Poland
 
en
pl
 
0
0
0
Poland
 
en
pl
 

Więcej możliwości dzięki standardowym protokołom

Wszystko jest połączone w sieć


Komunikacja przemysłowa opisuje tworzenie sieci maszyn z komputerami i jest podstawą inteligentnej, sieciowej produkcji. Takie sieciowe systemy przemysłowe są również znane jako smart factories.

Obejmuje to ustanowienie wspólnej komunikacji od czujników, elementów wykonawczych i elementów sterowniczych aż po systemy zarządzania zapasami, co może uprościć, zilustrować i udoskonalić procesy. Podobnie jak model referencyjny OSI, ten rodzaj komunikacji odbywa się nie tylko na poziomie sieci, ale na różnych poziomach.

Komunikacja pomiędzy różnymi uczestnikami sieci jednego lub kilku poziomów sieci musi być standaryzowana, aby urządzenia różnych producentów mogły się wzajemnie „rozumieć”. Dlatego potrzebny jest znormalizowany, bezbarierowy język – rozwiązanie: standardy protokołów.

W poszczególnych warstwach modelu odniesienia OSI stosowana jest duża liczba różnych protokołów sieciowych, o których nie będziemy tutaj mówić szczegółowo.

Prawdopodobnie najbardziej znane protokoły (które również stanowią podstawę wymiany danych przez Internet) to:

  • TCP: protokół do wymiany danych między komponentami sieci
  • FTP: protokół do wymiany plików przez Internet
  • HTTPS: protokół do szyfrowanej transmisji przez Internet
  • IP, IPv4 i IPv6: protokoły do weryfikacji adresów w Internecie
  • SMTP: protokół do wysyłania wiadomości e-mail

Wszystko jest bezpieczne


Komunikacja między różnymi urządzeniami w systemie sieciowym odbywa się za pośrednictwem Internetu lub innych wewnętrznych sieci LAN (Local Area Network). Sieci tego typu stwarzają zarówno możliwości, jak i wyzwania. Normy protokołu uwzględniają następujące wartości:

  1. Integralność (dane nie są manipulowane podczas transmisji)
  2. Poufność (dane traktowane są jako poufne podczas transmisji)
  3. Weryfikowalność (możliwość zweryfikowania tożsamości nadajnika i odbiornika)
  4. Przetwarzanie bez zakłóceń nośnika (do transmisji danych wykorzystywany jest tylko jeden nośnik)

Wszystko jest standaryzowane


IEC, Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna, opisuje, definiuje i standaryzuje Standard komunikacyjny dla automatyki przemysłowej w jednej normie: IEC 60870 lub dla Niemiec: DIN EN 60870.
Norma obejmuje cały szereg specyfikacji, które zostały zorganizowane w serię norm. Seria norm obejmuje następujące tematy:

  • Inżynieria przełączników
  • Technologia zdalnego sterowania
  • Technologia sterowania siecią

Standardy protokołów należą do dziedziny technologii telekontroli. W rezultacie ważna jest seria norm IEC 60870–5. Części normy uwzględniają różne częściowe aspekty:

  • IEC 60870-5-1: Formaty ram transmisyjnych
  • IEC 60870-5-2: Procedury transmisji
  • IEC 60870-5-3: Struktura danych aplikacji
  • IEC 60870-5-4: Definicja i kodowanie elementów informacji
  • IEC 60870-5-5: Podstawowe funkcje aplikacji

Następujące elementy mają również znaczenie dla definicji standardów protokołu:

  • IEC 60870-5-101: Norma aplikacyjna dla zadań zdalnego sterowania (komunikacja szeregowa)
  • IEC 60870-5-102: Podstawowe funkcje do transmisji sum
  • IEC 60870–5–103: Standard do transmisji sygnałów ochronnych i eliminacji zakłóceń (w rozdzielnicy)
  • IEC 60870-5-104: Norma aplikacyjna dla zadań zdalnego sterowania w sieciach IP

Specyfikacje normy ustanawiają uniwersalny standard, ale wciąż pozostawiają pole manewru dla konkretnych zastosowań.

Wszystko jest zorganizowane – topologie


W rezultacie różne nadajniki i odbiorniki w systemie łączności działają zgodnie z precyzyjnie określonymi zasadami umożliwiającymi wymianę danych. Aby połączyć różne urządzenia ze sobą, wymagane są przełączniki lub routery, które pełnią funkcję dystrybucji w sieci. Zapewniają one, że wszyscy uczestnicy sieci tworzą logiczne połączenia.

Połączenia logiczne są zdefiniowane w topologiach sieci . Pokazują one, w jaki sposób urządzenia są zorganizowane i połączone w sieci.

Dzięki topologii punkt do punktu istnieje tylko proste, bezpośrednie połączenie między dwoma urządzeniami. Oba urządzenia mogą wykorzystywać te połączenia do wzajemnej komunikacji.
Dzięki topologii punkt do wielu punktów, kilka urządzeń jest zasilanych przez centralny system. Każde urządzenie w systemie ma wspólny punkt oddziału w komunikacji.
Dzięki topologii linii kilka urządzeń jest połączonych ze sobą. Przewód jest ułożony z urządzenia do urządzenia. Każdy koniec linii kończy się urządzeniem.
Dzięki topologii magistrali wszystkie urządzenia są połączone za pomocą wspólnego kabla. Każde urządzenie ma dostęp do sygnałów przesyłanych za pośrednictwem kabla. Aby zapobiec zakłóceniom w przewodzie, końce kabla są wyposażone w rezystor terminujący.
Topologia pierścieniowa to zamknięta trasa kablowa. Wszystkie urządzenia są połączone ze sobą pierścieniem kablowym. Oznacza to, że w każdym urządzeniu kabel wchodzi i wychodzi.
Topologia gwiazdowa ma centralny komponent sieciowy. Jest to zwykle węzeł lub przełącznik, który przejmuje funkcję dystrybucyjną. Każde urządzenie jest do niego podłączone za pomocą kabla.
Topologia drzewa to rozszerzona topologia gwiazdowa. Umożliwia wdrożenie w większych sieciach.
Topologia siatki to zdecentralizowana sieć. Nie ma struktur wiążących, a wszystkie węzły sieciowe, czyli wszystkie urządzenia, są ze sobą połączone.
Typologia oplotu to perspektywiczny rozwój typologii gwiazdowej. Nie ma centralnego węzła; zamiast tego urządzenia są redundantnie połączone ze strukturalną, siatkową topologią.