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産業用ネットワークプロトコル規格

業界標準のプロトコルでシステムをネットワーク化


完全に自動化された生産とスマート工場の時代において、産業用ネットワークは、機械、センサー、制御システムのスムーズで効率的かつ安全なネットワーキングを確保するための強固なプロトコル標準に依存しています。LAPPは、PROFINET、EtherCAT、PROFIBUS、CANバス、EtherNet/IP など一般的なプロトコル規格に対応する包括的な製品群を提供しています。適切なケーブルによってのみ、企業は高いレベルの相互運用性を実現し、データの整合性を維持し、異なるメーカーのデバイスの操作を最適化することができます。

LAPPの産業用ネットワークを改善し、生産性を向上させ、インダストリー4.0への転換をサポートする、信頼性が高く、将来性のあるネットワークを構築するための接続ソリューションをご覧ください。

産業用ネットワークの信頼できるパートナーとしてLAPPに頼り、当社のラインアップをご覧ください!

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イーサネット

産業用ネットワークにおけるイーサネットの利点と可能なアプリケーションの詳細をご覧ください。
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フィールドバス

フィールドバスプロトコルが産業界でどのように使用されているか、また、通信を最適化するために当社がどのようなソリューションを提供しているかをご覧ください。
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すべてがネットワーク化されている


産業用ネットワークとは、機械とコンピュータのネットワーク化を意味し、スマートでネットワーク化された生産の基礎となるものです。このようなネットワーク化された産業システムは、スマート工場としても知られています。

これには、センサー、アクチュエータ、制御エレメントから在庫管理システムまで共通の通信を確立することが含まれ、これによりプロセスを簡素化し、図解化し、改善することができます。OSI参照モデルと同様、この種の通信はネットワークレベル内だけでなく、レベルを超えて行われます。

1つ以上のネットワークレベルの異なるネットワーク参加者間の通信は、異なるメーカーの機器も互いに「理解」できるように標準化されなければなりません。したがって、標準化されたバリアフリーの言語が必要となります。
OSI参照モデルの各層では、数多くの異なるネットワークプロトコルが使用されていますが、ここでは詳しく説明しません。


おそらく最もよく知られているプロトコル(インターネット上でのデータ交換の基礎にもなっている)には、次のようなものがあります。  

  • TCP:ネットワークコンポーネント間のデータ交換用プロトコル
  • FTP:インターネット上でファイルを交換するためのプロトコル
  • HTTPS:インターネット上で暗号化された通信を行うプロトコル
  • IP、IPv4、IPv6:インターネット上のアドレス検証用プロトコル
  • SMTP:電子メールを送信するためのプロトコル

すべてが安全


ネットワーク化されたシステム内の様々な機器間の通信は、インターネットまたは他の内部LANネットワーク(ローカルエリアネットワーク)を介して行われます。この種のネットワークには、チャンスと課題の両方が存在します。プロトコル規格は以下の値を考慮しています。

  1. 完全性(送信中にデータが改ざんされないこと)
  2. 機密性(送信中のデータは機密として扱われる)
  3. 検証可能性(トランスミッターとレシーバーの同一性を検証できる)
  4. メディアディスラプションフリープロセッシング(データ伝送に使用するメディアは1つだけ)

すべてが標準化されている


IEC(International Electrotechnical Commission:国際電気標準会議)は、産業オートメーションのための通信規格を一つの規格にまとめ、定義し、標準化しました:IEC 60870またはドイツ向け:ドイツではDIN EN 60870です。

この規格は一連の仕様で構成されており、一連の規格に整理されています。一連の規格は以下のトピックをカバーしています。

  • スイッチギア・エンジニアリング
  • テレコントロール技術
  • ネットワーク制御技術

プロトコル規格は、テレコントロール技術分野の一部です。その結果、IEC 60870-5シリーズの規格が有効です。規格の各部分は、様々な部分的側面を考慮しています。

  • IEC 60870-5-1:伝送フレームフォーマット
  • IEC 60870-5-2:伝送手順
  • IEC 60870-5-3:アプリケーションデータの構造
  • IEC 60870-5-4:情報要素の定義と符号化
  • IEC 60870-5-5:基本アプリケーション機能

プロトコル規格の定義には、次のようなものも関連します。

  • IEC 60870-5-101:テレコントロールタスク(シリアル通信)のアプリケーション関連規格
  • IEC 60870-5-102:合計を送信するための基本機能
  • IEC 60870-5-103:保護信号の伝送と干渉除去のための規格(制御盤内)
  • IEC 60870-5-104:IPネットワークにおける遠隔制御タスクのアプリケーション関連規格

規格の仕様は普遍的なものでありながら、特定の用途に対応するための余地を残しています。

すべてが組織化されている - トポロジー


その結果、通信システム内のさまざまなトランスミッターとレシーバーは、正確に定義されたルールに従って動作し、データのやり取りが可能になります。
さまざまな機器を互いに接続するには、ネットワーク内で分配機能を果たすスイッチやルーターが必要です。すべてのネットワーク参加者が論理的な接続を行えるようにします。

論理接続はネットワークトポロジーで定義されます。これらは、デバイスがネットワーク内でどのように配置され、接続されているかを示しています。

ポイントツーポイントトポロジーの場合、2つのデバイス間には単純な直接接続しかありません。両デバイスは、相互通信のためにこれらの接続を使用することができます。

ポイント・ツー・マルチポイント・トポロジーでは、複数のデバイスが中央システムを通じて供給されます。システム内の各デバイスは、通信において共通の分岐点を持っています。

ライントポロジーでは、複数の機器が互いに接続されます。機器から機器へとケーブルが敷設されます。回線の両端はそれぞれデバイスで終端されています。

バストポロジーでは、すべてのデバイスが共通のケーブルで接続されます。どの機器も、ケーブルを通じて伝送される信号にアクセスできます。
ケーブルの干渉を防ぐため、ケーブルの両端には終端抵抗が取り付けられています。

リングトポロジーは閉じたケーブルルートです。すべてのデバイスはケーブルリングで互いに接続されています。つまり、すべてのデバイスがケーブルを受け、出力しています。
スター型トポロジーには、中央のネットワークコンポーネントがあります。これは通常、分配機能を担うハブやスイッチです。各デバイスはケーブルで接続されています。
ツリートポロジーは拡張スタートポロジーである。より大規模なネットワークへの導入が可能になる。
メッシュトポロジーは分散型ネットワークです。結合構造はなく、すべてのネットワークノード、つまりすべてのデバイスが互いに接続されています。
編み込みタイプは、星タイプの将来を見据えた発展形です。中央ノードがない代わりに、デバイスは構造化されたメッシュ型トポロジーに冗長接続されています。