따른 통합 파워링크 무선 HART 시스템을 나타낸 것이다. 1 shows an integrated power link wireless HART system according to the present invention.

이더넷 파워링크 네트워크(20)는 높은 대역폭과 확정적 실시간 특성으로 인해 산업 백본으로 동작한다. 파워링크 네트워크(20)는 파워링크 관리 노드(Powerlink managing nodes)(MN)(10)와 파워링크 피제어 노드(Powerlink controlled nodes)(CN)(30)로 구성된다. 생산 프로세스 응용 프로그램(host application)은 파워링크 관리 노드(10)에서 실행된다. The Ethernet power link network 20 operates as an industrial backbone due to its high bandwidth and deterministic real-time characteristics. The power link network 20 is comprised of power link managing nodes (MN) 10 and powerlink controlled nodes (CN) 30. The production process application (host application) is executed in the power link management node 10.

피제어 노드(CN)(30)는 이더넷 파워링크 네트워크(20)에 연결된 파워링크 PLC(31)와 파워링크 PLC(31)에 접속한 산업 장비(33)로 구성된다. 산업 장비(33)로는 매니퓰레이터(manipulator), 모터 등이 있다. 파워링크 PLC(31) 및 본 발명에 따른 게이트웨이(PW-GW)(40)는 파워링크 MN(10)에 의해 제어되며, 본 발명에서는 파워링크 PLC(31) 및 PW-GW(40)가 파워링크 피제어 노드의 집합에 속하게 된다.The controlled node (CN) 30 is composed of a power link PLC 31 connected to the Ethernet power link network 20 and an industrial equipment 33 connected to the power link PLC 31. The industrial equipment 33 includes a manipulator and a motor. The power link PLC 31 and the gateway (PW-GW) 40 according to the present invention are controlled by the power link MN 10 and in the present invention the power link PLC 31 and the PW- And belong to the set of link controlled nodes.

PW-GW(40)는 프로토콜 변환부(41)와 무선 HART 관리부(43)로 구성된다. 프로토콜 변환부(41)와 무선 HART 관리부(43)를 하나의 패키지에 내장하면 본 발명에 따른 파워링크 무선 HART 게이트웨이(PW-GW)(40)를 구성하나, 무선 HART 관리부(43)가 무선 HART 시스템에서 제공되어 프로토콜 변환부(41)와 무선 HART 관리부(43)가 분리되어 있으면 프로토콜 변환부(41)가 본 발명에 따른 게이트웨이(PW-GW)를 구성하고 무선 HART 관리부(43)는 별도의 무선 HART 관리자가 될 수 있다. The PW-GW 40 includes a protocol conversion unit 41 and a wireless HART management unit 43. (PW-GW) 40 according to the present invention when the protocol conversion unit 41 and the wireless HART management unit 43 are incorporated in one package. However, when the wireless HART management unit 43 receives the wireless HART The protocol converting unit 41 constitutes a gateway PW-GW according to the present invention and the wireless HART managing unit 43 constitutes a separate It can be a wireless HART manager.

이하에서는 프로토콜 변환부(41)와 무선 HART 관리부(43)가 통합된 PW-GW를 상정하여 설명하되, 무선 HART 관리부와 무선 HART 관리자는 혼용하기로 한다. Hereinafter, a description will be given assuming that the protocol conversion unit 41 and the wireless HART management unit 43 are integrated with each other, and the wireless HART management unit and the wireless HART manager are mixed.

무선 HART 네트워크는 유연성을 향상시키고 설치 및 유지 보수 비용을 감소시킨다. 일반적인 무선 HART 네트워크는 네트워크 관리자(NM), 보안 관리자(SM) 및 액세스 포인트(AP)로 구성되며, 이것은 필수 사항으로서 대개 하나의 박스 안에 들어 있다. 이 박스를 무선 HART 관리자(43)라고 한다. 이러한 구성요소 외에 무선 HART 네트워크는 필드 디바이스(FD)(50)와 같은 다른 구성 요소를 가지며, 필드 디바이스는 산업 시설에서 감지 및 작동의 기본 기능을 수행한다. 본 발명에 따른 PW-GW(40)는 산업 공정 전반에 걸쳐 수천 개의 무선 HART FD(50)를 파워링크 백본 네트워크(20)에 연결할 수 있다. 이러한 방식으로 확정적 실시간 파워링크 백본의 고 대역폭뿐만 아니라 무선 HART 네트워크의 유연성을 활용할 수 있게 된다. Wireless HART networks improve flexibility and reduce installation and maintenance costs. A typical wireless HART network consists of a network manager (NM), a security manager (SM), and an access point (AP), which are usually contained in a single box. This box is referred to as the wireless HART manager 43. In addition to these components, the wireless HART network has other components such as a field device (FD) 50, and the field device performs basic functions of sensing and operation in an industrial facility. The PW-GW 40 according to the present invention can connect thousands of wireless HART FDs 50 to the power link backbone network 20 throughout the industrial process. In this way, you can take advantage of the flexibility of the wireless HART network as well as the high bandwidth of the deterministic real-time power link backbone.

도 2는 본 발명에 따른 PW-GW 게이트웨이의 하드웨어 구성을 나타내고, 도 3은 PW-GW의 실제 사진을 나타낸 것이다. FIG. 2 shows a hardware configuration of the PW-GW gateway according to the present invention, and FIG. 3 shows an actual photograph of the PW-GW.

도 2에 도시된 바와 같이, PW-GW 게이트웨이(40)는 이더넷 파워링크 네트워크(20)에 연결되며, 프로토콜 변환부(41)와 무선 HART 관리부(43)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the PW-GW gateway 40 is connected to the Ethernet power link network 20 and includes a protocol conversion unit 41 and a wireless HART management unit 43.

프로토콜 변환부(41)에서는 파워링크 프로토콜 스택과 본 발명에 따른 응용 계층 변환(application layer translation)이 수행된다. 이러한 응용계층 변환은 리눅스 운영체제(Linux OS)에서 AM3358 ARM Cortex-A8 마이크로프로세서(MCU)에서 실행되는 반면, 무선 HART 프로토콜 스택은 무선 HART 관리부(43)에서 실행된다. 또한, 온라인에서 사용할 수 있는 스마트메쉬(SmartMesh) 무선 HART 관리자 솔루션을 채용한다. In the protocol conversion unit 41, a power link protocol stack and an application layer translation according to the present invention are performed. This application layer translation is executed in the AM3358 ARM Cortex-A8 microprocessor (MCU) in the Linux operating system, while the wireless HART protocol stack is executed in the wireless HART management unit 43. [ It also employs an online SmartMesh wireless HART manager solution.

게이트웨이 소프트웨어Gateway software

도 4는 PW-GW 소프트웨어 아키텍처를 나타낸 것이다. Figure 4 shows the PW-GW software architecture.

PW-GW 소프트웨어는 파워링크 프로토콜 스택, 무선 HART 프로토콜 스택 및 본 발명에 따른 응용계층 변환 방법으로 구성된다. The PW-GW software consists of a power link protocol stack, a wireless HART protocol stack, and an application layer translation method according to the present invention.

1) 파워링크 프로토콜1) Power Link Protocol

OSI 모델에서, 도 4와 같이, 파워링크 프로토콜은 물리 계층, 데이터 링크 계층 및 응용 계층을 특정한다. 파워링크 네트워크 액세스는 관리 노드(MN)라고 하는 전용 노드에 의해 관리된다. MN은 최대 239개의 피제어 노드(CN)를 관리할 수 있다.In the OSI model, the power link protocol specifies a physical layer, a data link layer, and an application layer, as shown in FIG. The power link network access is managed by a dedicated node called a management node (MN). The MN can manage up to 239 controlled nodes (CN).

파워링크 프로토콜에서, 이더넷 표준은 추가 버스 스케줄링 메커니즘으로 확장된다. 도 5와 같이, 버스 스케줄링 메커니즘은 시간 슬롯을 등시성 단계(isochronous phase)과 비동기 단계(asynchronous phase)로 분류된다. 파워링크 사이클은 하나의 등시성 단계(위상)과 하나의 비동기 단계(위상)으로 구성된다.In the Power Link protocol, the Ethernet standard is extended with an additional bus scheduling mechanism. As shown in FIG. 5, the bus scheduling mechanism classifies time slots into an isochronous phase and an asynchronous phase. The power link cycle consists of one isochronous phase (phase) and one asynchronous phase (phase).

등시성 단계 동안, MN은 등시성 통신의 시작을 표시하기 위해 사이클 시작 (SoC) 프레임을 전송한다. 이렇게 하면 모든 네트워크 스테이션이 동기화된다. 그런 다음 MN은 각 CN에 시간에 민감한 페이로드(time-critical payload)(제어신호)와 함께 폴 요청(Poll Request)(PReq) 프레임을 전송하고, 각 CN은 PReq에 대한 실시간 데이터(프로세스 데이터)와 함께 폴 응답(Poll Response)(PRes) 프레임을 전송한다. 이 단계 동안, 각 노드의 데이터 전송 시간은 결정적(확정적)이다. 이 단계 동안의 데이터 전송을 프로세스 데이터 객체(PDO) 전송이라고 한다. During the isochronous phase, the MN sends a start of cycle (SoC) frame to indicate the start of isochronous communication. This will synchronize all network stations. The MN then sends a Poll Request (PReq) frame with a time-critical payload (control signal) to each CN, and each CN sends real-time data (process data) to PReq, And transmits a Poll Response (PRes) frame together with the frame. During this phase, the data transmission time of each node is deterministic. Data transfer during this phase is called process data object (PDO) transfer.

비동기 단계 동안, 비동기 통신의 시작을 표시하고 비동기 통신을 위한 특정 노드(MN 또는 CN)에 권한을 할당하기 위해 MN이 비동기 시작(SoA) 프레임을 전송한다. 어드레스된(addressed) 노드는 비동기 데이터를 전송하는 비동기 전송(ASnd) 프레임으로 응답한다. MN은 모든 비동기 데이터 전송의 스케줄링을 관리한다. CN이 비동기 프레임을 전송하려고 한다면, PRes를 통해 MN에 통지한다. MN의 비동기 스케줄러는 대기 열(queue)의 우선순위에 따라 어느 사이클에서 어느 노드가 비동기 프레임을 전송할 권한이 있는지를 결정한다. 따라서 이 단계의 데이터 전송은 결정적(확정적)이지 않으며, 서비스 데이터 객체(SDO) 전송이라고 한다. During the asynchronous phase, the MN sends an Asynchronous Start (SoA) frame to indicate the start of asynchronous communication and to assign authority to a particular node (MN or CN) for asynchronous communication. An addressed node responds with an asynchronous transfer (ASnd) frame that transmits asynchronous data. The MN manages the scheduling of all asynchronous data transmissions. If the CN is to transmit an asynchronous frame, it notifies the MN via PRes. The asynchronous scheduler of the MN determines which node is authorized to transmit the asynchronous frame in accordance with the priority of the queue. Therefore, the data transmission at this stage is not deterministic, and is referred to as a Service Data Object (SDO) transmission.

파워링크 사이클 시간은 산업 응용에 따른다. 수백 밀리 초까지의 사이클 시간은 유연한 실시간 응용 즉, 온도 감시 등에 충분한데, 동작 제어 응용은 1밀리 초 이하의 사이클 시간을 요구한다. 버스 스케줄링 메커니즘은 고정된 시간 슬롯에서 하나의 결정된 노드만이 네트워크에 액세스 되도록 하여 확정적 통신을 보증한다. Power link cycle times depend on industrial applications. Cycle times up to hundreds of milliseconds are sufficient for flexible real-time applications, such as temperature monitoring, and motion control applications require less than 1 millisecond cycle time. The bus scheduling mechanism guarantees deterministic communication by allowing only one determined node in a fixed time slot to access the network.

2) 무선 HART 프로토콜2) Wireless HART protocol

무선 HART 프로토콜에서, 물리 및 MAC 층은 2.4GHz ISM 대역에서 동작하는 IEEE 802.15.4 표준에 근거한다(도 4 참조). 네트워크는 메쉬 토폴로지(mesh topology)를 지원한다. 다른 토폴로지가 동적으로 발생할 수 있고 노드 간 거리, 장치 개수 등과 같은 특성에 따라 달라진다. 무선 HART는 자가 치유 네트워크이며 각 전송에 대한 채널 호핑(channel hopping) 및 안정성 향상을 위한 여러 라우팅 메커니즘 등의 특성을 포함한다. 무선 HART는 TDMA를 사용하여 네트워크 액세스를 제어하여, 충돌없는 확정적 통신을 제공한다. 네트워크의 시간은 시간 슬롯으로 구성되며, 시간 슬롯에서 무선 HART 노드 간 통신이 이루어진다. 도 6과 같이, 이 시간 슬롯은 TDMA 슈퍼프레임(super frame)을 구성한다. 모든 이러한 특성은 좋지 않은 산업 환경에서도 높은 유연성, 보안, 신뢰성 및 확정성을 제공한다. In the wireless HART protocol, the physical and MAC layers are based on the IEEE 802.15.4 standard operating in the 2.4 GHz ISM band (see FIG. 4). The network supports mesh topology. Other topologies can occur dynamically and depend on characteristics such as distance between nodes, number of devices, and so on. Wireless HART is a self-healing network and includes features such as channel hopping for each transmission and various routing mechanisms to improve stability. Wireless HART uses TDMA to control network access, providing conflicting, deterministic communications. The time of the network is composed of time slots, and the communication between wireless HART nodes is performed in the time slot. As shown in FIG. 6, this time slot constitutes a TDMA super frame. All these attributes provide high flexibility, security, reliability and determinism in poor industrial environments.

응용계층 변환 방법Application layer transformation method

무선 HART 응용계층은 다양한 명령 및 응답을 정의한다. 무선 HART 장치와 게이트웨이 간의 통신은 명령 및 응답을 기반으로 한다. 응용계층은 메시지 내용을 파싱(parsing)하고 명령번호를 추출하고 지정된 명령을 실행하며 응답을 생성하는 역할을 한다. 무선 HART 관리자는 전체 무선 HART 네트워크를 구성하고 관리하기 위해 응용계층 명령을 사용한다. 본 발명은 Linear's Dust Networks 그룹이 개척 한 스마트메쉬(SmartMesh) 무선 HART 관리자 솔루션을 채택했다. 스마트메쉬 무선 HART 관리자는 게이트웨이와 무선 HART 네트워크 간의 인터페이스를 제공하는 서버의 기능을 수행한다. 이 인터페이스를 스마트메쉬 무선 HART 관리자 명령 API (Application Programming Interface)라고 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 응용계층 변환 방법은 스마트메쉬 무선 HART 관리자 명령 API와 파워링크 응용계층 사이의 차이(gap)를 이어준다.The wireless HART application layer defines various commands and responses. Communication between the wireless HART device and the gateway is based on commands and responses. The application layer parses the message contents, extracts the command number, executes the specified command, and generates a response. The wireless HART manager uses application layer commands to configure and manage the entire wireless HART network. The present invention employs a SmartMesh wireless HART manager solution pioneered by Linear's Dust Networks group. The Smart Mesh Wireless HART Manager acts as a server that provides an interface between the gateway and the wireless HART network. This interface is called Smart Mesh Wireless HART Manager Command Application Programming Interface (API). As shown in FIG. 4, the application layer conversion method according to the present invention continues the gap between the smart mesh wireless HART manager command API and the power link application layer.

파워링크 응용계층은 객체 지향 CANopen 프로토콜을 채용한다. 이 프로토콜의 주요 요소는 객체 사전(OD)이다. OD는 MN과 CN 간에 전송된 통신 스택(예 : 노드 구성) 및 프로세스 변수에 해당하는 모든 파라미터를 포함하는 CANopen식 객체의 구조화된 목록이다. 각 객체, 즉 파라미터 또는 프로세스 변수는 고유한 16진수 숫자 식별자(인덱스)를 갖는다. 파워링크 OD 구조는 표 2에 나와 있다. The PowerLink application layer employs an object-oriented CANopen protocol. A key element of this protocol is the Object Dictionary (OD). The OD is a structured list of CANopen-type objects that contain all the parameters that correspond to the communication stack (eg, node configuration) and process variables transferred between the MN and the CN. Each object, i. E., A parameter or process variable, has a unique hexadecimal numeric identifier (index). The power link OD structure is shown in Table 2.

Figure pat00002
Figure pat00002

파워링크 개발자는 0x2000에서 0x5FFF(제조업체 고유 프로필 영역)의 범위에서 자유롭게 객체를 정의할 수 있다. 본 발명은 PW-GW 사용을 위한 새로운 파워링크 객체를 표 3과 같이 정의한다. PowerLink developers can freely define objects in the range 0x2000 to 0x5FFF (manufacturer unique profile area). The present invention defines a new power link object for use with PW-GW as Table 3.

Figure pat00003
Figure pat00003

도 7은 본 발명에 따른 응용계층 변환 방법을 나타낸 것이다.7 illustrates an application layer conversion method according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 프로토콜 변환부(41)는 무선 HART 관리자(43)로부터 입력된 응답을 파싱(parsing)하는 파싱부(41-1) 및 파워링크 OD를 저장하는 메모리(41-2)를 포함함다. 7, the protocol conversion unit 41 includes a parsing unit 41-1 for parsing the response input from the wireless HART manager 43 and a memory 41-2 for storing the power link OD ).

우선, 파워링크 OD를 사용하여 호스트 애플리케이션(파워링크 MN)(10)은 파워링크 PDO 전송(①)을 통해 무선 HART 명령을 PW-GW OD(0x2000/0x01)의 메모리(41-2)에 기록한다. 이 명령은 무선 HART 관리자(43)에게 즉시 전송되어, 무선 HART 네트워크를 구성하고 모니터링하며 실행하게 된다. 무선 HART 관리자(43)는 무선 HART 네트워크를 구성하고 무선 HART 장치(mote)(50)와 통신한다. 무선 HART 관리자(43)는 무선 HART 장치(50)로부터 정보를 수집하고 PW-GW에 응답을 전송한다. 명령 및 응답 형식은 스마트메쉬 무선 HART 관리자 API 가이드에 정의되어 있다. PW-GW는 파싱부(41-1)를 통해 응답을 파싱하고 무선 HART 장치의 정보를 표 3에 정의된 대로 메모리(41-1)의 해당 파워링크 객체에 개별적으로 저장한다. 파워링크 PDO 전송(②)을 통해 호스트 애플리케이션(Powerlink MN)(10)은 메모리(41-2)의 PW-GW OD(0x2001-0x20nn)를 주기적으로 읽음으로써 무선 HART 장치(50)로부터 장치 정보를 획득한다. First, using the power link OD, the host application (power link MN) 10 writes the wireless HART command to the memory 41-2 of the PW-GW OD (0x2000 / 0x01) via the power link PDO transmission (1) do. This command is immediately sent to the wireless HART manager 43 to configure, monitor and execute the wireless HART network. The wireless HART manager 43 configures the wireless HART network and communicates with the wireless HART device (mote) 50. The wireless HART manager 43 collects information from the wireless HART device 50 and sends a response to the PW-GW. The command and response formats are defined in the Smart Mesh Wireless HART Manager API Guide. The PW-GW parses the response via the parsing unit 41-1 and stores the information of the wireless HART device individually in the corresponding power link object of the memory 41-1 as defined in Table 3. [ The host application (Powerlink MN) 10 periodically reads the PW-GW OD (0x2001-0x20nn) of the memory 41-2 through the power link PDO transfer (2) to transfer the device information from the wireless HART device 50 .

게이트웨이 실험Gateway experiment

게이트웨이 실험 시스템이 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 이 시스템에서 호스트 애플리케이션(Powerlink MN)은 Linux OS를 실행하는 PC에 설치된다. 무선 HART 네트워크를 이더넷 파워링크 백본에 연결하는 PW-GW의 프로토타입이 설계되고 구현되었다. 5개의 무선 HART 장치는 스마트메쉬 무선 HART 솔루션에서 제공되었다.A gateway experimental system is shown in Figures 8 and 9. In this system, the host application (Powerlink MN) is installed on a PC running the Linux OS. A prototype of the PW-GW that connects the wireless HART network to the Ethernet power link backbone was designed and implemented. Five wireless HART devices were provided in the Smart Mesh Wireless HART solution.

게이트웨이 기능 테스트는 PW-GW의 기능을 검증하기 위해 설계되었다.The gateway functional test was designed to verify the functionality of the PW-GW.

첫째, 호스트 애플리케이션(Powerlink MN)은 이더넷 파워링크 백본을 통해 PW-GW에 "getMotes"(무선 HART 관리자 명령)를 보낸다. "getMotes" 명령은 무선 HART 관리자가 모든 무선 HART 장치로부터 정보를 수집하도록 요청한다. PW-GW는이 명령을 무선 HART 관리자에게 전송한다. 이 명령을 실행하면 무선 HART 관리자가 무선 HART 장치로부터의 모든 정보를 포함하는 응답을 PW-GW로 전송한다. PW-GW는 응답 메시지를 파싱하고 각 무선 HART 장치의 정보를 표 3에 정의된 해당 파워링크 객체에 별도로 저장한다. 파워링크 PDO 전송을 통해 호스트 애플리케이션(Powerlink MN)은 PW-GW OD (0x2001-0x20nn)를 주기적으로 읽음으로써 무선 HART 장치로부터 정보를 획득한다.First, the host application (Powerlink MN) sends "getMotes" (wireless HART manager command) to the PW-GW via the Ethernet power link backbone. The "getMotes" command requests that the wireless HART manager collect information from all wireless HART devices. The PW-GW sends this command to the wireless HART manager. When this command is executed, the wireless HART manager sends a response containing all the information from the wireless HART device to the PW-GW. The PW-GW parses the response message and stores the information of each wireless HART device separately in the corresponding power link object defined in Table 3. Through the power link PDO transmission, the host application (Powerlink MN) obtains information from the wireless HART device by periodically reading the PW-GW OD (0x2001-0x20nn).

표 4는 호스트 애플리케이션(Powerlink MN)이 읽은 테스트 결과의 일부를 보여준다. Table 4 shows some of the test results read by the host application (Powerlink MN).

Figure pat00004
Figure pat00004

"Good neighbors"은 좋은 품질(50% 이상)의 경로가 있는 인접한 장치의 수를 의미한다. Mote # 1의 경우, 4개의 다른 무선 HART 장치(mote)와 PW-GW 내 1개의 AP를 포함하여 좋은 품질 경로를 갖는 장치가 5개이다. "Voltage"은 무선 HART 장치(mote)의 파워 서플라이의 마지막 측정에서 읽은 전압을 의미한다."Good neighbors" means the number of adjacent devices with good quality (more than 50%) paths. For Mote # 1, there are five devices with good quality paths, including four different wireless HART devices (mote) and one AP in the PW-GW. "Voltage" refers to the voltage read from the last measurement of the power supply of the wireless HART device (mote).

전체 시스템에 걸친 통신은 파워링크 MN과 PW-GW 간의 통신 및 무선 HART 관리자와 무선 HART 장치(mote) 간의 통신으로 구분할 수 있다. PW-GW의 MCU 클럭 속도가 1GHz에 이르고 내부 지연은 측정하기에 매우 짧아서 PW-GW의 내부 지연은 무시될 수 있다. Communication over the entire system can be divided into communication between the power link MN and the PW-GW, and communication between the wireless HART manager and the wireless HART device (mote). The PW-GW's MCU clock speed reaches 1 GHz and the internal delay is very short to measure, so the internal delay of the PW-GW can be ignored.

도 10은 파워링크 MN과 PW-GW 사이의 통신 지연을 도시한 것이다. 10 shows a communication delay between the power link MN and the PW-GW.

도 7에 도시된 바와 같이, 파워링크 PDO 전송 방법은 파워링크 MN과 PW-GW간에 데이터를 전송하는데 사용되었다. 여기에서 측정된 Powerlink PDO 전송 지연은 그림 5와 같이 요청(PReq CN1)을 보내고, CN1(즉, PW-GW)에서 응답(PRes CN1)을 수신하는 파워링크 MN에서의 시간 차이이다. Wireshark(무료 오픈 소스 패킷 분석기)를 사용하여 지연을 측정했으며, 평균 파워링크 PDO 전송 지연은 1.897ms였다.As shown in Fig. 7, the power link PDO transmission method was used to transfer data between the power link MN and the PW-GW. The measured Powerlink PDO transmission delay here is the time difference at the power link MN that sends the request (PReq CN1) and receives the response (PRes CN1) from CN1 (ie, PW-GW) We measured the delay using Wireshark (a free open source packet analyzer) and the average power link PDO transmission delay was 1.897ms.

그림 11은 무선 HART 관리자와 무선 HART 장치(mote) 사이의 통신 지연을 나타낸 것이다. Figure 11 shows the communication delay between the wireless HART manager and the wireless HART device (mote).

무선 HART 네트워크에서, 무선 HART 관리자와 무선 HART 장치는 도 6과 같이 고정된 시간 슬롯에서 통신한다. 여기에서 측정된 무선 HART 지연은 요청(STX)을 전송하고 무선 HART 장치로부터 승인(ACK)을 수신하는 무선 HART 관리자에서 시간 차이이다. Texas Instruments Packet Sniffer를 사용하여 지연을 측정했다. 평균 무선 HART 지연은 3.198ms였다. In a wireless HART network, a wireless HART manager and a wireless HART device communicate in a fixed time slot as shown in FIG. The measured wireless HART delay here is the time difference in the wireless HART manager which sends a request (STX) and receives an acknowledgment (ACK) from the wireless HART device. The delay was measured using a Texas Instruments Packet Sniffer. The average wireless HART delay was 3.198ms.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 PW-GW가 수십 밀리 초의 실시간 성능을 요구하는 산업 응용에 충분하다는 것을 보여준다. 무선 HART 관리자와 메시지 대기 열(queue)이 없는 무선 HART 장치 사이에서 한 번의 홉 지연(hop delay)만 고려되었다. 다중 홉(multi-hop) 네트워크 지연은 스마트메쉬 무선 HART 애플리케이션 노드에서 고려된다.Figures 10 and 11 show that the PW-GW according to the present invention is sufficient for industrial applications requiring real-time performance of tens of milliseconds. Only one hop delay between the wireless HART manager and the wireless HART device without the message queue was considered. Multi-hop network delay is considered in the smart mesh wireless HART application node.

본 발명은 Linux 기반 개방형 PW-GW 솔루션을 제공한다. 이 솔루션의 중요한 문제점 중 하나는 파워링크 프로토콜과 무선 HART 프로토콜 간의 프로토콜 변환 방법이 없다는 것이다. 따라서, 본 발명은 파워링크와 무선 HART 사이의 간격을 잇기 위한 응용계층 프로토콜 변환 방법을 제안하였다. PW-GW 하드웨어 및 소프트웨어가 개발되었으며 기능 및 성능을 시연하기 위한 실험 시스템이 구축되었다. 시스템의 통신 지연은 PW-GW가 시간에 민감한 산업 응용에 대한 실시간 요구 사항을 만족하는지 확인하기 위해 측정되었다.The present invention provides a Linux-based open PW-GW solution. One of the major problems with this solution is that there is no protocol conversion method between the power link protocol and the wireless HART protocol. Accordingly, the present invention proposes an application layer protocol conversion method for establishing a gap between a power link and a wireless HART. PW-GW hardware and software have been developed and an experimental system has been built to demonstrate its functions and performance. System communication delays were measured to ensure that the PW-GW meets real-time requirements for time-sensitive industrial applications.

향후 개발을 통해 PW-GW 및 무선 HART FD를 레거시(legacy) 이더넷 파워링크 시스템을 갖춘 스마트 공장에 배치하여 프로세스 통찰력을 높이고 케이블 및 설치 비용을 줄이며 산업 시설의 전반적인 운영 성능을 향상시킬 수 있다. Future developments can place PW-GW and wireless HART FDs in smart factories with legacy Ethernet power link systems to increase process insight, reduce cable and installation costs, and improve the overall operational performance of the industrial facility.

10: 파워링크 관리 노드(MN) 20: 이더넷 파워링크
30: 파워링크 피제어 노드(CN) 31: 파워링크 PLC
33: 산업장비 40: 파워링크 무선 HART 게이트웨이
41: 프로토콜 변환부 43: 무선 HART 관리부
50: 무선 HART 장치
10: Power link management node (MN) 20: Ethernet power link
30: Power link control node (CN) 31: Power link PLC
33: Industrial Equipment 40: Power Link Wireless HART Gateway
41: Protocol conversion section 43: Wireless HART management section
50: Wireless HART device

Claims (16)

이더넷 파워링크에 접속한 산업장비를 제어하는 파워링크 관리 노드(MN)와,
무선 HART 네트워크상에 존재하는 복수의 무선 HART 장치(mote)와,
상기 이더넷 파워링크에 접속하여 상기 파워링크 관리 노드와 상기 복수의 무선 HART 장치 사이에서 파워링크 프로토콜과 무선 HART 프로토콜 간의 프로토콜 변환을 수행하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이(PW-GW)를 포함하는 통합 파워링크 무선 HART 시스템.
A power link management node (MN) for controlling industrial equipment connected to the Ethernet power link,
A plurality of wireless HART devices (mote) existing on a wireless HART network,
And a Power Link Wireless HART Gateway (PW-GW) connecting to the Ethernet Power Link to perform protocol conversion between the Power Link Management Node and the plurality of Wireless HART Devices between the Power Link Protocol and the Wireless HART Protocol. Wireless HART system.
제1항에 있어서,
상기 파워링크 무선 HART 게이트웨이는 상기 파워링크 관리 노드의 무선 HART 명령에 의해 상기 복수의 무선 HART 장치와 통신하면서 상기 각 무선 HART 장치로부터 정보를 수신하는 무선 HART 관리부와,
상기 무선 HART 관리부로부터 각 무선 HART 장치의 정보를 입력받아 파싱(parsing)하는 파싱부와,
상기 파워링크 관리 노드의 무선 HART 명령 및 상기 파싱된 각 무선 HART 장치의 정보를 기록하는 객체 사전(OD)을 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 파워링크 무선 HART 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the power link wireless HART gateway comprises: a wireless HART manager for communicating with the plurality of wireless HART devices by the wireless HART command of the power link management node and receiving information from each of the wireless HART devices;
A parser for receiving and parsing information of each wireless HART device from the wireless HART manager,
And a memory for storing a wireless HART command of the power link management node and an object dictionary (OD) for recording information of each parsed wireless HART device.
제2항에 있어서,
상기 파워링크 관리 노드는 파워링크 프로세스 데이터 객체(PDO) 전송을 통해 상기 무선 HART 명령을 상기 파워링크 무선 HART 게이트웨이로 전송하는 것을 특징으로 하는 통합 파워링크 무선 HART 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the power link management node transmits the wireless HART command to the power link wireless HART gateway via a power link process data object (PDO) transmission.
제2항에 있어서,
상기 파워링크 관리 노드는 파워링크 프로세스 데이터 객체(PDO) 전송을 통해 주기적으로 상기 메모리의 객체 사전(OD)을 주기적으로 독출하여 상기 각 무선 HART 장치의 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 통합 파워링크 무선 HART 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the power link management node periodically reads an object dictionary (OD) of the memory periodically through transmission of a power link process data object (PDO) to obtain information of each wireless HART device. HART system.
무선 HART 네트워크상에 존재하는 복수의 무선 HART 장치의 정보를 입력받아 파싱(parsing)하는 파싱부와,
파워링크 관리 노드로부터 수신한 무선 HART 명령과 상기 파싱부에서 파싱한 각 무선 HART 장치의 정보를 파워링크 객체 사전에 기록하는 메모리를 포함하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이.
A parser for receiving and parsing information of a plurality of wireless HART devices existing on a wireless HART network,
And a memory for writing the wireless HART command received from the power link management node and the information of each wireless HART device parsed by the parsing section in a power link object dictionary.
제5항에 있어서,
상기 파워링크 관리 노드의 무선 HART 명령에 의해 상기 복수의 무선 HART 장치와 통신하면서 상기 각 무선 HART 장치로부터 정보를 수신하는 무선 HART 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이.
6. The method of claim 5,
Further comprising a wireless HART manager for receiving information from each of the wireless HART devices while communicating with the plurality of wireless HART devices by a wireless HART command of the power link management node.
파워링크 관리 노드가 무선 HART 명령을 파워링크 무선 HART 게이트웨이로 전송하는 단계와,
상기 무선 HART 게이트웨이가 상기 무선 HART 명령을 내부 메모리의 파워링크 객체 사전(OD)에 기록하는 단계와,
상기 무선 HART 게이트웨이가 상기 파워링크 객체 사전에 기록된 무선 HART 명령에 의해 무선 HART 네트워크를 구성하고 복수의 무선 HART 장치와 통신하여 상기 복수의 무선 HART 장치로부터 정보를 수집하는 단계와,
상기 무선 HART 게이트웨이가 상기 수집한 각 무선 HART 장치의 정보를 파싱(parsing)하여 상기 파워링크 객체 사전에 개별적으로 기록하는 단계와,
상기 파워링크 관리 노드가 상기 파워링크 객체 사전(OD)으로부터 상기 각 무선 HART 장치의 정보를 획득하는 단계를 포함하는 파워링크 무선 HART 통합 방법.
Transmitting a wireless HART command to a power link wireless HART gateway;
The wireless HART gateway recording the wireless HART command in an internal memory power link object dictionary (OD)
The wireless HART gateway configuring a wireless HART network by a wireless HART command recorded in the power link object dictionary and communicating with a plurality of wireless HART devices to collect information from the plurality of wireless HART devices,
Parsing the information of each wireless HART device collected by the wireless HART gateway and individually recording the information in the power link object dictionary;
And the power link management node acquiring information of each of the wireless HART devices from the power link object dictionary (OD).
제7항에 있어서,
상기 파워링크 관리 노드가 파워링크 프로세스 데이터 객체(PDO) 전송을 통해 상기 무선 HART 명령을 상기 무선 HART 게이트웨이로 전송하는 것을 특징으로 하는 파워링크 무선 HART 통합 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the power link management node transmits the wireless HART command to the wireless HART gateway via a Power Link Process Data Object (PDO) transmission.
제7항에 있어서,
상기 파워링크 관리 노드가 파워링크 프로세스 데이터 객체(PDO) 전송을 통해 주기적으로 상기 객체 사전(OD)을 주기적으로 독출하여 상기 각 무선 HART 장치의 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 파워링크 무선 HART 통합 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the power link management node periodically reads the object dictionary (OD) periodically through transmission of a power link process data object (PDO) to obtain information of each wireless HART device. .
파워링크 관리 노드로부터 무선 HART 명령을 수신하여 파워링크 객체 사전에 기록하는 단계와,
상기 파워링크 객체 사전에 기록된 무선 HART 명령에 의해 무선 HART 네트워크를 구성하고 복수의 무선 HART 장치와 통신하여 상기 복수의 무선 HART 장치로부터 정보를 수집하는 단계와,
상기 수집한 각 무선 HART 장치의 정보를 파싱(parsing)하여 상기 파워링크 객체 사전에 저장하는 단계를 포함하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이에서의 응용계층 변환 방법.
Receiving a wireless HART command from a power link management node and writing it in a power link object dictionary,
Configuring a wireless HART network by a wireless HART command recorded in the power link object dictionary and communicating with a plurality of wireless HART devices to collect information from the plurality of wireless HART devices,
Parsing the collected information of each wireless HART device and storing the parsed information in the power link object dictionary.
제10항에 있어서,
상기 파워링크 관리 노드로부터 파워링크 프로세스 데이터 객체(PDO) 전송을 통해 상기 무선 HART 명령을 수신하는 것을 특징으로 하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이에서의 응용계층 변환 방법.
11. The method of claim 10,
And receiving the wireless HART command via a power link process data object (PDO) transmission from the power link management node.
제10항에 있어서,
상기 파싱한 각 무선 HART 정보를 상기 파워링크 객체 사전에서 객체별 인덱스와 서브 인덱스로 저장하는 것을 특징으로 하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이에서의 응용계층 변환 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein each of the parsed wireless HART information is stored as an index and subindex for each object in the power link object dictionary.
파워링크 관리 노드로부터 무선 HART 명령을 수신하여 파워링크 객체 사전에 기록하는 단계와,
상기 파워링크 객체 사전에 기록된 무선 HART 명령을 무선 HART 관리자로 전송하는 단계와,
상기 무선 HART 관리자로부터 무선 HART 네트워크상에 존재하는 복수의 무선 HART 장치의 정보를 입력받아 파싱(parsing)하는 단계와,
상기 파싱한 각 무선 HART 장치의 정보를 파워링크 객체 사전에 기록하는 단계를 포함하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이에서의 응용계층 변환 방법.
Receiving a wireless HART command from a power link management node and writing it in a power link object dictionary,
Sending a wireless HART command recorded in the power link object dictionary to a wireless HART manager;
Receiving and parsing information of a plurality of wireless HART devices existing on a wireless HART network from the wireless HART manager;
And writing information of each parsed wireless HART device to a power link object dictionary.
제12항에 있어서,
상기 파워링크 관리 노드로부터 파워링크 프로세스 데이터 객체(PDO) 전송을 통해 상기 무선 HART 명령을 수신하는 것을 특징으로 하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이에서의 응용계층 변환 방법.
13. The method of claim 12,
And receiving the wireless HART command via a power link process data object (PDO) transmission from the power link management node.
제12항에 있어서,
상기 파싱한 각 무선 HART 정보를 상기 파워링크 객체 사전에서 객체별 인덱스와 서브 인덱스로 저장하는 것을 특징으로 하는 파워링크 무선 HART 게이트웨이에서의 응용계층 변환 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein each of the parsed wireless HART information is stored as an index and subindex for each object in the power link object dictionary.
제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 의한 방법을 실행하기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체. A computer-readable recording medium storing a program for executing the method according to any one of claims 10 to 15.
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