Protocolstandaarden voor industriële communicatie

In een tijdperk van volledig geautomatiseerde productie en slimme fabrieken is industriële communicatie afhankelijk van robuuste protocolstandaarden voor een soepele, efficiënte en veilige netwerkverbinding tussen machines, sensoren en besturingssystemen. LAPP biedt een uitgebreid assortiment producten voor veelgebruikte protocolstandaarden, waaronder PROFINET, EtherCAT, PROFIBUS, CAN Bus, EtherNet/IP en meer. Alleen met de juiste bekabeling kunnen bedrijven een hoge mate van interoperabiliteit bereiken, gegevensintegriteit behouden en activiteiten stroomlijnen tussen apparaten van verschillende fabrikanten.

Vertrouw op LAPP als uw betrouwbare partner voor industriële communicatie en ontdek ons portfolio!

Ontdek hoe de bekabelingsoplossingen van LAPP uw industriële communicatie kunnen verbeteren en betrouwbare, toekomstbestendige netwerken kunnen creëren die de productiviteit verhogen en de transformatie naar Industrie 4.0 ondersteunen.

Alles netwerk

Industriële communicatie beschrijft de vernetwerking van machines met computers en is de basis voor een slimme, door netwerken verbonden productie. Dergelijke verbonden industriële systemen worden ook de Smart Factory genoemd.

Daarbij wordt van sensoren, actuators en besturingselementen tot aan warenbeheersystemen een gemeenschappelijke communicatie gecreëerd die processen kan vereenvoudigen, afbeelden en verbeteren. Een dergelijke communicatie vindt, analoog aan het OSI-referentiemodel, niet alleen plaats binnen een netwerkniveau, maar vindt plaats op verschillende niveaus.

De communicatie tussen de verschillende netwerkdeelnemers van een of meerdere netwerkniveaus moet worden geharmoniseerd zodat ook apparaten van verschillende fabrikanten elkaar "begrijpen". Er is dus een gestandaardiseerde, toegankelijke taal nodig – de oplossing: protocolnormen.

In de afzonderlijke lagen van het OSI-referentiemodel worden heel veel verschillende netwerkprotocollen gebruikt, waarop we hier niet nader zullen ingaan.

Tot de wellicht bekendste protocollen (die ook de basis vormen voor de gegevensuitwisseling via het internet) behoren:

• TCP: protocol voor de gegevensuitwisseling tussen netwerkcomponenten
• FTP: protocol voor de bestandsuitwisseling op het internet
• HTTPS: protocol voor de gecodeerde gegevensoverdracht op het internet
• IP, IPv4 en IPv6: protocollen voor de adresverificatie op het internet
• SMTP: protocol voor het verzenden van e-mails

Alles veilig

De communicatie tussen de verschillende apparaten van het verbonden systeem vindt plaats via het internet of via andere, interne LAN-netwerken (Local Area Network). Dergelijke netwerken brengen zowel kansen als uitdagingen met zich mee. De protocolnormen houden daarbij rekening met de waarden:

1. Integriteit (de gegevens worden tijdens de overdracht niet gemanipuleerd)
2. Vertrouwelijkheid (de gegevens worden tijdens de overdracht vertrouwelijk behandeld)
3. Aantoonbaarheid (de identiteit van zender en ontvanger is aantoonbaar)
4. Mediabreukvrije verwerking (voor gegevensoverdracht wordt slechts één medium gebruikt)

Alles gestandaardiseerd

Het IEC, de International Electrotechnical Commission, heeft een communicatiestandaard voor de industriële automatisering beschreven, gedefinieerd en gestandaardiseerd in een norm: IEC 60870 resp. voor Duitsland: DIN EN 60870.
De norm omvat een hele reeks specificaties die in een reeks normen zijn onderverdeeld. De reeks normen omvat onderwerpen van

• schakelinstallatietechniek,
• techniek voor afstandsbediening,
• netgeleidertechniek.

De protocolnormen behoren tot het onderwerp van de afstandsbelastingstechniek. Zo is de reeks normen IEC 60870–5 geldig. De delen van de norm kijken daarbij naar verschillende deelaspecten:

• IEC 60870–5–1: overdracht-frame-formaten
• IEC 60870–5–2: overdrachtsprocedures
• IEC 60870–5–3: structuur van de toepassingsgegevens
• IEC 60870–5–4: definitie en codering van de informatie-elementen
• IEC 60870-5-5: Basisfuncties van de toepassing

Voor het definiëren van protocolnormen zijn bovendien relevant:

• IEC 60870–5–101: toepassingsgerelateerde norm voor werkzaamheden op afstand (serieuze communicatie)
• IEC 60870–5–102: basisfuncties voor de overdracht van tellerwaarden
• IEC 60870–5–103: norm voor de overdracht van beschermingsmeldingen en storingsafvoer (binnen een schakelinstallatie)
• IEC 60870–5–104: toepassingsgerelateerde norm voor taken op afstand in IP-netwerken

De specificaties van de norm stellen een universele norm vast, maar laten nog steeds ruimte voor toepassingsspecifieke toepassingen.

Alles gerangschikt - topologieën

Bijgevolg werken de verschillende zenders en ontvangers binnen het communicatiesysteem volgens nauwkeurig gedefinieerde regels om de gegevensuitwisseling mogelijk te maken.

Om de verschillende apparaten hiervoor met elkaar te verbinden, heeft het switches of routers nodig die een verdeelfunctie in het netwerk innemen. Zij zorgen ervoor dat alle deelnemers aan het netwerk logische verbindingen aangaan.

De logische verbindingen worden in   gedefinieerd. Deze laten zien hoe de apparaten in een netwerk worden gerangschikt en verbonden.