Komunikačné protokoly v D2000

Pred vyše rokom sme zažili, že menej informovaný užívateľ, ktorý používal MES systém postavený na aplikačnom serveri reálneho času D2000, na pracovnej večeri poznamenal niečo takéto: "..ešte keby tá D2000-ka mala lepšiu podporu komunikačných protokolov.."

Takže ako to s "tou D2000-kou" je, čo sa týka komunikácií? Dnes sa pozrieme na implementované protokoly.

Za komunikáciu so zariadeniami v systéme D2000 zodpovedá proces D2000 KOM (výnimkou je protokol DLMS/Cosem, ktorý bol reimplementovaný procesom D2000 SGCom pre optimalizáciu obsluhy tisícov elektromerov v meteringových centrálach). Proces D2000 KOM implementuje rôzne komunikačné ovládače pre vyše 100 protokolov a protokolových variantov.

Možností klasifikácie protokolov je viacero - podľa použitej komunikačnej linky (sériové, súborové, TCP, UDP, OPC, s využitím externých knižníc výrobcov atď), chronologické (podľa roku implementácie či veku komunikačného štandardu), podľa podpory na rôznych platformách (protokoly používajúce rôzne knižnice výrobcov sú spravidla k dispozícii iba na platforme Win32) a iné.

Pokiaľ zaradujeme protokoly podľa priemyselnej oblasti, do ktorej patria, môžme ich kategorizovať napríklad takto:

Skúsme si stručne prejsť jednotlivé oblasti a o každom podporenom protokole napísať aspoň pár slov.

Protokoly v energetickom priemysle

ABB SRIO X3.28- komunikácia s ochranami firmy ABB (komunik. jednotka SRIO 500M systému ochrán SPACOM)
ABB Elektro- čítanie dát z elektromerov, zozbieraných systémom ABB Microscada a zverejnených ako súbory
ABB SPA-Bus- čítanie dát/zápis údajov z modulov digitálnych ochrán VN zariadení firmy ABB
DLMS/COSEM- sériová komunikácia so zariadeniami binárnym HDLC protokolom
IEC 60870-6 ICCP/TASE.2- komunikácia medzi riadiacimi centrami založená na MMS
IEC 61850- komunikácia s inteligentnými elektronickými zariadeniami (IED) na elektrických rozvodniach (ističe, ochrany, transformátory, spínače a iné)
IEC62056-21:2002 Serial- komunikácia s elektromermi, sériová varianta
IEC62056-21:2002 File I/O- komunikácia s elektromermi, varianta pre prácu so súbormi
Incos/VUVT PMEL 04- komunikácia s impulznými elektromermi Incos/VUVT PM_EL 04
L&G TOCCATA- komunikácia s Landis&Gyr (PRU1.64,RWP80,PRU10.64,PRV2.128) protokolom Toccata 1 a 2
L&G TOCCATA via UNIP2- komunikácia so zariadeniami KPX-02 a rádiomodemami RMMBX určenými pre autonómny zber dát protokolom TOCCATA
MESIT Devices- komunikácia s kapacitným hladinomerom od spoločnosti MESIT
MODBUS Circutor CVM- čítanie údajov z analyzátorov Circutor CVMk protokolom MODBUS RTU MASTER
MODBUS Client- sériová komunikácia podľa štandardov MODBUS RTU a MODBUS ASCII, TCP komunikácia podľa štandardu MODBUS TCP alebo variantu MODBUS over TCP
MODBUS Server- serverovská (slave) implementácia MODBUS RTU a MODBUS TCP
MODBUS RTU Quad2000- komunikácia s riadiacimi systémami Quad 2000 turbokompresorov firmy Cooper
MODBUS Valmet Damatic RTU- čítanie údajov z riadiaceho systému Valmet Damatic cez gateway RTU GTW:LIS protokolom MODBUS verzie RTU
MODBUS SCT PPU- komunikácia s telemetrickými stanicami pre diaľkový odpočet plynu
Remia E3- komunikácia s regulátorom 1/4 hodinového maxima Remia EEE
Telegyr 809 Server- protokol implementuje serverovú stranu štandardu Telegyr TG809 (v linkovo aj systémovo redundantných konfiguráciách)
Transcon DAP 128TC- čítanie a zápis dát do zariadení "Transcon DAP 128TC" a "Temar PRES-COM V2.00".
VONSCH VQfrem 400- komunikácia s vektorovými meničmi frekvencie VQfrem firmy VONSCH

Protokoly pre riadiace systémy a elektroniku

ALYA Gina - čítanie navážených hodnôt z váh (použiteľný iba pri zapojení jedinej váhy na linku)
ALYA Lubrikacie - čítanie/zápis údajov z riadiacich staníc lubrikačných nádržiek ALYA
ALYA MMP - komunikácia s komunikačným počítačom ALYA zabezpečujúcim zber údajov z čítačiek čiarového kódu a multimeracieho pracoviska (MMP) ALYA
ALYA SPOOL - čítanie navážených hodnôt z váh (použiteľný pri zapojení viacerých váh na linku)
ALYA VT200- čítanie navážených hodnôt z váhy VT200, načítava netto váhy a tara, čítanie znakov z klávesnice, čítanie čiarových kódov a ovládanie zabudovaného monochromatického LCD grafického displeja
AMiT ATOUCH32 DB-Net- zber dát so zariadeniami (modulárny riadiaci systém ADiS, kompaktné riadiace systémy ART267, ART4000, AMiRiS, AMAP, atď. a terminály, napr. APT3000, atď)
AMiT ARION- komunikácia s remote I/O modulmi firmy AMiT protokolom ARION
Microtel 700- komunikácia s RTU používanými v plynárskom priemysle
MEN-SMB2 device- komunikácia na ovládanie vstupno-výstupných periférií s integrovaným SMB2 rozhraním priemyselných počítačov MEN
MDIS device - komunikácia na ovládanie vstupno-výstupných periférií a HW watchdogu počítačov MEN
OneSoft devices - zber (v prípade zariadení SOFTCONTROL a OMOS aj zápis) dát z meračov tepla a riadiacich systémov firmy OneSoft

Automatizované a sieťové protokoly

Advantech ADAM 4000 Series- čítanie a zápis údajov do zariadení Advantech ADAM series 4000.
Advantech ADAM 5000 DeviceNet - komunikácia s modulmi ADAM 5000
Allen-Bradley CSP/PCC- komunikácia s Allen-Bradley PLC rady SLC500 cez TCP spojenie, DF1 gateway s SLC, ktoré komunikujú cez DH+ alebo DH485
Allen-Bradley DF1 Full Duplex- komunikácia so zariadeniami Allen-Bradley rady SLC-500
Allen-Bradley DH485- komunikácia pre priame pripojenie na zbernicu DH485 prostredníctvom komunikačnej karty KMFB02
BACnet- Building Automation and Control Networks je implementácia štandardu ANSI/ASHRAE 135-2001 pre riadenie inteligentných budov
Echelon LonTalk- komunikácia s "neurónovými" čipmi 3150 a 3120 technológie LonWorks
Fisher-Rosemount RS3 RNI- čítanie a zápis do systému Fisher-Rosemount RS3 prostredníctvom sieťového ethernet rozhrania RNI
Fisher-Rosemount RS3 SCI- komunikácia na prenos dát z/do rozhrania SCI riadiaceho systému Fisher-Rosemount RS3.
HOPF Mains Voltage Analysis Board 7515- komunikácia s meračom frekvencie Mains Voltage Analysis Board 7515
IEC 870-5-101- štandard IEC 60870-5-101:2003 v módoch "unbalanced" master aj slave a "balanced"
IEC 870-5-104 Client- čítanie a zápis údajov protokolom IEC870-5-104, pracujúcom na báze TCP sieťovej komunikácie - klientská strana, včítane podpory balancovaného módu a redundancie
IEC 870-5-104 Server- čítanie a zápis údajov protokolom IEC870-5-104, pracujúcom na báze TCP sieťovej komunikácie - serverovská strana, včítane podpory balancovaného módu a redundancie
IEC 870-5-104 Sinaut- komunikačný protokol ku IEC870-5-104 modifikovaný pre potreby systému Sinaut Spectrum
Johnson Controls N2-Bus- čítanie dát/zápis údajov do zariadení Johnson Controls rady DX9100 vybavených sériovým portom pre zbernicu N2 Bus
LoRaWAN/Sigfox- komunikácia so zariadeniami komunikujúcimi pomocou LoRaWAN a Sigfox (nízkopríkonové IoT technológie)
MT Printer- merania a informácie o udalostiach vytlačiť pomocou svojich špeciálnych tlačiarní Mettler Toledo
MQTT Client - komunikácia M2M (Machine to Machine) a v kontexte IoT (Internet of Things).
NMEA-0183 - komunikácia s GPS prijímačmi vysielajúcimi údaje podľa štandardu NMEA-0183
Orange GDEP- posielanie a prijímanie SMS a MMS správ, spracovanie WAP požiadaviek a hranie SMS hier
PCMBA/IEC870-FT1.2- priama komunikácia s RTU zariadeniami na regulačných staniciach plynu
PCMBA/IEC870-FT1.2 Scan- podpora odposluchu komunikácie medzi RTU zariadeniami na regulačných staniciach plynu a centrálnym dispečingom SPP
Terminal LFC (IEC 870-5) - čítanie a zápis údajov protokolom IEC870-5-101 so špeciálnymi úpravami pre LFC terminály firmy Energodata
RFE- komunikácia s röntgenovým analyzátorom chemického zloženia surovín
Siemens SAPHIR - konfigurácia a monitorovanie regulátorov radu Saphir a Climatix od spoločnosti Siemens
Siemens SIMATIC S7 ISO - čítanie dát/zápis údajov z riadiacich PLC automatov Siemens SIMATIC rady S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500 a LOGO
SMS gateway- podpora posielania/prijímania SMS, vytáčania/prijímania hovorov
SNMP- monitorovanie a správa sieťových prvkov protokolom SNMP v.1
Teltonika Codec14 - zber údajov z GPRS/GSM zariadení "Fleet Management Systems Unit" Teltonika typu FM4200

Priemyselné riadiace protokoly

Contal CR - komunikácia s bezkontaktnou čítačkou kariet Contal BCR-PD
Datalogger ESC8800 - komunikácia s dataloggermi ESC 8800 (meranie emisií) firmy Environmental Systems Corporation
Datalogger ESC8816 - komunikácia s dataloggermi ESC 8816, DLX1 a EDL 15 (meranie emisií)
Elcor ELGAS-2 (CP II) - komunikácia s prepočítavačmi množstva plynu ELCOR-2 a microELCOR-2
Elcor ELGAS Daniel - komunikácia s prepočítavačmi množstva plynu ELCOR-94 priamo alebo prostredníctvom koncentrátora DATCOM
HART- komunikácia protokolom HART cez prevodníky HART RS a HART ETH firmy Papouch pomocou ESL skriptu
Hivus- komunikácia s riadiacimi jednotkami (RJ) a dataloggermi (HDL) firmy Hivus
Honeywell Excel C-Bus- komunikácia so zariadeniami Honeywell na báze komunikačnej zbernice C-Bus, podporuje zariadenia Honeywell rady EXCEL (XL20, XL50, 500,....)
Hydrolab DATASONDE 4a TTY- čítanie údajov zo zariadení Hydrolab DATASONDE 4a
ID-Innovations RFID ASCII Protocol - načítanie ID údajov kariet z RFID modulov série ID firmy ID-Innovations.
ID-Karta IdxAPI - čítanie/zápis údajov zo snímačov identifikačných kariet ID-Karta typov ID898 a ID898K
IND690 - konfigurácia a získavanie dát z vážiaceho automatu Mettler Toledo IND690
L&G PROFIBUS PLC - komunikácia so zariadeniami Landis&Gyr na báze komunikačného protokolu ProfiBus
L&G PRV FUGGA - čítanie/zápis údajov do zariadení Landis&Gyr PRV 1.xx a 2.xx.
M-Bus Rev. 4.8- čítanie údajov zo zariadení podporujúcich protokol M-Bus podľa špecifikácie Rev. 4.8
MODBUS SCT PPU- realizuje komunikáciu s telemetrickými stanicami pre diaľkový odpočet plynu
OPC Data Access 2.05 & 3.0 Client- komunikácia pre klientskú stranu s OPC DA servermi podľa špecifikácii OPC DA ver. 2.05A a 3.0. a OPC HDA servermi podľa špecifikácii OPC HDA ver. 1.20
OPC Data Access Server - komunikácia s OPC DA klientmi
OPC Historical Data Access 1.20 Client - komunikácia pre klientskú stranu s OPC (OLE for Process Control) HDA serverami podľa špecifikácii OPC HDA ver. 1.20
OPC Unified Architecture Data Access Client - komunikácia s OPC UA servermi – nová generácia OPC
OPC Unified Architecture Data Access Server - komunikácia s OPC UA klientmi
OPC XML Data Access 1.01 Client- prechodný protokol medzi protokolmi OPC Data Access Client a OPC Unified Architecture Data Access Client
Paufex DIRAS- komunikácia s riadiacim systémom DIRAS firmy Paufex
Paufex DIRAS-B- komunikácia s riadiacim systémom DIRAS firmy Paufex, čítanie údajov je vykonávané efektívnejším blokovým spôsobom oproti pôvodnej verzií protokolu Paufex DIRAS
Premex CALMEX II- čítanie údajov z viacfunkčných kalorimetrických počítadiel typov VKP a VKPs
Servomex XENTRA 4900- čítanie údajov z kontinuálneho analyzátora emisií Servomex XENTRA 4900, v súčasnosti už používaný zriedkavo
Siemens SIMATIC 3964(R)- čítanie dát z PLC automatov Siemens SIMATIC rady S5 a S7 cez sériový komunikačný modul
Siemens SIMATIC RK512- čítanie dát/zápis dát z PLC automatov Siemens SIMATIC rady S5 a S7 cez sériový komunikačný modul
ZPA INMAT 64/65- čítanie údajov z meracích ústrední (kalorimetrov) INMAT 64 a INMAT 65
ZPA INMAT 51/66 - čítanie a zápis údajov do meracích ústrední (kalorimetrov) INMAT 66 a INMAT 51

Málo používané/ostatné protokoly

Generic User Protokol- generický protokol použiteľný na implementáciu jednoduchých protokolov prostriedkami ESL skriptu, prípadne jazyka Java
GPIO protokol - komunikácia so vstupmi/výstupmi Raspberry PI a na RPI založenom Techbase NPE X500
OMV24- komunikácia s plynárenskými partnermi protokolom TRANSGAS - RUHRGAS - OMV
Alfa Laval Combimass - komunikácia s prietokomerom Alfa Laval Flow Combimass
ASCII Client/Server - generický textovo orientovaný protokol
Diamo-L KOS/SOS - komunikácia s RTU stanicou Diamo-L KOS/SOS
Honeywell PCNM - komunikácia so serverom Honeywell PCNM
KMZ Lite Protocol - komunikácia s GPRS/GSM zariadeniami firmy Teltonika, základná verzia
KMZ Protocol - komunikácia s GPRS/GSM zariadeniami firmy Teltonika, rozšírená verzia
MODBUS Telemecanique TSX - komunikácia s PLC TSX firmy Telemecanique variantom protokolu Modbus
Plantscape ODBC - komunikácia so systémom Honeywell Plantscape cez ODBC rozhranie
Remia KME - komunikácia s koncentrátorom elektromerov
SAE RTU - komunikácia s RTU firmy SAE Control Žilina na diaľkové monitorovanie regulačnej stanice plynu
SHMU Data - komunikácia s SHMU cez modemové spojenie
Wonderware Industrial SQL - komunikácia s Wonderware Historian serverom

Záver

Ako je vidieť z predchádzajúcich niekoľkých stránok, zoznam protokolov podporených v systéme D2000 je rozsiahly. Niektoré z nich sú jednoduché a jednoúčelové, iné sú rozsiahle. O ich vlastnostiach a implementácii boli napísané samostatné blogy (napr. IEC-104. IEC-101, BACnet, M-Bus, Hart, Modbus, DLMS/Cosem).

V súčasnosti vidieť jednak určité konvergenčné trendy (snaha implementovať protokol OPC-UA priamo v PLC a nahradiť ním rôzne proprietárne protokoly - viď výrobcov ako B&R alebo Siemens). A zároveň vznikajú nové protokoly ako MQTT alebo AMQT ako dôsledok fenoménu IoT a potreby unifikovať komunikáciu rôznych IoT zariadení.