Ohjausverkkoja

Ohjausverkkoja ovat tietoverkkoja, joiden tehtävänä on siirtää ohjaus- ja mittaustietoja sekä käyttökomentoja eri laitteiden välillä teollisuus- tai rakennusautomaation ympäristössä. Niiden tarkoituksena on mahdollistaa luotettava ja ajallisesti deterministinen tiedonsiirto sekä järjestelmien ja laitteiden integrointi.

Sovellusalueet kattavat prosessiteollisuuden, robotiikan, rakennusautomaatio sekä energiajärjestelmät ja liikenneinfrastruktuurit. Ohjausverkkoja yhdistää useita sensorit, toimilaitteet ja ohjausyksiköt, jotka kommunikoivat reaaliaikaisin aikaleimoin ja sanomamuodoilla.

Arkkitehtuuri voi olla keskitetty tai hajautettu. Tyypillisiä topologioita ovat bus-topologia, tähtimäinen topologia, rengas- ja mesh-verkot. Luotettavuuden parantamiseksi käytetään redundanssia, virheenkorjausta ja aikataulutettua tiedonsiirtoa; viive ja determinismi ovat keskeisiä vaatimuksia.

Suosittuja protokollia ja standardeja ovat esimerkiksi CAN/CANopen, Profibus/Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP ja Modbus TCP. Lisäksi OPC UA voi tarjota sovelluskerroksen tiedonvaihtoa, kun taas tietyt verkot käyttävät reaaliaikaisia Ethernet-tekniikoita. Alustat voivat tukea reaaliaikaisuutta ja QoS:ta.

Ominaisuuksiin kuuluu determinismi, matalat viiveet ja luotettava virheenkorjaus. Turvallisuus ja verkon luotettavuus ovat keskeisiä haasteita, mikä vaikuttaa suojausratkaisuihin, pääsynhallintaan ja redundanttien reittien suunnitteluun.

Nykykehityksessä ohjausverkkoja yhdistetään entistä tiiviimmin IT-verkkoihin, toteutetaan Time-Sensitive Networking -periaatteita sekä ilmentyy teollisen internetin (IIoT) ja etähallinnan vaatimus. Standardointi ja modulaarisuus tukevat laajennettuvuutta ja yhteensopivuutta eri toimittajien laitteiden välillä.