Protokol komunikasi yang digunakan dalam sistem kontrol industri IC sangat bervariasi antara industri, daerah dan vendor.
1 industri listrik
1.1 IEC 60870-5
IEC 60870-5 mungkin merupakan protokol internasional paling populer untuk otomatisasi gardu. Di Amerika Serikat, itu adalah setara fungsional dari DNP3, yang menggunakan bagian IEC 60870-5 untuk memberikan dasar untuk lapisan tautan data. Sejumlah standar pendamping telah dikembangkan, termasuk yang berikut:
IEC 60870-5-101: Untuk sistem daya yang terkait dengan remote control dan perlindungan jarak jauh, protokol transportasi komunikasi dengan pemantauan dan fungsi kontrol IEC 60870-5-103: protokol transportasi untuk mencapai interoperabilitas antara perangkat perlindungan keselamatan dan peralatan sistem kontrol gardu {{2}: adalah perpanjangan dari IEC {{{3 {2 {2}: adalah perpanjangan {IEC {{3 {{2}. Termasuk variasi pada transportasi, jaringan, tautan, dan layanan lapisan fisik, dan suite untuk konektivitas ke TCP/IP dan transportasi lainnya (ISDN, X.25 frame relay, dll.) IEC 60870-5 media komunikasi yang khas termasuk Ethernet dan serial, dengan port khas adalah 2404/UDP dan 2404/TCP.
1.2 Protokol Jaringan Terdistribusi 3. 0 (dnp3)
DNP3 banyak digunakan di Amerika Utara, terutama sebagai pengganti keluarga protokol IEC 60870-5. It was developed as a serial protocol in the early 1990s, but versions of the UDP/IP and TCP/IP variants also exist today.There are many similarities between DNP3 and IEC 60870-5, as several members of the IEC 60870-5 development committee left during the development process to create what would later become known as DNP3.As a result, the data links between DNP3 and IEC 60870-5 sangat mirip di lapisan tautan data, tetapi lapisan atas protokol lebih berbeda.
DNP3 terutama digunakan dalam industri listrik Amerika Utara, tetapi protokolnya juga telah menembus industri air dan air limbah. Menurut survei oleh Newton-Evans Research, lebih dari setengah utilitas listrik Amerika Utara menggunakan versi varian UDP/IP atau TCP/IP dari protokol DNP3 pada tahun 2008.
Para peneliti saat ini sedang mengembangkan ekstensi keamanan ke DNP3 yang diharapkan menyediakan enkripsi tautan dan layanan manajemen utama.
Media komunikasi tipikal untuk protokol DNP3 termasuk Ethernet dan koneksi serial, dan port yang biasanya digunakan oleh DNP3 adalah 20000/UDP, 20000/TCP, 19999/UDP dan 19999/TCP.
1.3 Foundation Fieldbus (Foundation Fieldbus)
Protokol fieldbus fondasi adalah protokol fieldbus utama dalam berbagai proses industri. Ini terutama digunakan untuk otomatisasi proses/pabrik dan telah digunakan dalam berbagai instalasi termasuk kontrol pembangkit listrik/generator dan kontrol manufaktur semikonduktor. Media komunikasi Fieldbus termasuk pasangan bengkok dan serat optik. Port tipikal termasuk 1089/UDP, 1089/TCP, 1090/UDP, 1090/TCP, 1091/UDP dan 1091/TCP.
Daftar publik perangkat yang didukung protokol FieldBus yayasan tersedia di situs Web Fieldbus Foundation. Anggota Fieldbus Foundation mencakup lebih dari 350 sistem kontrol terkemuka dan vendor instrumentasi, serta sejumlah pengguna akhir.
1.4 Protokol Komunikasi Pusat Intercontrol (ICCP)
ICCP (IEC 60870-6/tase.2) digunakan untuk komunikasi antara pusat kontrol, terutama di industri listrik. Di AS, jaringan ICCP sering digunakan untuk koordinasi perusahaan utilitas-biasanya utilitas dengan operasi transmisi, seperti transmisi, distribusi, dan pembangkit listrik di berbagai daerah, di mana penyedia layanan yang menghubungkan di daerah yang berbeda ini dapat digunakan untuk mengoordinasikan input dan output daya antara berbagai daerah. ICCP biasanya menggunakan Port 102/TCP.
1.5 Protokol Modbus
Modbus adalah protokol kontrol paling populer di semua bidang karena kesederhanaan penggunaannya, kemampuan mengunduh gratis, dan penyebaran bebas royalti.
Perangkat cerdas seperti PLC dan relay sering menggunakan protokol Modbus atau variannya untuk berkomunikasi dengan perangkat sederhana seperti RTUS jarak jauh. Selain protokol standar Modbus, Modbus + adalah salah satu varian yang paling umum. Daftar anggota Modbus (perusahaan dan pengembang yang termasuk dalam Grup Pengembang Modbus) tersedia di situs web Modbus. Daftar ini mencakup deskripsi singkat tentang anggota individu dan produk yang diproduksi oleh masing -masing anggota. Daftar pemasok Modbus, daftar peralatan Modbus, dan daftar perusahaan yang menawarkan layanan integrasi sistem Modbus juga disediakan.
Ada sejumlah varian Modbus, Modbus RTU adalah standar terbuka, protokol biner yang memungkinkan komunikasi melalui koneksi serial, Modbus ASCII adalah standar terbuka, protokol yang dikodekan ASCII yang mendukung payu Seri. MODBUS/TCP adalah standar terbuka yang merangkum muatan Modbus Rtu dalam paket TCP dengan beberapa keterbatasan pada kode fungsi. MODBUS/UDP bervariasi oleh vendor, tetapi Modbus/TCP yang paling umum ditransmisikan oleh UDP. Protokol Hak Milik. Enron (atau Daniels) Modbus adalah protokol Modbus standar dengan ekstensi vendor yang memperlakukan 32- bit nilai sebagai satu register, bukan dua.jbus adalah versi protokol Modbus dengan variasi pengalamatan yang lebih kecil.
Media komunikasi tipikal untuk Modbus termasuk Ethernet dan port serial (RS485 dua kawat sangat umum) .MODBUS biasanya berkomunikasi di port 502/TCP.
2 industri minyak dan gas
Tidak ada protokol eksklusif utama yang jelas untuk industri minyak dan gas. Industri ini menggunakan berbagai protokol seperti DNP3, IEC 60870-5 dan Modbus. Bagian 1 membahas protokol -protokol ini secara lebih mendalam. Berbagai protokol Fieldbus, seperti protokol fieldbus foundbus feildbus, juga dapat ditemukan di banyak fasilitas minyak dan gas juga.
Komunikasi dalam industri minyak dan gas sering ditransmisikan secara nirkabel untuk memberikan data aliran dan tekanan ke PLC melalui RTU dan sensor. PLC menjalankan sistem keselamatan dan perlindungan dan sistem kontrol sumur. dll.
2.1 DNP3 dan IEC 60870-5
Diskusi DNP3 dan IEC 60870-5 diberikan di bagian Industri Daya Bagian 5.2. Daftar perusahaan minyak dan gas menggunakan DNP3 dan IEC 60870-5 tersedia di situs web Triangle Microworks Inc., di mana kertas putih pada protokol juga dapat ditemukan.
Media komunikasi yang khas meliputi Ethernet dan koneksi serial.DNP3 biasanya menggunakan Ports 20000/UDP, 20000/TCP, 19999/UDP dan 19999/TCP, sedangkan IEC 60870-5 biasanya menggunakan 2404/UDP dan 2404/TCP.
2.2 Protokol Modbus
Modbus adalah protokol kontrol yang populer di sektor minyak dan gas seperti yang dijelaskan dalam deskripsi Modbus di Bagian 5.2. Juga protokol fieldbus fondasi populer di bidang petrokimia.
Media komunikasi yang khas termasuk Ethernet dan port serial (RS485 dua-kawat sangat umum.) Modbus biasanya berjalan pada port 502/TCP.
3 Industri Pengolahan Air
3.1 Protokol DNP3
Seperti yang dijelaskan dalam deskripsi DNP3 di Bagian 5.2, protokol ini juga populer di sektor pengolahan air. Media komunikasi yang khas meliputi Ethernet dan koneksi serial.DNP3 biasanya menggunakan Ports 20000/UDP, 20000/TCP, 19999/UDP dan 19999/TCP.
3.2 Protokol Modbus
Seperti disebutkan di atas dalam deskripsi Modbus di bagian industri listrik, Modbus adalah protokol kontrol yang lebih populer di industri pengolahan air. Media komunikasi yang khas meliputi Ethernet dan bus serial. MODBUS biasanya berjalan di port 502/TCP.
4 bidang otomatisasi bangunan
Di bidang otomatisasi bangunan, LonWorks (juga dikenal sebagai Lontalk atau ANSI/CEA 709.1B) adalah protokol komunikasi yang dominan, diikuti oleh dinet, dan sejumlah protokol komunikasi lainnya. Media komunikasi yang khas termasuk pembawa saluran listrik, pasangan bengkok/ethernet, serat optik, dan RF. Port komunikasi utama termasuk 2540/UDP, 2540/TCP, 2541/UDP, dan 2541/TCP.
4.1 LonWorks (Lontalk, atau ANSI/CEA 709. 1- b)
Perusahaan Amerika Echelon telah mengembangkan platform jaringan berdasarkan protokol LonWorks, juga disebut platform LonWorks. Platform ini digunakan di banyak industri termasuk manufaktur semikonduktor, sistem kontrol pencahayaan, sistem manajemen energi, sistem HVAC, sistem keamanan, otomatisasi rumah, kontrol alat konsumen, pencahayaan/pemantauan/kontrol jalan umum, dan kontrol pompa bensin. Aplikasi Khas untuk Lonworks di dalam Koordinat (Koordinat Koordinasi yang berkomunikasi dengan PCS dan PLCs melalui Lonwork. Sistem AC dan Ventilasi AC (HVAC).
ISO dan IEC telah memberikan kompatibilitas platform LonWorks Nomor standar ISO/IEC 14908-1, -2, {{2}, dan -4 (ansi/cea {{4}). Lonworks juga membentuk bagian dari IEEE {{4}). Beberapa bidang aplikasi khusus aplikasi lainnya. China telah menyetujui LonWorks sebagai standar kontrol nasional (GB/Z 20177. 1-2006) dan sebagai standar untuk bangunan dan komunitas pintar (GB/T 20299. 4-2006). Dewan Produsen Peralatan Eropa juga telah mengadopsi LonWorks sebagai bagian dari kontrol dan pemantauan peralatan domestik - Standar Spesifikasi Interoperabilitas Aplikasi.
4.2 Dynet
Dynet adalah protokol eksklusif yang dikembangkan oleh Dynalite (sekarang dimiliki oleh Philips Electronics) .dynet Perangkat termasuk pengontrol yang dapat diprogram sendiri dan berkomunikasi melalui model point-to-point.
Media komunikasi khas untuk Dynet termasuk RS -485 bus serial, rs -232 bus serial, ethernet dan inframerah.
4.3 Protokol lainnya
Ada banyak protokol lain yang digunakan untuk sistem otomasi bangunan. Yang paling populer termasuk Insteon, X10, ZigBee, X-WAVE dan KNX/KONNEX.
5 Otomatisasi Proses (Manufaktur)
Protokol Fieldbus yang mendominasi bidang otomatisasi proses termasuk Profinet, fieldbus fieldbus fieldbus, dan CIP protokol industri umum dan turunannya.
5.1 Protokol DF1
DF1 adalah protokol komunikasi serial yang didefinisikan dalam bagian D1 dan F1 dari protokol ANSI X3.28. Protokol awalnya dikembangkan oleh Allen-Bradley (sekarang dimiliki oleh Rockwell Automation) dan umumnya digunakan sebagai sarana untuk mentransmisikan perintah komunikasi pengontrol yang dapat diprogram (PCCC) ke Allen-Bradley PLC.
5.2 Yayasan Fieldbus Protokol Fieldbus
Fieldbus Protokol Fieldbus Fieldbus cocok untuk aplikasi kontrol modulasi dasar dan lanjutan, serta sebagian besar skenario kontrol diskrit yang terkait dengan fungsi -fungsi ini. Fieldbus Protokol Fieldbus Fieldbus memiliki dua implementasi yang berjalan pada kecepatan yang berbeda dan pada media transmisi yang berbeda: H1 adalah implementasi yang paling umum, biasanya menghubungkan perangkat lapangan dan berjalan pada 31,25 kbps; HSE (Ethernet kecepatan tinggi) menghubungkan komputer host, subsistem I/O, gateway, dan perangkat lapangan, dan berjalan pada 100 Mbps. Fieldbus Protokol Fieldbus telah diadopsi sebagai standar Fieldbus di IEC 61804.
5.3 Proses Fieldbus Protocol Profibus
Profibus dikembangkan oleh Departemen Pendidikan dan Penelitian Jerman BMBF. Ini tersedia dalam dua varian, di mana varian yang lebih umum adalah protokol perifer (DP) terdesentralisasi, yang biasanya digunakan untuk komunikasi antara pengontrol terpusat dan sensor/aktuator, dan varian lainnya adalah protokol Proses dan PA Variant yang Digunakan untuk Penggunaan PCS untuk memantau dan mengendalikan pengukuran pengukuran. sesuai dengan IEC 61158-2. Pa protokol komunikasi dasar yang sama dengan DP, tetapi PA beroperasi dengan kecepatan 31,25 kpbs. Jaringan DP dan PA dapat dihubungkan melalui coupler, dengan DP digunakan sebagai tulang punggung. Protokol Profibus Fieldbus termasuk dalam standar IEC 61158 dan IEC 61784.
5.4 Protokol Profinet IO
Konsep Profinet memiliki dua perspektif: Profinet CBA dan Profinet IO, yang keduanya dapat berkomunikasi pada sistem bus yang sama. Mereka dapat dioperasikan secara individual atau dalam kombinasi, dan subsistem Profinet IO dapat digunakan sebagai sistem CBA Profinet dari perspektif lain. Profinet IO dikembangkan untuk komunikasi siklus yang lebih kecil waktu (RT) untuk 1 mill-time, dan ms. Profinet CBA cocok untuk komunikasi berbasis komponen melalui TCP/IP dan untuk komunikasi real-time dalam rekayasa sistem modular. Kedua mode komunikasi komunikasi dapat digunakan secara paralel. Profinet CBA memiliki kisaran waktu reaksi 100 ms.
Protokol Fieldbus Profinet termasuk dalam standar IEC 61158 dan IEC 61784.
Protokol 5,5 cc-link
CC-Link adalah protokol Fieldbus yang dikembangkan oleh Mitsubishi Electric di Jepang dan banyak diadopsi oleh pemasok Jepang lainnya. Saat ini, jumlah total perangkat yang menggunakan CC-Link melebihi 6 juta, yang mencakup lebih dari 1, 000 perangkat yang berbeda. Industri Ethernet menggunakan protokol CC-link dapat dengan mudah diintegrasikan dengan jaringan TI konvensional.
Ada empat format CC-link:
CC-Link CC-Link LT (Versi ringan untuk perangkat dengan persyaratan komunikasi rendah) Keselamatan CC-Link (versi reliabilitas tinggi, sesuai dengan IEC 61508 SIL3 dan ISO 13849-1 CAT 4) CC-Link IE (Versi Ethernet Industri) Media komunikasi CC-Link khas termasuk pekintir dan serat optik. Media komunikasi CC-link yang khas termasuk kabel pasangan twisted dan serat optik, CC-Link Partner Association menyediakan daftar mitra.
5.6 Protokol Industri Umum (CIP)
Protokol Industri Umum (CIP) berupaya memberikan arsitektur komunikasi terpadu untuk seluruh industri manufaktur. CIP adalah protokol lapisan aplikasi terpadu untuk protokol seperti Ethernet/IP, Devicenet, Componet, dan ControlNet.cip terdiri dari informasi lengkap untuk informasi dan layanan lengkap yang digunakan untuk mengumpulkan kontrol, keamanan, sinkronisasi, mosi, mosi, dan controlnet. CIP berisi serangkaian pesan dan layanan untuk mengumpulkan kontrol, keselamatan, sinkronisasi, gerakan, konfigurasi, dan informasi lainnya dari aplikasi otomasi manufaktur. Protokol dikelola oleh Open DeviceNet Vendors Association (ODVA).
5.7 Protokol ControlNet
ControlNet adalah implementasi CIP yang dikembangkan oleh Allen-Bradley yang memiliki dukungan bawaan untuk kabel tautan yang sepenuhnya berlebihan, dan semua komunikasi dijadwalkan dengan ketat untuk tingkat determinisme yang tinggi.
Lapisan fisik ControlNet adalah RG -6 kabel koaksial atau serat optik menggunakan konektor BNC. ControlNet menggunakan pengkodean Manchester dengan kecepatan bus 5 Mbps. Lapisan tautan beroperasi pada siklus yang disebut Waktu Pembaruan Jaringan (NUT). Setiap kacang memiliki dua fase, fase pertama dicadangkan untuk transmisi lalu lintas reguler untuk menjamin peluang transmisi, dan fase kedua digunakan untuk transmisi lalu lintas yang tidak dijadwalkan tanpa jaminan. Setiap transmisi lalu lintas yang tidak terjadwal yang dijamin. Ukuran bingkai maksimum untuk ControlNet adalah 510 byte.
5.8 Protokol DeviceNet
DeviceNet adalah implementasi CIP lain yang dikembangkan oleh Allen-Bradley.DevicEnet berada di atas lapisan fisik Area Controller (CAN) dan menggunakan teknologi ControlNet, yang lebih murah dan lebih kuat daripada protokol berbasis RS {1} {1} {tradisional.
Tingkat baud Devicenet adalah 125 kbps, 250 kbps, dan 500 kbps, dan panjang tulang punggung berbanding terbalik dengan kecepatan bus, yaitu, 500 meter, 250 meter, dan 125 meter, masing -masing. Sebagian besar penyebaran menggunakan mode master/slave, tetapi transfer point-to-point juga dapat digunakan. Multiple Masters hidup berdampingan pada satu jaringan logis. DeviceNet telah dirancang dengan hati -hati untuk beroperasi secara stabil di lingkungan elektromagnetik yang kompleks.
5.9 Ethernet/Protokol IP
Ethernet/IP adalah implementasi protokol CIP yang dikembangkan oleh Rockwell Automation. Lapisan aplikasi protokol adalah CIP. Ethernet/IP adalah protokol lapisan aplikasi yang dibangun di atas tumpukan TCP/IP standar, yang memperlakukan semua perangkat di jaringan sebagai set "objek" terpadu, menggunakan infrastruktur Ethernet yang ada di bagian bawah (terlepas dari kecepatan). Seluruh tumpukan Ethernet/IP dapat diimplementasikan dalam perangkat lunak pada prosesor tujuan umum tanpa perlu array gerbang ASIC atau Field Programmable (FPGA) .Ethernet/IP menggunakan 44818/TCP untuk pesan eksplisit dan 2222/UDP untuk pesan implisit.
5.10 Protokol Ethercat
EtherCat (Ethernet for Control Automation Technology) adalah protokol Ethernet untuk teknologi otomatisasi kontrol dengan EtherType 0 x88a4, yang membuat IP dapat dirutekan dengan memasukkan data bingkai ke dalam paket UDP. EtherCat tidak menggunakan model per-siklus per-simpul. Alih-alih memproses satu frame per node per siklus (waktu pembaruan), EtherCat menggunakan mode "on-the-fly". Alih -alih hanya menerima frame Ethernet dari perangkat, EtherCat membaca data yang dikirim ke perangkat saat melewati mereka, menafsirkan dan menyalinnya sebagai data proses di setiap node, dan juga memasukkan data input saat dilewati. data saat datagram berlalu. Banyak node dapat diatasi dengan satu bingkai.
Jaringan EtherCat dapat diintegrasikan melalui gateway dengan canopen, devicenet, profibus dan protokol lainnya. EtherCat Technology Group adalah organisasi pengguna dan pemasok internasional; Pada Agustus 2009, terdiri dari lebih dari 1.100 perusahaan dari 47 negara. EtherCat dimasukkan sebagai protokol Fieldbus di IEC 61158 dan IEC 61788, dan dalam protokol IEC 61158 dan IEC 61789. EtherCat sebagai protokol Fieldbus termasuk dalam standar IEC 61158 dan IEC 61784. EtherCat menggunakan port 34980/UDP dan 34980/TCP untuk perutean antara Ethernet LAN.
5.11 EGD Protocol (Ethernet Global Data)
Protokol Ethernet Global Data (EGD) adalah mekanisme komunikasi yang memungkinkan CPU untuk berbagi sebagian dari memori internalnya dengan satu atau lebih CPU lainnya pada tingkat siklus yang dijadwalkan secara teratur. GE FanUC PLC tertentu menggunakan protokol EGD.
5.12 Sirip Protokol
FINS adalah protokol yang dikembangkan oleh Omron (perusahaan kontrol Jepang) dan digunakan dalam PLC yang lebih baru. Biasanya berjalan pada sistem yang mendukung IP menggunakan Port 9600/UDP.
5.13 Protokol Tautan Host
Host Link adalah protokol yang dikembangkan oleh Omron untuk seri PLC yang lebih lama, namun, banyak Omron PLC yang lebih baru masih dapat berkomunikasi menggunakan protokol hostlink. Ini adalah protokol bus RS -232 berdasarkan kode ASCII.
5.14 SERCOS Protocol (Serial Real-Time Communication System)
Sercos memiliki persyaratan waktu nyata yang ketat dan sangat cocok untuk kontrol gerak di area seperti pemotongan dan pembentukan logam, perakitan mesin, pengemasan, robotika, pencetakan dan penanganan material. Protokol dikelola oleh Sercos International dan versi saat ini adalah Sercos III. Sercos didefinisikan secara rinci dalam standar IEC 61158 dan IEC 61784.
5.15 SRTP (Protokol Transfer Permintaan Layanan)
SRTP adalah protokol untuk komunikasi perintah dan data ke PLC melalui PC. Ini digunakan oleh GE FanUC PLCS sebagai protokol komunikasi lapisan aplikasi.
5.16 Protokol Sinec H1
Sinec H1 adalah protokol lapisan transport yang dikembangkan oleh Siemens di mana berbagai protokol lapisan aplikasi dapat berjalan. Karakteristik bandwidth besar dari protokol ini membuatnya ideal untuk transmisi volume data besar.