産業制御システムで使用される通信プロトコルは、産業、地域、ベンダーによって大きく異なります。
1電力産業
1.1 IEC 60870-5
IEC 60870-5は、おそらく変電所自動化のための最も人気のある国際プロトコルです。米国では、IEC 60870-5の一部を使用して、データリンクレイヤーの基礎を提供するDNP3に相当する機能的なものです。以下を含む多くのコンパニオン標準が開発されました。
IEC 60870-5-101：リモートコントロールとリモート保護に関連する電源システムの場合、監視および制御機能を備えた通信輸送プロトコルIEC 60870-5-103：安全保護デバイスと変電所制御システム機器IEC 60870-5-104の相互運用性を実現するトランスポートプロトコル60870-5-104：IECの拡張です60870-5-101。 TCP/IPおよびその他のトランスポート（ISDN、X.25フレームリレーなど）IEC 60870-5典型的な通信メディアには、2404/UDPおよび2404/TCPが含まれる典型的な通信メディアには、TCP/IPおよびその他のトランスポート（ISDN、X.25フレームリレーなど）の接続のためのスイートが含まれます。
1.2分散ネットワークプロトコル3。0（dnp3）
DNP3は北米で広く使用されており、主にIEC 60870-5プロトコルファミリーの代替として使用されています。 1990年代初頭にはシリアルプロトコルとして開発されましたが、UDP/IPおよびTCP/IPバリアントのバージョンも今日存在します。DNP3とIEC {4}}の間には、DNP3.ASの間にDNP3.ASの間にあるDNP3.ASの間にあるDNP3.ASの間にあるDNP3.ASの間に既知のDNP3.ASとして知られるようになった開発プロセス中にIEC 60870-5開発委員会のいくつかのメンバーが残したため、DNP3とIEC 60870-5の間に多くの類似点があります。 60870-5はデータリンクレイヤーで非常に似ていますが、プロトコルの上層はより異なります。
DNP3は主に北米の電力産業で使用されていますが、このプロトコルは水と廃水産業にも浸透しています。 Newton-Evans Researchの調査によると、北米の電力会社の半数以上が2008年にDNP3プロトコルのUDP/IPまたはTCP/IPバリアントバージョンを使用しました。
研究者は現在、リンク暗号化と主要な管理サービスを提供することが期待されるDNP3のセキュリティ拡張機能を開発しています。
DNP3プロトコルの典型的な通信メディアには、イーサネットとシリアル接続が含まれ、通常DNP3で使用されるポートは20000/UDP、20000/TCP、19999/UDPおよび19999/TCPです。
1.3 FoundationFieldbus（FoundationFieldbus）
Foundation FieldBusプロトコルは、さまざまな産業プロセスにおけるメインフィールドバスプロトコルです。これは主にプロセス/ファクトリーの自動化に使用されており、半導体製造の発電所/発電機の制御と制御など、さまざまな設置で展開されています。Fieldbus通信メディアには、ツイストペアと光ファイバーが含まれます。典型的なポートには、1089/UDP、1089/TCP、1090/UDP、1090/TCP、1091/UDP、および1091/TCPが含まれます。
財団のFieldbusプロトコルサポートされたデバイスの公開リストは、Fieldbus Foundation Webサイトで入手できます。 Fieldbus Foundationのメンバーには、350を超える主要な制御システムおよび計装ベンダー、および多くのエンドユーザーが含まれています。
1.4コントロールセンター通信プロトコル（ICCP）
ICCP（IEC {60870-6/tase.2）は、主に電力産業のコントロールセンター間の通信に使用されます。米国では、ICCPネットワークは、これらの異なる地域のサービスプロバイダーを接続するために使用して、異なる地域間の出力と出力を調整するために使用できるさまざまな地域の送電、流通、および発電所など、伝送、流通、電力プラントなど、伝送、流通、電力操作を備えたユーティリティ会社の調整によく使用されます。ICCPは通常ポート102/TCPを使用できます。
1.5 Modbusプロトコル
Modbusは、使用のシンプルさ、無料のダウンロード可能性、ロイヤリティフリーの展開により、すべての分野で最も人気のあるコントロールプロトコルです。
PLCやリレーなどのインテリジェントデバイスは、Modbusプロトコルまたはそのバリアントを使用して、リモートRTUなどの単純なデバイスと通信することがよくあります。 Modbus標準プロトコルに加えて、Modbus +は最も一般的なバリアントの1つです。Modbusメンバー（Modbus Developers Groupに属する企業および開発者）のリストは、ModBus Webサイトで入手できます。このリストには、個々のメンバーと各メンバーが製造した製品の簡単な説明が含まれています。 Modbusサプライヤーのリスト、Modbus機器のリスト、およびModBusシステム統合サービスを提供する企業のリストも提供されています。
多くのModbusバリアントがあり、Modbus RTUはシリアル接続を介した通信を可能にするオープン標準のバイナリエンコードプロトコルです。ModbusASCIIはオープン標準であり、ASCIIエンコードプロトコルはシリアル接続をサポートし、Modbus/TCPはModBus rtu PacketのModbus code for a a a a a a a a bayload a a tcp for a a a a a a a a a a a a ascii standardです。ペイロード。 Modbus/TCPは、関数コードにいくつかの制限があるTCPパケットのModbus RTUペイロードをカプセル化するオープン標準です。Modbus/UDPはベンダーによって異なりますが、最も一般的にはUDP.modbus +は、拡張された高速メディア（1mbps）のためにテクノロジーを通過するために、拡張された高速メディアであり、拡張された高速メディアになります。 Modicon Proprietary Protocol。 Enron（またはDaniels）Modbusは、32-ビット値を2つではなく1つのレジスタとして（{4}}ビット値として扱うベンダー拡張機能を備えた標準のModbusプロトコルです。
Modbusの典型的な通信メディアには、イーサネットとシリアルポートが含まれます（RS485ツーワイヤは非常に一般的です）。Modbusは通常、ポート502/TCPで通信します。
2石油およびガス産業
石油およびガス産業向けの明らかな主流のプロトコルはありません。業界では、DNP3、IEC 60870-5、Modbusなどのさまざまなプロトコルを使用しています。セクション1では、これらのプロトコルについてより深く説明します。 Foundation Fieldbus Protocol Feildbusなど、さまざまなFieldbusプロトコルも、多くの石油およびガス施設にも見られます。
石油およびガス産業の通信は、多くの場合、RTUとセンサーを介してPLCに流れと圧力のデータを提供するためにワイヤレスで送信されます。 PLCは安全および保護システムと適切な制御システムを実行します。等
2.1 DNP3およびIEC 60870-5
DNP3とIEC 60870-5の議論は、セクション5.2の電力業界セクションで示されています。 DNP3とIEC 60870-5を使用する石油およびガス会社のリストは、Triangle Microworks Inc.のWebサイトで入手できます。ここでは、プロトコルに関する白い論文も見つかります。
典型的な通信メディアには、イーサネットとシリアル接続が含まれます。DNP3は通常、ポート20000/UDP、20000/TCP、19999/UDPおよび19999/TCPを使用し、IEC 60870-5は通常2404/UDPおよび2404/TCPを使用します。
2.2 Modbusプロトコル
Modbusは、セクション5.2のModbusの説明に記載されているように、石油およびガス部門で人気のあるコントロールプロトコルです。また、Foundation Fieldbusプロトコルは、石油化学分野で人気があります。
典型的な通信メディアには、イーサネットポートとシリアルポート（RS485ツーワイヤーが非常に一般的です）が含まれます。Modbusは通常、ポート502/TCPで実行されます。
3水処理業界
3.1 DNP3プロトコル
セクション5.2のDNP3の説明で説明されているように、このプロトコルは水処理部門でも人気があります。典型的な通信メディアには、イーサネットとシリアル接続が含まれます。DNP3通常、ポート20000/UDP、20000/TCP、19999/UDP、19999/TCPを使用します。
3.2 Modbusプロトコル
上記の電力産業に関するセクションのModbusの説明で上記のように、Modbusは水処理業界でより一般的な制御プロトコルです。典型的な通信メディアには、イーサネットとシリアルバスが含まれます。モドバスは通常、ポート502/TCPで実行されます。
4ビルディングオートメーションフィールド
建物の自動化の分野では、Lonworks（LontalkまたはANSI/CEA 709.1bとも呼ばれる）が支配的な通信プロトコルであり、その後のDynet、および他の多くの通信プロトコルが続きます。典型的な通信メディアには、電力線キャリア、ツイストペア/イーサネット、光ファイバー、RFが含まれます。主要な通信ポートには、2540/UDP、2540/TCP、2541/UDP、および2541/TCPが含まれます。
4.1 Lonworks（lontalk、またはansi/cea 709。1- b）
アメリカの会社Echelonは、Lonworks Platformとも呼ばれるLonworksプロトコルに基づいたネットワークプラットフォームを開発しました。このプラットフォームは、半導体製造、照明制御システム、エネルギー管理システム、HVACシステム、セキュリティシステム、セキュリティシステム、家庭用品、消費者アプライアンスコントロール、パブリックストリート照明/監視/コントロール、ガソリンスタンドコントロールなど、多くの業界で使用されています。LONWORKの典型的なアプリケーションは、LONTALKを介したPCおよびPLCSを介してPCおよびPLCSを通信するサーモスタットとして使用されます。エアコンと換気システム（HVAC）。
ISOとIECは、LONWORKSプラットフォームの互換性標準番号ISO/IEC 14908-1、-2、-3、および-4（ANSI/CEA -852）を付与しました。他のいくつかのアプリケーション固有のアプリケーション領域。中国は、LONWORKSを国家管理標準（GB/Z 20177。1-2006）および建物およびスマートコミュニティの基準として承認しました（GB/T 20299。4-2006）。欧州機器製造業者評議会は、国内の電化製品の制御と監視の一環としてLONWORKSを採用しています - アプリケーションの相互運用性仕様標準。
4.2ダイニット
Dynetは、Dynalite（現在はPhilips Electronicsが所有している）が開発した独自のプロトコルです。DynetDevicesには、独自のプログラム可能なコントローラーが含まれ、ポイントツーポイントモデルを介して通信します。
Dynetの典型的な通信メディアには、Rs -485シリアルバス、Rs -232シリアルバス、イーサネット、および赤外線が含まれます。
4.3その他のプロトコル
自動化システムの構築に使用される他の多くのプロトコルがあります。最も人気のあるものには、Insteon、X10、Zigbee、X-Wave、KNX/Konnexが含まれます。
5プロセスオートメーション（製造）
プロセス自動化フィールドを支配するFieldbusプロトコルには、Profinet、Foundation Fieldbus Protocol Fieldbus、および共通の産業プロトコルCIPとその導関数が含まれます。
5.1 DF1プロトコル
DF1は、ANSI X3.28プロトコルのパートD1およびF1で定義されたシリアル通信プロトコルです。プロトコルはもともとAllen-Bradley（現在はRockwell Automationが所有している）が開発し、プログラム可能なコントローラー通信コマンド（PCCC）をAllen-Bradley PLCSに送信する手段として一般的に使用されています。
5.2 Foundation FieldBus Protocol Fieldbus
Foundation FieldBusプロトコルFieldBusは、これらの機能に関連するほとんどの個別の制御シナリオだけでなく、基本的および高度な変調制御アプリケーションに適しています。 Foundation FieldBusプロトコルFieldBusには、異なる速度で実行され、さまざまな伝送メディアで実行される2つの実装があります。H1は、通常はフィールドデバイスを接続し、31.25 kbpsで実行される最も一般的な実装です。 HSE（高速イーサネット）ホストコンピューター、I/Oサブシステム、ゲートウェイ、およびフィールドデバイスを接続し、100 Mbpsで実行します。 Foundation Fieldbus Protocol Fieldbusは、IEC 61804でFieldBus標準として採用されています。
5.3 Process FieldBus Protocol Profibus
Profibusは、ドイツの教育研究部門BMBFによって開発されました。 2つのバリアントが利用できます。そのうち、より一般的なバリアントは分散型周辺（DP）プロトコルであり、通常は集中コントローラーとセンサー/アクチュエーター間の通信に使用され、他のバリアントはプロセス自動化（PA）プロトコルです。 IEC 61158-2に従って、DPと同じ基本通信プロトコルですが、PAは31.25 kpbsの速度で動作します。 DPおよびPAネットワークは、バックボーンとしてDPを使用して、カプラーを介して接続できます。 Profibus Fieldbusプロトコルは、IEC 61158およびIEC 61784標準に含まれています。
5.4 Profinet IOプロトコル
Profinetの概念には、Profinet CBAとProfinet IOの2つの視点があります。どちらも同じバスシステムで通信できます。それらは個別にまたは組み合わせて動作することができ、プロファイネットIOサブシステムは、他の観点からプロファイネットCBAシステムとして使用できます。ProfinetIOは、リアルタイム（RT）および分散周辺デバイスとの等時性（IRT）通信のために開発されました。 Profinet CBAは、TCP/IPを介したコンポーネントベースの通信およびモジュラーシステムエンジニアリングにおけるリアルタイム通信に適しています。どちらの通信通信モードも並行して使用できます。 Profinet CBAの反応時間範囲は100ミリ秒です。
Profinet Fieldbusプロトコルは、IEC 61158およびIEC 61784標準に含まれています。
5.5 CC-Linkプロトコル
CC-Linkは、日本のMitsubishi Electricによって開発されたFieldbusプロトコルであり、他の日本のサプライヤーが広く採用しています。現在、CC-Linkを使用するデバイスの総数は600万を超え、1つ以上の000の異なるデバイスをカバーしています。 CC-Linkプロトコルを使用した産業イーサネットは、従来のITネットワークと簡単に統合できます。
4つのCCリンク形式があります。
CC-Link CC-Link LT（通信要件が低いデバイス用の軽量バージョン）CC-Linkの安全性（IEC 61508 SIL3およびISO 13849-1 CAT 4に準拠した高解放性バージョン）典型的なCC-Link通信メディアには、ツイストペアケーブルと光ファイバーが含まれます。CC-Link Partner Associationはパートナーのリストを提供します。
5.6一般的な産業プロトコル（CIP）
Common Industrial Protocol（CIP）は、製造業全体に統一された通信アーキテクチャを提供しようとします。CIPは、イーサネット/IP、Devicenet、Componet、ControlNet.Net.CIPなどのプロトコルの統合アプリケーションレイヤープロトコルです。 CIPには、制御、安全性、同期、モーション、構成、および製造自動化アプリケーションからのその他の情報を収集するための一連のメッセージとサービスが含まれています。このプロトコルは、Open Devicenet Vendors Association（ODVA）によって管理されています。
5.7 ControlNetプロトコル
ControlNetは、Allen-Bradleyによって開発されたCIP実装であり、完全に冗長リンクケーブルをサポートしており、すべての通信が高度な決定論のために厳しくスケジュールされています。
コントロールネットの物理層は、RG {-6同軸ケーブルまたはBNCコネクタを使用した光ファイバーです。 ControlNetは、5 Mbpsのバス速度でマンチェスターエンコードを使用します。リンクレイヤーは、ネットワーク更新時間（ナット）と呼ばれるサイクルで動作します。各ナットには2つのフェーズがあり、第1フェーズは通常のトラフィックトランスミッションのために確保されて送信機会を保証し、第2フェーズは保証なしで予定されていないトラフィックトランスミッションに使用されます。保証された予定外のトラフィックトランスミッション。ControlNetの最大フレームサイズは510バイトです。
5.8 Devicenetプロトコル
Devicenetは、Allen-Bradley.Devicenetが開発した別のCIP実装です。コントローラーエリアネットワーク（CAN）物理レイヤーの上にあり、コントロールネットテクノロジーを利用しています。
Devicenetのボーレートは125 kbps、250 kbps、500 kbpsであり、バックボーンの長さは、バス速度、つまり500メートル、250メートル、および125メートルにそれぞれ反比例します。ほとんどの展開はマスター/スレーブモードを使用していますが、ポイントツーポイント転送も使用できます。複数のマスターが単一の論理ネットワークに共存しています。Devicenetは、複雑な電磁環境で安定に動作するように慎重に設計されています。
5.9イーサネット/IPプロトコル
イーサネット/IPは、Rockwell Automationが開発したCIPプロトコルの実装です。プロトコルのアプリケーションレイヤーはCIPです。イーサネット/IPは、標準のTCP/IPスタックの上に構築されたアプリケーションレイヤープロトコルであり、ネットワーク上のすべてのデバイスを統合された「オブジェクト」セットとして扱い、既存のイーサネットインフラストラクチャを下部に使用します（速度に関係なく）。イーサネット/IPスタック全体は、ASICまたはフィールドプログラム可能なゲートアレイ（FPGA）を必要とせずに、汎用プロセッサのソフトウェアに実装できます。ETHERNET/IPは、明示的なメッセージに44818/TCPを使用し、2222/UDPを暗黙メッセージに使用します。
5.10 Ethercatプロトコル
Ethercat（コントロール自動化テクノロジー用のイーサネット）は、0 x88a4のEtherTypeを備えた制御自動化テクノロジー用のイーサネットプロトコルであり、フレームデータをUDPパケットに挿入することでIPをルーティング可能にします。 Ethercatは、ノードあたりのサイクルあたりのモデルを使用しません。サイクルごとにノードごとに1つのフレームを処理する代わりに（更新時間）、EtherCatは「オンザフライ」モードを使用します。デバイスからイーサネットフレームを単に受信する代わりに、EtherCatはデバイスを通過するときに送信されたデータを読み取り、各ノードでプロセスデータとして解釈してコピーし、同様に入力データを挿入します。データグラムが通過するときのデータ。多くのノードは、単一のフレームでアドレス指定できます。
EtherCatネットワークは、Canopen、Devicenet、Profibus、およびその他のプロトコルを使用してゲートウェイを介して統合できます。 Ethercat Technology Groupは、ユーザーとサプライヤーの国際組織です。 2009年8月の時点で、47か国から1,100を超える企業で構成されています。 EtherCatは、IEC 61158およびIEC 61788、およびIEC 61158およびIEC 61789プロトコルのFieldBusプロトコルとして含まれています。フィールドバスプロトコルとしてのEthercatは、IEC 61158およびIEC 61784標準に含まれています。 Ethercatは、イーサネットLAN間のルーティングにポート34980/UDPおよび34980/TCPを使用します。
5.11 EGDプロトコル（イーサネットグローバルデータ）
イーサネットグローバルデータ（EGD）プロトコルは、CPUが定期的にスケジュールされたサイクルレートでその内部メモリの一部を1つ以上の他のCPUと共有できるようにする通信メカニズムです。特定のGEファンPLCはEGDプロトコルを使用します。
5.12 Finsプロトコル
Finsは、Omron（日本の管理会社）によって開発され、新しいPLCで使用されているプロトコルです。通常、ポート9600/UDPを使用してIP対応システムで実行されます。
5.13ホストリンクプロトコル
ホストリンクは、Omronが古いPLCシリーズのために開発したプロトコルですが、多くの新しいOmron PLCは、HostLinkプロトコルを使用して通信することができます。 ASCIIコードに基づくRS -232バスプロトコルです。
5.14 SERCOSプロトコル（シリアルリアルタイム通信システム）
Sercosには厳しいリアルタイムの要件があり、金属の切断と形成、機械アセンブリ、パッケージング、ロボット工学、印刷、材料の取り扱いなどの領域でのモーション制御に特に適しています。プロトコルはSercos Internationalによって管理されており、現在のバージョンはSercos IIIです。 Sercosは、IEC 61158およびIEC 61784標準で詳細に定義されています。
5.15 SRTP（サービスリクエスト転送プロトコル）
SRTPは、PCを介してPLCへのコマンドおよびデータ通信のプロトコルです。 GE FANUC PLCSによってアプリケーション層通信プロトコルとして使用されます。
5.16 Sinec H1プロトコル
Sinec H1は、さまざまなアプリケーション層プロトコルが実行できるSiemensによって開発された輸送層プロトコルです。このプロトコルの大きな帯域幅特性により、大規模なデータ量の送信に最適です。