Protokollstandarder for industriell kommunikasjon

I en tid med fullautomatisert produksjon og smarte fabrikker, er industriell kommunikasjon avhengig av robuste protokollstandarder for å sikre smidig, effektiv og sikker nettverkskommunikasjon mellom maskiner, sensorer og kontrollsystemer. LAPP tilbyr et omfattende utvalg av produkter for nettverk med industrielle protokollstandarder, inkludert PROFINET, EtherCAT, PROFIBUS, CAN Bus, EtherNet/IP og flere. 

Protokollstandarder sikrer effektiv datautveksling og nettverkssikkerhet ved å ivareta integritet, konfidensialitet og verifiserbarhet. IEC 60870-standarden, definert av International Electrotechnical Commission, gir en universell ramme for industriell automatisering, inkludert koblingsteknikk, fjernkontrollteknologi og nettverkskontrollteknologi.

Kun med riktig kabling kan bedrifter oppnå høy interoperabilitet, opprettholde dataintegritet og effektivisere driften på tvers av enheter fra forskjellige produsenter.

Utforsk hvordan våre kabelløsninger kan forbedre industriell kommunikasjon og skape pålitelige, fremtidssikre nettverk som støtter Industri 4.0:

• Protokollstandarder sikrer effektiv datautveksling innen industriell kommunikasjon
• Standardiseringsprotokoller for industriell automatisering
• Nettverkstopologier som brukes innen industriell kommunikasjon

Industriell kommunikasjon beskriver nettverksbygging av maskinelt utstyr med datamaskiner og er grunnlaget for smart, nettverksbasert produksjon. Slike nettverksbaserte industrisystemer er også kjent som smarte fabrikker.

Kommunikasjon mellom de forskjellige komponentene på ett eller flere nettverksnivåer må standardiseres, slik at enheter fra forskjellige produsenter kan "forstå" hverandre. En standardisert, barrierefri språk er derfor nødvendig. Løsningen er: protokollstandarder.

Dette innebærer å etablere felles kommunikasjon fra sensorer, aktuatorer og kontrollenheter helt frem til lagerstyringssystemer, noe som kan forenkle, illustrere og forbedre prosesser. I likhet med OSI-referansemodellen foregår denne typen kommunikasjon ikke bare innenfor ett nettverksnivå, men på tvers av nivåer.

De mest kjente protokollene (som også danner grunnlaget for datautveksling over Internett) inkluderer:

• TCP: Protokoll for datautveksling mellom nettverkskomponenter
• FTP: Protokoll for filoverføring over Internett
• HTTPS: Protokoll for kryptert overføring over Internett
• IP, IPv4 og IPv6: Protokoller for adresseverifisering på Internett
• SMTP: Protokoll for sending av e-post

Kommunikasjon mellom de forskjellige enhetene i det nettverksbaserte systemet foregår via Internett eller andre interne LAN-nettverk (Local Area Network). Nettverk av denne typen gir både muligheter og utfordringer. Protokollstandardene tar hensyn til følgende verdier:

• Integritet: Data blir ikke manipulert under overføring
• Konfidensialitet: Data behandles som konfidensielle under overføring
• Verifiserbarhet: Identiteten til avsender og mottaker kan verifiseres
• Medieavbruddsfri behandling: Kun ett medium brukes for dataoverføring

IEC, International Electrotechnical Commission, har beskrevet, definert og standardisert en kommunikasjonsstandard for industriell automatisering i én standard: IEC 60870 eller for Tyskland: DIN EN 60870.  

Standarden omfatter en rekke av spesifikasjoner, som er organisert i en serie standarder. Serien av standarder dekker følgende emner:

• Koblingsteknikk for brytere
• Fjernkontrollteknologi
• Nettverkskontrollteknologi

Protokollstandardene er en del av fjernkontrollteknologi. Som et resultat er IEC 60870–5-serien av standarder gyldig. Delene av standarden vurderer ulike delaspekter:

• IEC 60870-5-1: Transmission frame formats
• IEC 60870-5-2: Transmission procedures
• IEC 60870-5-3: Structure of application data
• IEC 60870-5-4: Definition and coding of information elements
• IEC 60870-5-5: Basic application functions

Følgende er også relevante for definisjonen av protokollstandarder:

• IEC 60870-5-101: Application-related standard for telecontrol tasks (serial communication)
• IEC 60870-5-102: Basic functions for transmitting totals
• IEC 60870-5-103: Standard for protection signal transmission and interference elimination (within a control cabinet)
• IEC 60870-5-104: Application-related standard for telecontrol tasks in IP networks

Spesifikasjonene i standarden setter en universell standard, men gir fortsatt rom for tilpasning til spesifikke applikasjoner.

Som et resultat fungerer de forskjellige senderne og mottakerne innenfor kommunikasjonssystemet i henhold til nøyaktig definerte regler for å muliggjøre datautveksling.

For å koble de forskjellige enhetene til hverandre, kreves det brytere eller rutere som utfører en distribusjonsfunksjon i nettverket. De sikrer at alle nettverksdeltakere oppretter logiske forbindelser.

De logiske forbindelsene er definert i nettverkstopologiene. Disse viser hvordan enhetene er arrangert og koblet sammen i et nettverk.