Czy wiesz, że nieodpowiednio dobrany kabel często nie powoduje usterek od razu, ale dopiero po kilku miesiącach? Postaw na niezawodną jakość od samego początku, a dzięki LAPP Twoje procesy pozostaną niezawodne przez długi czas.

W coraz bardziej zautomatyzowanym i zdigitalizowanym przemyśle niezbędne są niezawodne struktury komunikacyjne. Procesy mogą przebiegać wydajnie, bezpiecznie i skalowalnie tylko wtedy, gdy czujniki, siłowniki, sterowniki i maszyny mogą komunikować się ze sobą bez zakłóceń. Szczególnie w branżach takich jak energetyka słoneczna, energetyka wiatrowa, przemysł spożywczy i intralogistyka, okablowanie danych musi spełniać znacznie więcej funkcji niż tylko „łączenie”.

Nie wszystkie kable danych są przeznaczone do zastosowań przemysłowych. W wielu przypadkach jednak staje się to oczywiste dopiero po kilku miesiącach użytkowania – gdy pojawiają się coraz częstsze awarie, usterki, transmisja danych zawodzi, a całe systemy przestają działać. Przyczyna? Słaba ochrona EMC, zużycie materiału lub niezgodność z parametrami otoczenia.

Unikaj przykrych niespodzianek. Postaw na sprawdzoną komunikację przemysłową.

W LAPP możesz polegać na wieloletnim doświadczeniu, wiedzy technicznej i bogatym portfolio produktów – od wysokowydajnych kabli do transmisji danych i złączy klasy przemysłowej, po wstępnie zmontowane rozwiązania systemowe i sprawdzone akcesoria. Otrzymujesz sprawdzoną jakość zaprojektowaną z myślą o trwałości, bezpieczeństwie i wydajności – od samego początku.

Dowiedz się więcej już teraz: https://tiny.pl/kj3fg448

Standardy protokołów w komunikacji przemysłowej

LAPP oferuje szeroką gamę produktów dla popularnych standardów protokołów, w tym PROFINET, EtherCAT, PROFIBUS, CAN Bus, EtherNet/IP i więcej. Tylko dzięki odpowiedniemu okablowaniu firmy mogą osiągnąć wysoką interoperacyjność, zachować integralność danych i usprawnić operacje na urządzeniach różnych producentów.

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.

Najbardziej znane protokoły, które również stanowią podstawę wymiany danych przez Internet:

• TCP: protokół do wymiany danych między elementami sieciowymi
• 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

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 obejmujących:

• Inżynierię przełączników
• Technologię zdalnego sterowania
• Technologię 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.

Bezpieczeństwo danych

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. Standardy protokołów 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 nadawcy i odbiorcy)
4. Przetwarzanie bez zakłóceń nośnika (do transmisji danych wykorzystywany jest tylko jeden nośnik)

Topologie sieci przemysłowych

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, które pokazują w jaki sposób urządzenia są zorganizowane i połączone w sieć:

Punkt do punktu (PtP)

W topologii punkt do punktu istnieje tylko proste, bezpośrednie połączenie między dwoma urządzeniami. Oba urządzenia mogą wykorzystywać te połączenia do wzajemnej komunikacji.

Punkt-do-wielopunkt (PtMP)

Dzięki topologii punkt do wielu punktów, kilka urządzeń jest zasilanych przez centralny system. Każde urządzenie w systemie ma wspólny punkt oddziału w komunikacji.

Linia/łańcuch

Dzięki topologii linii kilka urządzeń jest połączonych ze sobą. Przewód jest ułożony z urządzenia do urządzenia. Każdy koniec linii kończy się urządzeniem.

Autobus

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.

Krążek

Topologia pierścieniowa to zamknięta trasa kablowa. Wszystkie urządzenia są połączone ze sobą pierścieniem kablowym. Oznacza to, że w każdym urządzeniu kabel wchodzi i wychodzi.

Gwiazda

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.

Drzewo

Topologia drzewa to rozszerzona topologia gwiazdowa. Umożliwia wdrożenie w większych sieciach.

Siatka

Topologia siatki to zdecentralizowana sieć. Nie ma struktur wiążących, a wszystkie węzły sieciowe, czyli wszystkie urządzenia, są ze sobą połączone.

Tkanina

Typologia oplotu to perspektywiczny rozwój typologii gwiazdowej. Nie ma centralnego węzła; zamiast tego urządzenia są redundantnie połączone ze strukturalną, siatkową topologią.

Artykuł Okablowanie danych i standardy protokołów w nowoczesnej komunikacji przemysłowej pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Dane mogą być wymieniane na jeden z dwóch sposobów: za pomocą systemów zastrzeżonych lub otwartych standardów. W systemach prawnie zastrzeżonych, lokalni administratorzy i użytkownicy nie rozumieją kodu źródłowego, którego używają. Oprogramowanie jest zasadniczo czarną skrzynką. Bez względu na poziom wiedzy specjalistycznej użytkownika, nie może on wprowadzać żadnych zmian w systemach zastrzeżonych, usuwać luk w zabezpieczeniach, ani dalej rozwijać używanego rozwiązania. Niezależnie od licencjodawcy, użytkownicy nie znają języka swojego oprogramowania. 

W przeciwieństwie do oprogramowania zamkniętego, rozwiązanie typu open source pozwala na dostosowanie IT do potrzeb użytkownika niezależnie od producenta. Niezależnie od licencjodawcy, użytkownicy nie znają języka swojego oprogramowania. 

Systemy otwarte mają jedną wyraźną zaletę: Pozwalają na swobodne współdzielenie wszystkich rodzajów danych z innymi bez żadnych zmian, co jest podstawową ideą Industry 4.0. “Jestem przekonany, że odejście od zastrzeżonych standardów da dodatkowy impuls w kwestii tworzenia sieci w przemyśle”, mówi Ralf Moebus, dyrektor ds. komunikacji danych przemysłowych w LAPP w zakresie zarządzania produktem.

Niezależna od producenta wymiana danych – komunikacja Industry 4.0 – nie jest jakąś abstrakcyjną koncepcją przyszłości. W rzeczywistości komunikacja Industry 4.0 już działa z otwartym standardem interfejsu “Open Platform Communications Unified Architecture” OPC UA. Protokół komunikacyjny OPC UA można wykorzystać do opisania zarówno transportu danych z maszyny do maszyny, jak i interfejsów i semantyki danych. Ogólna architektura jest zorientowana na usługi i pozwala na bardziej elastyczną pracę komponentów, maszyn i systemów. Są one nie tylko konfigurowane i programowane do konkretnego zadania produkcyjnego, ale zamiast tego oferują swoje podstawowe możliwości jako usługi – znacznie rozszerzając możliwości ich skalowalności. Co więcej: OPC UA standaryzuje łączność przemysłową i zapewnia interoperacyjność pomiędzy produktami różnych producentów. Jednolity standard oznacza, że użytkownicy nie muszą już mieć do czynienia z dużą liczbą różnych protokołów, co zmniejsza wysiłek potrzebny do nauki i utrzymania technologii. Podczas planowania i wdrażania sieci przemysłowych nie ma potrzeby tłumaczenia różnych protokołów.

Sukces Industry 4.0 będzie zależał od tego, jak dobrze połączymy ze sobą różne sieci. Jest to realne tylko w otwartych standardach. OPC Foundation, globalna organizacja non-profit, która koordynuje i rozwija otwarty protokół komunikacyjny, z powodzeniem sprawia, że, zaciera się głęboki podział między sieciami zastrzeżonymi dzięki ścisłej współpracy z użytkownikami, producentami i instytucjami badawczymi.

Artykuł Sieci zastrzeżone oraz otwarte standardy pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.