طبقه بندی سوئیچ صنعتی و نقش آنها در شبکه صنعتی

سالهای اخیر مسئله بر قراری ارتباط در پروسه های صنعتی رشد چشمگیری داشته است. پیش از این ارتباط درصنعت و پرو سه های کنترل صنعتی به فرستادن سیگنال از جانب یک مرکز کنترل به مرکز فرماندهی خلاصه می شد، اما امروزه تمام کنترل کننده های کوچک و بزرگ (PLCs) در هر نقطه ای از فیلد که باشند باید با یکدیگر و در نهایت بامرکزکنترل مربوط به خود ارتباط بر قرار کنند و همین امر باعث پیچیده شدن هرچه بیشتر سیستمهای ارتباطی خواهد شد.



PLC ها امروزه طوری طراحی و سا خته می شوند که بجز وظیفه اصلی و مهم خود که همان اجرای فرامین کنترلی تعریف شده و کنترل اتو ماتیک یک پروسه صنعتی است، بتوانند موارد مهم دیگری از قبیل برقراری ارتباط با مرکز کنترل و دیگر کنترل کننده های داخل فیلد را نیز بر عهده بگیرند. بنابراین در ساختار داخلی آنها پیش بینی های لازم جهت استفاده از ابزار ها و لوازم خاص ارتباطی صورت گر فته است.

به عنوان مثال می توانیم یک سیستم PLC که در محل خط تولید قرار دارد و توسط ترمینال مخصوص شبکه محلیLAN(Local area network)  به ماشینهای مرکز کنترل که در محل اتاق کنترل کار خانه قرار دارند،متصل کنیم و از همانجا ، PLC را کنترل کنیم.

مثلا می توانیم بهPLC  فرمان دهیم تا رو تین کنترلی مربوط به تولید قطعه ای خاص را اجرا کرده ، فرامین آنرا صادر کندو همچنین بر روند کل پروسه نظارت کامل داشته باشد.

سپس نفر بعدی که در شیفت بعدی فعالیت می کند ، می تواند یک گزارش کامل از چگونگی کنترل پروسه توسطPLC مورد نظر را تهیه کرده و از روی آن تعداد قطعات سالم و خراب و حتی زمانهای از دست رفته و تلف شده در حین تولید را محاسبه کند.

مرکز تعمیرات کارخانه نیز می تواند با استفاده از روشهای ارتباطی و مخابراتی ، از بروز اشکال در هریک از ماشینهای کار خانه اطلاع حاصل کرده و پرسنل تعمیر کاری را جهت رفع اشکال اعزام دارد، مرکز تعمیرات حتی می تواند با اطلاع داشتن از وضعیت کلیه ماشینهای خراب، اولویت تعمیر را به هر کدام از آنها واگذار کند.


شبکه های محلی در محیط های صنعتی امروزه امکان استفاده های مختلفی را برای بخش ها و قسمت های مختلف کارخانه فراهم آورده اند،به عنوان مثال سیستم شبکه محلی کامپیوتر ها بین بخش های مختلف کارخانه که شامل امکانات پست الکترونیکی و انتقال اطلاعات بین کارمندان است،می تواند در کنار شبکه های صنعتی PLC ،روی لینک شبکه محلی LAN قرار گیرد و یک سیستم ارتباطی جامع را پدید آورد.

معماری شبکه:

در سالهای اخیر تولید کنندگان تجهیزات الکترونیکی و خصوصا سازندگان کنترلر ها و PLCها متو جه ساخت سیستمهای ارتباطی شده اندو اغلب آنها را ههایی را برای ارتباط بین سیستم های کنترل ساخت خو دشان پیشنهاد می کنند.

اما با گذشت زمان و پیشرفت روز افزون صنایع و رشد چشمگیر آنها استفاده از یک نوع کنترلر و PLC در تمام سطوح کارخانه ای بزرگ امری غیر ممکن می نماید و بنابراین باید چاره ای اندیشید تا کنترلرها وPLCهای مختلف از مارک ها و مدل های مختلف که هر کدام به کنترل سیستمی خاص می پردازند(مثل کنترلر دستگاههای CNCیا روباتهای مونتاژگر) بتوانند با یگدیگر ارتباط بر قرار کنند

بنابراین مدلی جامع متشکل از هفت لایه مجزا،به نام مدل ISO برای تعریف شبکه در نظر گرفته شد،.



تمام تجهیزات الکترونیکی در زمینه شبکه های ارتباطی امروزه از یک یا چند لایه از این مدل استفاده می کنند و فعالیتهای ارتباطی خود را تحت پوشش این استاندارد قرار داده ا ند. در این بخش سعی خواهیم کرد که تو ضیح مختصری در مورد هر یک از لایه ها به شما ارائه دهیم.

لایه فیزیکی(Physical Layer):

ساده ترین لایه موجود لایه فیزیکی است که در موردشرایط جابجایی سیگنال های الکتریکی در طول خطوط و ما بین ابزار های مختلف شبکه به بحث می پردازد.

نوع و شرایط کابل ها و سیم های ارتباطی و انواع سیگنال های مختلف مثل سیگنالهای و پالسهای on/offو شرایط انتشار آنها در این بخش مورد بحث قرار می گیرند،

اما مقوله تشخیص خطا و رفع آن در محدوده کاری لایه فیزیکی نمی باشدو تنها در مورد رابطه های فیزیکی که کانال های مختلف را به هم مرتبط می کنند، صحبت می کند.

لایه دیتالینک(Data link Layer):

این لایه در ترکیب با لایه فیزیکی می تواند ضریب اطمینان کار با شبکه را تا حد بسیار زیادی بالا ببرد، زیرا این لایه به بحث در مورد تشخیص خطا یاError Detection می پردازدو همچنین پس از پرداختن به مقوله تشخیص خطا در امر رفع ان خطا نیز راه حل های مناسبی را ارائه خواهد کرد.

بنابراین بحث در مورد Error Detectionو Error Recovery از مباحث مربوط به این بخش می باشد.همچنین موارد دیگری نظیر کنترل جریان اطلاعات یاData Flow که شامل نکاتی از قبیل زمان شروع و پایان ارسال و دریافت اطلاعات، تعاریف مربوط به بسته بندی یاPackage  اطلاعات (طول کلمه دیتا و چگونگی شروع و خاتمه ان) تعاریف مربوط به زمان بندی بر قراری ارتباط جهت ارسال و دریافت اطلاعات ، چگونگی اعلام دریافت اطلاعات با و بدون خطا توسط گیرنده،تعاریف مربوط به زمان لازم برای ماندن در حالت انتظار جهت دریافت و ارسال اطلاعات و مواردی دیگرشبیه به اینها هستندنیز در حوزه کار لایه دیتالینک قرار دارد.

لایه شبکه(Net work Layer):

کار این لایه ارائه یک مکانیزم مناسب و کارآمد برای شبکه سراسری است در واقع این لایه یک مکانیزم ارائه اطلاعات برای لایه انتقال دهنده آنها ارائه می دهد،مثل شبکه ای از چند PLC مختلف که اطلاعات کلی خودشان را به یک کامپیوتر اصلی ارائه می دهند.

لایه شبکه از ترکیب سخت افزار و نرم افزار های مناسب برای ارائه پروتکل های کارامد ارتباطی نظیر X.21,X.25,X.75 استفاده کرده و مناسب ترین روش های فشرده سازی اطلاعات جهت دستیابی به سرعت های بالاتر ارتباطی را ارائه می دهد.

لایه انتقال(Transport Layer):

این لایه در مورد اتصال وارتباط یک شبکه با شبکه ای دیگر صحبت می کند،در واقع از این لایه به بعد،شبکه خیلی تخصصی تر و دقیق تر شده و هرکدام می توانند پیچیدگی های خاص خو دشان را داشته با شند،اما اغلب شبکه دارای نکات بسیارمشابهی در سه لایه اولیه هستند.

در این لایه همچنین درمورد استفاده از لایه های بالاترجهت نظارت برکار لایه هایپائین تربحث می شود.

Session Layer

این لایه در مورد برقراری یک جلسه ارتباطی از طریق شبکه، بین دو کاربر مختلف صحبت می کند،بحث اصلی در مورد برقراری ارتباط، نگه داشتن آن در طول زمان تعیین شده و در نهایت قطع ارتباط در موقع لازم ، می باشد.

به عنوان مثال دفتر تعمیرات کارخانه می تواند از طریق ارتباط با شبکه داخلی کارخانه با قسمت تدارکات ارتباط برقرار کرده و مو قع خرید لوازم مورد نیاز را گزارش دهد، استاندارد های تعریف شده برای این لایه عبارتند از: CCITT,X212,ISO8326

Application Layer

این لایه امکاناتی را جهت هماهنگ کردن تمام لایه ها با یکدیگر جهت برقراری ارتباط و ارسال و دریافت اطلاعات با لایه ها و شبکه های دیگرارائه می دهد و اگر اختلافی بین لایه های مختلف و سیستم های مختلف وجود داشته باشد، این لایه می تواند راه حلی مناسب جهت هماهنگی ارائه دهد.

به عنوان مثال فرض کنید که نرم افزاری خاص روی یکی از ترمینال های کارخانه در سال 1980نصب شده و هم اکنون نیز بکار خود ادامه می دهد و نرم افزار دیگری مثل یک سیستم پست الکترونیکی در سال 1990 در شبکه دفتر کار خانه قرار گرفته،لایه application می تواند مشکلات بر قراری ارتباط بین آنها را بر قرار کند.



استاندارهای معروف لایه فیزیکی شبکه های صنعتی

RS-232 : معمولترین و همگانی ترین استاندارد لایه فیزیکی RS-232 می باشد که سیر تکاملی آن از RS-232-C تا RS-232-F است. حداکثر انتقال داده به علت دامنه و ولتاژ زیاد نسبت به پروتکل های دیگر کمتر است (حدود 115kbps ). حداکثر فاصله دو ایستگاه 16 متر است و دو نوع سیم بندی(9و 25 رشته) در آن استاندارد شده است .

ماوس ، صفحه کلید و مودم کامپیوترهای شخصی از این درگاه استفاده می کنند.محدوده ولتاژ “1” منطقی در RS 232-C  از 3- تا 15- و “ 0” منطقی از3+ تا 15+ است.

RS-449  : این استاندارد جایگزین RS 232در سرعتهای بالاتراز 20kbps  شده است. دو نوع اتصال 9و 37 برای آن معرفی و استاندارد شده است. این استاتدارد هم اکنون منسوخ شده است و لیکن هنوز برخی از دستگاهها برای ارتباطات از این استاندارد استفاده می کنند.

RS-530 : توسعه یافته RS-449 و RS- 232 است و برای سرعت های بالا تر از 20kbps  مناسب است. این استاندارد از خطوط بالانس وبرای اتصال ازDB-25 استفاده می نمایند به هر دو صورت سنکرون و آسنکرون قابل استفاده است و می تواند در دو حالت دو سویه و یک سویه کار کند. فاصله دو ایستگاه طبق استاندارد 60 متر است.

RS-423  : این استاندارد در حقیت توسعه یافته RS 232 است تغییرات اساسی آن افزایش تعداد ایستگاهای گیرنده ،مسافت ارسال و سرعت می باشد.

این پروتکل یک فرستنده را به چند گیرنده (تا ده ایستگاه) متصل می کند و حداکثر فاصله انتقال داده برای آن 1200 متر است . یکی از عوامل محدود کننده سرعت Slew Rate  است . بدین معنا که دامنه ولتاژ در RS 232بالاست و به همین علت دست یافتن به سرعت بالا با توجه به خازن خط و پیچیدگی مدار مشکل است . برای افزایش سرعت لازم است دامنه سطوح و لتاژ کاهش یا بد . در همین راستا ولتاژ منطقی “1”در RS 423 برابر 3.6v- تا 6v-  است و ولتاژ“0” منطقی برابر 3.6v تا 6v  است . بدنبال این تغییر، سرعت انتقال داده در RS 423 چهار برابر RS 232 است .

RS-422 : شباهت زیادی به RS 232دارد ولی تا 16گیرنده را پشتیبانی می کند. این پروتکل که از خطوط بالانس برای انتقال داده استفاده می کند، اثر نویز پذیری را بشدت کاهش داده است . در ورودی گیرنده ها از تقویت کننده دیفرانسیل استفاده شده است لذا به نسبت حذف مد مشترک ، نویز از بین می رود. بیشترین سرعت این پروتکل در 3 متر فاصله ، برابر 10Mbps است حداکثر فاصله می تواند 1200 متر باشد که متناسب باآن سرعت کاهش می یابد.

گیرنده و فرستنده بصورت ولتاژی کار می کند(از سیگنالهایی با جنس ولتاژی استفاده می کند)که این نوع رفتار باعث نویز پذیری بیشترنسبت به جریان می شود.

RS-485 : بیش از 32 فرستنده و گیرنده را پشتیبانی می کند. در این استاندارد می توان بیش از یگ گره را به عنوان رئیس (Master)معرفی نمود زیرا مدارت سه وضعیتی هستند و با کمک یک مدار جانبی حالتهای مختلف یک خط را کنترل می کنند و به این روش گره هم قابلیت دریافت و هم ارسال خواهند داشت . در این پروتکل انتقال داده به صورت جریانی انجام می گیرد و بیشترین اعوجاج را در ورودی می پذیرد. اثر نویز در انتقال جریانی کمتراز ولتاژی است زیرا میزان انرژی که بتواند جریانی را تولید کند و بر سیگنال جریان اثر بگذارد ، از معادل ولتاژی بیشتر است .

بیشترین مسافت برای ارسال داده 1200 متر و رعایت حداقل طول (30m)برای سیم رابط اتصال کابل شبکه به گذرگاه الزامیست. استفاده فراگیر از RS 485باعث ساخت کارتهای کامپیوتری و انواع مبدل برای این پروتکل شده است.

گذرگاه H1 : این استاندارد در IEC 1158-2تعریف شده است و با سرعت 31.25Mbps  برای شبکه سازی سطوح بسیار اتوماسیون صنعتی یعنی سنسور-محرک استفاده می شود .سیم کشی بصورت زوج سیم بهم تابیده بطول 1900 متر و همچنین 32 دستگاه متصل ، که از همان دو سیم تغذیه می شود ، پیاده سازی می شوند. در صورتی که حفاظت و اطمینان واقعی مورد نیاز باشد، استاندارد، استفاده از4 دستگاه متصل به شبکه رامجاز می داند. امروزه این پروتکل در میان استانداردهای گذرگاههای صنعتی جایگاهی ویژه پیدا کرده است.

گذرگاه H2 : گذرگاهی با سرعت بالا (حدود 100Mbps)است برای ایجاد شبکه در لایه میانی شبکه های صنعتی نظیر لایه سلول مناسب است.

( Highway Addressable Remote Transducer) HART  : یک پروتکل ارتباطی که به صورت چشمگیری در صنعت مورد استفاده قرار گرفته استHART.   از یک فرکانس سطح پایین سینوسی برای انتقال داده دیجیتال به مقصد استفاده می کند.

این فرکانس برای صفر و یک منطقی 1200Hz و2200Hz است سرعت انتقال داده در ان به 1200bps محدود می شود که ضعف عمده این پروتکل ارتباطی است. مزایای این پروتکل عملکرد چند انشعابی، انتقال روی دو رشته سیم، کارکرد مناسب در محیطهای پر نویز و قابلیت برقراری ارتباط بین تجهیزات تولید کنندگان مختلف (Interoperability) می باشد.

معرفی واسطهای انتقال و عوامل موثر در انتخاب:

منظور از واسط انتقال ، نوعی اتصال فیزیکی میان ایستگاهای شبکه است که به واسطه ان پیغام ها میان دو یا چند استگاه ردو بدل می شوند. معروف ترین واسطهای انتقال در شبکه ها ، کابل کواکسیال، زوج سیم بهم تابیده و فیبرنوری می باشند که در ادامه خلاصه ای از ویژگیهای انها بیان خواهد شد. واسطهایی همچون گیرنده های رادیویی و مادون قرمز و همچنین خطوط انتقال تلفن و ماهواره ها نیز در برخی مواقع مورد استفاده قرار می گیرند.

1- کابل کواکسیال: این خط انتقال از یک هادی استوانه ای پر شده از دی الکتریک و یک هادی مرکزی تشکیل شده است. این واسط انتقال فیزیکی معمولا در اشکال 50،75،91  اهم تولید می شوند. که درشبکه های 10Mbps و 100Mbps  بخوبی قابل استفاده هستند.برای مثال شبکه های محلی 10 base 5،10 base 2، 10 base T به ترتیب در فواصل 500، 200 و100متر مورد استفاده قرار می گیرند.نویز پذیری کابل کواکسیال در مقایسه با انواع مسی ( نظیر زوج سیم بهم تابیده) کمتر است. زیرا روکش مناسب تری برای آن استفاده می شود. بنابراین جهت انتقال در فواصل نسبتا طولانی نیز استفاده می شوند.

این کابلها علاوه بر استفاده عمومی در انتقال دیجیتال شبکه های محلی (LAN) که آن را base band گویند در ارسال داده های آنالوگ آنتن تلویزیون نیز بکار گرفته می شود.این نوع انتقال در اصطلاح broad band نامیده می شود.

2- زوج سیم بهم تابیده: همچنان که از نام آن پیداست از بهم تابیدن دو هسته مسی عایق دار تشکیل شده است و در نوع روکش دار یا STP و بدون روکش یا UTP تولید می شود.درنوع روکش دار، برروی سیم های تابیده یک عایق مخصوص پیچیده می شود که در نوع بدون روکش تنها به یک روکش از جنس PTC اکتفا شده است.ETA/TIA پنج استاندارد را برای زوج سیم بهم تابیده بدون روکش پیشنهاد می کند که عبارتند از:cotegory1 تا cotegory5. نوع اول برای خطوط تلفن در دو رشته ،پیشنهاد و استاندارد شده است. نوع دوم به منظور انتقال داده در سرعت 4Mbps توسط جهار زوج سیم و نوع سوم تا سرعت 10Mbps  قدرت انتقال داده را دارد و گاهی در شبکه های ATM بکار می رود.

3- فیبر نوری :انتقال در خطوط فیبر نوری به روش تابش امواج نوری میان آئینه های موجود در فیبر صورت می گیرد. واضح است که برای اتصال فیبر به دستگاههای الکتریکی در ابتدا و انتهای آن ، مبدل سیگنال الکتریکی به امواج نوری و یا بر عکس آن استفاده می شودآنچه از ماهیت این واسط فیزیکی مشخص می گردد این است که تلفات انرژی در این خطوط بسیار کم است در نتیجه بدون استفاده ازتکرار کننده امکان انتقال تا مسافت طولانی (حدود 10 کیلو متر) وجود دارد. نویز الکترو مغناطیسی بر این خط بی اثر است و لیکن بیش ازسایر خطوط انتقال نیاز به محافظت فیزیکی دارد و اسیب پذیری آن بالاتر است. طراحی و پیاده سازی شبکه با استفاده از این خطوط به نسبت گرانتر وپیچیده تر از سا یر واسط های انتقال است و نکته قابل توجه در مورد فیبر نوری این است که به دلیل عدم بروز خطا بر اثرتداخل امواج الکترو مغناطیسی،پروتکل های لایه پیوند در این نوع شبکه ها می تواند بسیار ساده باشد.

همچنین امکان شنود در آن دشواراست و بهمین دلیل کاربرد نظامی دارد.



عوامل موثردر انتخاب واسط انتقال:

در انتخاب واسط انتقال موارد زیر حائز اهمیت هستند:

1- میزان نویز پذیری خط انتقال

2- تلفات خط: تلفات ACناشی از اثر پوستی و تلفات دی الکتریک و همچنین تلفات DCناشی ازهدایت خط و نیز تلفات ناشی از نشتی جریان و ولتاژ خط بدلیل وجودخازن وسلف توزیع یافته در طول خط را گویند.در کابلها باکیفیت بالا تلفات هدایتی و دی الکتریک در مرتبه هم قرار می گیرند.

3- هزینه های ساخت و نگهداری خط انتقال

4- سادگی

5- پهنای باند خط انتقال با سرعت انتقال داده

6- پشتیبانی ازپیشرفت فناوری

پروتکل ها و استانداردها:

با نگاه کردن به مدل هفت لایه ای ISO، می توانید ببینید که نرم افزارها و استانداردهای بسیار زیادی برای انجام این امور به کار گرفته شده اند.

در واقع بحث ایجاد استاندارد ها و قوانین، بحث بسیار وسیع و گسترده ای است،زیرا تقریبا هر گروه و سازمانی که به شکلی در ارتباط با این مسائل فعالیت می کند، سعی کرده تا روشی بر مبنای روتین ها ی کاری متداول خود ارائه دهد که نهایتا به تعریف استانداردهای مختلف و متفاوتی انجامیده است.

اما در سال های اخیر بحث در مورد مدل های استاندارد ارائه شده توسط سازمان های معتبری چون ISOیاInternational Standard Organization  وهمچنین موسسه دیگری به نام CCITTیا

Consultative Committee On International telegraphy and telephony  بسیار جدی شده و مدل های قابل قبول این سازمانها به صورت وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند،در اینجا به شرح مختصری در مورد چند پروتکل مهم خواهیم پرداخت.

استاندارد های اترنت: IEEE 802 Ethernet

در سا ل های اخیر گرو هی از تولید کنندگان و فروشندگان تجهیزات الکترونیکی شبکه تصمیم گرفتند تا استاندارد های خاصی را برای شبکه محلی LAN تصویب کرده و ثبت کنند، این گروه از شرکتها نظیر   DEC,Intel,Xerox  تشکیل شده بود و استاندارد تولید شده برای LANبه نام Ethernet،نام گذاری شد.

Ethernet  پس از آن به صورت گسترده موردا ستفاده عمومی قرار گرفت تا اینکه سازمان IEEE  بر آن شد تا انجمنی برای مطالعه و بررسی سیستمهای Ethernet وارائه قوانین و پرو تکل های جدید در این زمینه تشکیل دهد و نام این انجمن راIEEE 802  قرار دادند.

قوانین ارایه شده توسط این سازمان ها اغلب بر لایه های دیتالینک و فیزیکی اعمال می شود و Ethernetکاربران زیادی در سطح جهان دارد.

پروتکل MAP :

در سال های 1980 شرکت جنرال موتورز(GM) طی یک بررسی طو لانی یکی از بزرگترین مشکلات سیستم خود را نداشتن ارتباط مناسب بین ابزار ها،

ماشین ها و قطعات مختلف در کارخانه عنوان کرد و جهت رفع این مشکل برآن شد تا پروتکلی را بین قسمت های مختلف بر قرار سازد و مشکل ارتباطی خود را بدین ترتیب حل کند.

نام این پرو تکلMAP  است که جهت بر قراری ارتباط بین سیستم های کنترل وPLC های مختلف سا خت شرکت های متفاوت بکار می رود و به این سیستم ها اجازه می دهد که با یگدیگر صحبت کنند.

MAP پس از آن بسیار مورد توجه قرار گرفت و نسخه های جدید آن مثل:

MAP2.0 MAP2.1, MAP 3.0  نیز به بازار آمدند و پروتکل MAPدر واقع بنیانگذار شبکه های محلی صنعتی بودکه امروزه در کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرد.

پروتکل Technical Office Protocol :TOP

در سالهای بعداز ابداع پروتکل MAP شرکتهای دیگری در مورد آن نظر دادندو به بحث و تولید استاندارد های جدید برای آن پرداختند، از جمله این شرکتها می توان به شرکت هواپیما سازی بوئینگ اشاره کرده که به دنبال را ه حلی مناسب جهت ارتباط کامپیوتر های دفتر طراحی که مشغول طراحی هواپیما بودند،می گشت و از آنجایی که این ارتباط بین نرم افزا های طراحی مثل CADDیا CAM برقرار می شد و نوع کار ،کاملا دفتری است این پرو تکل به نام TOPو یا Technical Office protocolشناخته شد.

پروتکل Transmission Control Protocol Internet :  TCP/IP

TCP/IP  یکی دیگر از استانداردهای شبکه است که در حین مطالعه و بررسی شبکه های صنعتی در کارخانه ها با آن مواجه خواهید شد ،این پروتکل برای لایه های 3و4 از مدلISO طراحی شده است.

TCP عمدتا برای لایه انتقال یاTransport طراحی شده و پروتکل Internetبرای لایه شبکه یا Network layer طراحی شده است.بنابراین هر دو آنها به تجهیزات مختلف از سازندگان متفاوت اجازه بر قراری ارتباط وتبادل اطلاعات را می دهد. این سری از پروتکلها توسط DODیا Department of Defense  طراحی و ارائه شده است.

پروتکل System Network Architecture: SNA

شرکتIBM  جهت پشتیبانی از محصولات خود که فروش بسیار خوبی نیز دارد،در سالهای گذشته اقدام به طراح و ابداع گروهی از استاندارد ها وپروتکل ها نمود.پروتکل SNA تمام رویه های استاندارد مدل ISOرا بجز لایه فیزیکی در بر می گیرد.

پروتکل Manufacturing Message Specification : MMS

این پروتکل نیز یک پروتکل استاندارد هفت لایه ایی بر اساس مدل ISOاست که برای برقراری ارتباط بین دستگاههای مختلف در شبکه های شبیه بهم بکار گرفته می شود. از انجایی که سیستمهای مختلف دارای امکانات و ابزار مختلف و گوناگون هستندبراحتی نمی توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.پروتکل MMSبرای رفع این اشکال و پر کردن خلأ موجود در سیستم ارتباطی کارخانه هاابداع کردند که براحتی می تواندانتظارات فوق را برآورده سازد.

استاندارد Field bus :

همزمان با اتفاقات فوق و پیشرفت های چشمگیر صنعت ارتباطات در آمریکا،در اروپانیز صنعت ارتباطات دچار تغییر و تحول اساسی شد و سیستمهای مشابه سیستمهای آمریکایی در اروپا به بازار آمدند.

استانداردهای اروپا از یک سیستم بنام فیلدباس استفاده می کنند که بسیار شبیه به مدل هفت لایهISO  است و از یک مدل استاندارد پنج لایه ای جهت انجام امور استفاده می کند.

این استاندارد با ترکیب لایه های فیزیکی و دیتالینک به استاندارد های دیگری به نام

DINV 19245 TI.DIN که گروهی از استانداردهای آلمانی هستند.

مدل هفت لایه ایی به شش لایه ای و سپس با ترکیب لایه هایSession،Presentationو همچنین قسمت انتهایی لایه Application به یک لایه تحت عنوان APمدل خود را تکمیل کرده و شروع به کار می کند.

استاندارد Profibus:

یک استاندارد برای شبکه های صنعتی و ارتباط بین شبکه ها است که توسط شرکت زیمنس در اروپا طراحی شد و تحت استاندارد فیلد باس به ثبت رسید .

شرکت زیمنس در سالهای اخیر تعدادی از سیستمهای کنترل شرکتهای آمریکایی مثلTexas Instrumentرا خریداری کرد و سعی در برقراری ارتباط بین سیستمهای خود و نمونه های آمریکایی داشت و از آنجایی که نیرو و دانش فنی بسیار خوبی برای انجام طراحی در زمینه سخت افزار و نرم افزار در اختیار داشت اقدام به ارائه استاندارد جدیدی به نام Profibus نمود

پروتکل های صنعتی :

AS-i  : مخفف عبارت Actuator-sensor interface که یک ولتاژ سطح پایین 2 سیمه تولید می کند و برای ارتباط دستگاه های دیجیتال و آنالوگ به کار می رود.
: BSAP  مخفف عبارت Bristol Standard Asynchronous Protocol که توسط شرکت بریستول بابکاک توسعه داده شده است. این پرتوکل برای ارتباط همزمان در شبکه های محلی سرعت بالا و ارتباط غیر همزمان برای شبکه های کم سرعت با وسعت زیاد مناسب است. و از آن می توان به صورت master/slave در شبکه استفاده کرد.
  :  CC-Link Industrial Networks  توسط CLPA پشتیبانی می شود.
:  CIP  مخفف عبارت Common Industrial Protocol که می تواند به عنوان لایه کاربردی مشترک با DeviceNet و CompoNet و ControlNet و EtherNet/IP استفاده شود.
  :  Controller Area Network  که در بسیاری از شبکه ها مانند CANopen و DeviceNet پیاده سازی شده است.
  :  ControlNet  این پروتوکل یکی از زیر شاخه های CIP است که توسط شرکت آلن بردلی توسعه یافته است.
  :  DeviceNet  این پروتوکل یکی از زیر شاخه های CIP است که توسط شرکت آلن بردلی توسعه یافته است.
  :  DF-1  از این پرتوکل در PLCهای سری 5 ، SLC-500 و MicroLogix آلن بردلی استفاده می شود.
  :  DirectNet  برای ارتباط بین PLCها استفاده می شود.
:   EtherCAT  مخفف عبارت Ethernet for Control Automation Technology یک سیستم مبتنی بر اترنت با کارایی بسیار بالا است. هدف از توسعه EtherCAT به روز رسانی داده های اترنت در زمان کوتاه با خطای کم و هزینه سخت افزار پایین بود.
   : EGD  مخفف عبارت Ethernet Global Data که در PLCهای فانوک (fanuc) استفاده می شود.
  :  EtherNet/IP  که IP مخفف عبارت Industrial Protocol یا پروتکل صنعتی است. این پروتکل یکی از کاربردهای CIP است که توسط راکول (Rockwell) توسعه یافته است.
:   Ethernet Powerlink  یک پروتکل باز (open protocol) است که توسط گروه Ethernet POWERLINK Standardization یا (EPSG) مدیریت می شود.
  :  FINS  که متعلق به شرکت امرن (omron) است و در بیشتر شبکه های صنعتی (به عنوان مثال اترنت) استفاده می شود.
    FOUNDATION fieldbus
:   HART Protocol  مخفف عبارت Highway Addressable Remote Transducer Protocol یک پیاده سازی اولیه از فیلدباس و برای استفاده در شبکه هایی که از سطح آنالوگ 4-20 میلی آمپر استفاده می کنند بسیار عالی است. این پروتکل توسط شرکت Rosemount و در سال 1986 توسعه یافته است.
  :  HostLink Protocol  یک پروتکل متعلق به شرکت امرن (omron) است و در بیشتر لینک های سریال استفاده می شود.
   : Interbus  یک پروتکل ارتباطی بین لینک های سریال است. این پروتکل بخشی از PROFINET IO است.
  :  MACRO Fieldbus  کنترل حرکت با حلقه بصری  که توسط شرکت Delta Tau Data Systems توسعه یافته است.
:   MECHATROLINK  یک پروتکل باز است که توسط شرکت Yaskawa توسعه یافته است.
  :  MelsecNet  این پروتکل توسط شرکت میتسوبیشی الکتریک پشتیبانی می شود.
    Modbus PEMEX
:   Modbus Plus  این پروتکل در شبکه هایی که از ارتباط RS485 استفاده می کنند مورد استفاده قرار می گیرد و از استاندارد رمز عبور (token) برای تبادل اطلاعات استفاده می کند.
  :  Modbus  این پروتکل توسط شرکت اشنایدر الکتریک در سال 1979 و برای کنترل PLCها توسعه داده شده است. این پروتکل قادر است تا تقریباً 240 دستگاه را پشتیبانی کند. معمولاً از این پروتکل در شبکه هایی که یک سمت کامپیوتر به عنوان ناظر و در سمت دیگر یک ارسال کننده اطلاعات مانند RTU قرار دارد استفاده می شود. به عنوان مثال می توان به سیستم کنترل نظارتی و اکتساب داده ها (SCADA) اشاره کرد.
  :  OSGP  مخفف عبارت Open Smart Grid Protocol یک پروتکل با استفاده گسترده در دستگاههای هوشمند شبکه شده که طبق استاندارد ISO/IEC 14908.1 ساخته شده اند است.
   : Optomux  یک پروتکل شبکه سریال (RS-422/485) که اصالتاً توسط شرکت Opto در سال 1982 توسعه یافته است. این پروتکل جزو پروتکل ها متن باز است و در طول زمان برای استفاده در اتوماسیون صنعتی بهینه شده است.
   : PieP یک پروتکل فیلدباس به صورت متن باز است.
   : Profibus  مخفف عبارت Process Field Bus یک استاندارد برای ارتباط فیلدباس در شبکه های صنعتی است که اولین بار در سال 1989 توسط BMBF (بخش آموزش و پژوهش آلمان) پیشنهاد شد و سپس توسط شرکت زیمنس استفاده شد. این پروتکل به صورت متن باز نیست.
   : PROFINET IO  از این پروتکل برای شبکه های کامپیوتری که در شبکه های صنعتی به کار می روند استفاده می شود. پروفی نت از استانداردهایی مثل TCP/IP و اترنت استفاده می کند. ساختار ماژولار پروتکل پروفینت به کاربر این اجازه را می دهد تا در کاربردهای مختلف از امکانات مختلف این پروتکل استفاده کند.
  :  RAPIEnet  مخفف عبارت Real-time Automation Protocols for Industrial Ethernet
  :  Honeywell SDS  مخفف Smart Distributed System که توسط شرکت "هانی ول" توسعه داده شده است. و در حال حاضر توسط شرکت Holjeron ساپورت می شود. این پروتکل مبتنی بر اترنت است.
  :  SERCOS interface  مخفف عبارت serial real-time communication system interface یک رابط دیجیتال است توسط شرکت SERCOS  که برای کنترل حرکت و کنترل درایور سرووهای دیجیتال بهینه شده است.
   : SERCOS III  نسخه سوم مبتنی بر اترنت از استاندارد ارتباط زمان واقعی (real-time) شرکت SERCOS است.
   : GE SRTP برای PLCهای فانوک به کار گرفته می شود.
  :  Sinec H1  برای تجهیزات زیمنس استفاده می شود.
  :  SynqNet  این پروتکل توسط شرکت Danaher در سال 2001 توسعه داده شده است. این پروتکل برای ارتباط همزمان بین چندین دستگاه از جمله کنترل حرکت ، درایورهای سروو ، درایورهای موتورهای پله ای و ماژول های I/O طراحی شده است.
  :  TTEthernet  یک تکنولوژی ارتباط کامپیوترهای تحت شبکه است که توسط شرکت TTTech Computertechnik AG برای استفاده در هواپیماها و دیگر برنامه های کاربردی زمان واقعی (real-time) به بازار عرضه شده است.