Komunikacioni protokoli u automatizaciji

U industriji postoji ogromna potreba za umrežavanjem raznih komponenti sistema i njihovom komunikacijom. Zato su se vremenom pojavili različiti komunikacioni protokoli. U ovom tekstu videćemo spisak protokola koji se koriste u procesnoj ili industrijskoj automatizaciji i automatizaciji u zgradama. Takođe, biće reči i o protokolima koji se koriste u upravljačkim sistemima u industriji.

Protokoli u procesnoj automatizaciji
  • AS-Interface – Actuator-Sensor interface je industrijski protokol koji se sreće kod sistema sa PLC i DCS kontrolerima i personalnim računarima. Koristi se za povezivanje jednostavnih digitalnih i analognih uređaja, preko dvožilnog kabla.
  • BSAPBS –   – Bristol Standard Asynchronous Protocol, razvijen je od strane Bristol Babcock Inc. To je master-slave protokol, pogodan za sinhorne LAN mreže većih brzina, kao i za asinhrone WAN mreže manjih brzina.
  • CC-Link Industrial Networks je otvoreni industrijski protokol koji omogaćava komunikaciju uređajima različitih proizvođača.
  • Common Industrial Protocol (CIP) – može se posmatrati kao aplikativni sloj zajednički za više protokola, kao što su DeviceNet, CompoNet, ControlNet i EtherNet/IP.
  • ControlNet – pripada CIP protokolima, razvijen od strane Allen-Bradley-a.
  • DeviceNet – takođe pripada CIP protokolim, a primenjuje se za razmenu podataka, kod sigurnosnih uređaja kao i kod velikih I/O mreža.
  • DF-1 – asinhroni bajt-orijentisani protokol, namenjen komunikaciji sa većinom Allen-Bradley RS232 interfejs modula.
  • DirectNet – koristi se za komunikaciju DirectLogic PLC-ova kompanije Koyo. Mrežom sa ovim protokolom mogu se povezati do 90 PLC-ova.
  • EtherCAT – Ethernet for Control Automation Technology je otvoreni fieldbus protokol, visokih performansi, zasnovan na Ethernet-u. Cilj razvoja ovog protokola je primena Ethernet-a u aplikacijama automatizacije, koja zahtevaju kratka vremena update-ovanja sa niskom cenom hardvera.
  • Ethernet Global Data (EGD) – protokol koji dozvoljava serveru da deli određenu količinu svoje memorije svim klijentima po unapred definisanim periodima. Protokol je razvijen za GE Fanuc PLC-ove.
  • EtherNet/IP – predstavlja još jednu od implementaciju CIP protokola, koji koristi TCP/IP i kompatibilan je sa ControlNet i DirectNet sistemima.
  • Ethernet Powelink – deterministički real-time protokol za Ethernet standard. Ovo je otvoreni protokol upravljan od strane Ethernet POWERLINK Standardization Group (EPSG). Pokrenut je 2001. godine od strane austrijske kompanije B&R.
  • FINS – predstavlja Omron-ov protokol za komunikaciju preko nekoliko mreža uključujući Ethernet, DeviceNet, RS232C itd.
  • FOUNDATION fieldbus – je digitalni, serijski, dvostrani komunikacioni sistem koji se koristi kao mreža osnovnog nivoa u okruženju industrijske automatizacije. Ovo je sistem otvorene arhitekture, razvijen od strane Fieldbus Foundation.
  • HART – Highway Addressable Remote Transducer protokol predstavlja jednu od ranijih implementacija Fieldbus-a.
  • HostLink – još jedan Omron-ov protokol namenjen komunikaciji preko serijske veze. Baziran je na ASCII kodu, a najčešće se koristi za komunikaciju preko RS232 i RS485.
  • Interbus – protokol namenjen serijskom prenosu podataka između upravljačkih sistema i prostorno distribuiranih I/O modula koji su povezani sa senzorima i aktuatorima. U primeni je od 1987. godine, a razvijen je u kompaniji Phoenix Contact.
  • MACRO Fieldbus (Motion And Control Ring Optical) – protokol razvijen od strane Delta Tau Data System.
  • MECHATROLINK – otvoreni protokol namenjen industrijskoj automatizaciji, razvijen u kompaniji Yaskawa, dok ga trenutno održava Mehatrolink Members Association (MMA).
  • MelsecNet – protokol proizvođača Mitsubishi Electric.
  • Modbus – serijski komunikacioni protokol predstavljen davne 1979. godine od strane kompanije Modicon, namenjen komunikaciji između PLC-ova. Karakterišu ga jednostavnost i robusnost. Besplatan je te je veoma pogodan za upotrebu.
  • OSGP (The Open Smart Grid Protocol) – široko rasprostranjen protokol namenjen komunikaciji uređaja u pametnim mrežama
  • Optomux – serijski mrežni protokol baziran na RS232 i RS485 razvijen od strane kompanije Opto 22 1982. godine. Ovo je ASCII protokol, veoma je pouzdan i koristi se za daljine do 1200m.
  • PieP (Process Image Exchange Protocol) – veoma jednostavan fieldbus protokol, korišćen u procesnoj automatizaciji. Koristi metod prenosa procesne slike između I/O uređaja i PLC-a, što ga čini jednostavnim za korišćenje.
  • PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) – protokol razvijen od strane Nemačkog departmana za obrazovanje i istraživanje 1989. godine. U današnje vreme koristi ga Siemens.
  • PROFINET – protokol industrijske automatizacije koji koristi standarde namenjene personalnim računarima kao što su TCP/IP i Ethernet. Modularna struktura PROFINET-a omogućava korisnicima odabira samo potrebnih funkcija za različite potrebe.
  • RAPIEnet (Real-time Automation Protocols for Industrial Ethernet) – prvi korejski međunarodni Ethernet standard za real-time razmenu podataka.
  • SDS (Smart Distributed System) – protokol razvijen od strane kompanije Honeywell. Optimizovan je za pametne senzore i aktuatore.
  • SERCOS interface – otvoreni protokol namenje hard real-time upravljanju kretanja i I/O signala
  • SERCOS III – Ethernet verzija SERCOS protokola
  • Sinec H1 – Ethernet-bazirani protokol velike propusne moći, pogodan za prenos velike količine podataka. Razvio ga je Siemens.
  • TTEthernet – protokol namenjen upotrebi u avionima i drugim real-time aplikacijama.
  • DNP3 (Distributed Network Protocol) – skup protokola koji se koriste za SCADA, RTU, IDE sisteme. Komunikacija između sistema i master stanica tj kontrolnog centra.
Protokoli u upravljačkim sistemima u industriji
  • MTConnect – industrijski standard koji olakšava razmenu informacija sa numerički upravljanim mašinskim alatima.
  • OPC – standard koji specificira real-time komunikaciju između upravljačkih uređaja različitih proizvođača.
  • OPC UA – podržava dva protokola, binarni protokol opc.tcp://Server i http://Server za Web servise.
Protokoli u automatizaciji u zgradama
  • 1-Wire – razvijen od strane kompanije Dallas Semiconductor, ovaj protokol obezbeđuje prenos podataka manjih brzina, ali i napajanje preko istog voda kojim se prenose i signali.
  • BACnet (Building Automation and Control) – dizajniran je da omogući komunikaciju automatizacije u zgradama i upravljačkih sistema kao što su grejanje, ventilacija, hlađenje, upravljanje osvetljenjem itd.
  • C-BUS – protokol koji se najčešće koristi za komunikaciju uređaja koji služe za uravljanje osvetljenjem u zgradama.
  • CC-Link – otvoreni industrijski protokol koji omogućava komunikaciju uređajima različitih proizvođača. Ranije je korišćen uglavnom u industriji, ali se danas najčešće koristi u kućnoj automatizaciji.
  • DALI (Digital Adressable Lighting Interface) – protokol za upravljenje sistemima osvetljenja (0-10V napajanja).
  • EnOcean – wireless protokol, male potrošnje.
  • Konnex (KNX) – standardizovani komunikacioni protokol namenjen inteligentnim zgradama.
  • LonTalk – protokol optimizovan za upravljanje u automatizaciji različitih funkcij.
  • oBIX – protokol namenjen automatizaciji u zgradama, baziran na web tehnologijama.
  • S-Bus – standardni protokol za automatizaciju u zgradama u Aziji i Africi. Zasniva se na RS485 topologiji.
  • VSCP (Very Simple Control Protocol) – besplatni protokol u automatizaciji pogodan za sve vrste automatizacionih zadataka sa fokusom na automatizaciju u zgradama.
  • xAP – otvoreni protokol kućne automatizacije, podržava integraciju telemetrije i kontrole uređaja, pre svega u kućama.
  • X10 –  protokol koji koristi iste vodove i za signale i za napajanje, s tim da se signali prenose u vidu radio frekventnih talasa.
  • ZigBee –  otvoreni bežični komunikacioni protokol.