PODSTAWY – CZĘŚĆ 1

Niniejszy rozdział powstał celem opisu i wyjaśnienia podstawowych pojęć z zakresu automatyki czy też komunikacji. Wiedza tutaj zawarta powinna pomóc w ustaleniu określonego systemu sieciowego, odpowiedniego dla danej aplikacji.

Znajdują się tutaj informacje następującej treści:

– co to jest system sieciowy?
– jakie mamy różne systemy sieciowe?
– topologie systemów sieciowych
– struktura przesyłu danych w systemach sieciowych (metody dostępu)
– przewód sieciowy
– wpływy zewnętrzne na systemy sieciowe
– współpraca systemów sieciowych 


Co to jest system sieciowy?

 

System sieciowy = sieć komunikacyjna dla systemów automatyki przemysłowej

 

Innymi słowy systemy takie stanowią sieć komunikacyjną wykorzystywaną we wszystkich zadaniach i poziomach automatyki przemysłowej. 

Systemy sieciowe są stosowane…

… celem redukcji czasu i kosztów planowania, instalacji i rozruchu

… aby uzyskać dodatkowe, aktualne i jakościowe dane przebiegu procesu, zapewniając wyższą wydajność i jakość pracy linii produkcyjnej lub maszyny

… celem szybszej i pewniejszej eliminacji błędów i przerw w działaniu systemu produkcyjnego

Sam pomysł systemów sieciowych zrodził się dla praktycznego utrzymania potencjalnych oszczędności w zakresie kosztów instalacji i eksploatacji maszyn czy też całych linii produkcyjnych. 


Stosując najprostszy możliwy podział, możemy powiedzieć że automatyka przemysłowa podzielona jest na trzy głowie kategorie: Automatyka Fabryczna (Factory Automation), Automatyka Procesowa (Process Automation) oraz Automatyka Budynkowa (Building Automation). Każda z tych kategorii określana jest przede wszystkim przez zakres możliwych zastosowań. W niektórych przypadkach Automatyka Fabryczna wymaga maksymalnie krótkich czasów reakcji. W Automatyce Procesowej bardzo często znajdujemy potencjalnie niebezpieczne strefy wybuchowe, czy też specjalne wymagania dotyczące kontaktu z żywnością. Cechą szczególną Automatyki Budynkowej jest z reguły konieczność pokrycia swoim zasięgiem większych odległości.


Factory Automation

Intra-logistyka, magazynowanie, obsługa procesów dyskretnych, obsługa linii montażowych i pakowania, stanowiska zrobotyzowane, stanowiska automatycznych zmian narzędzi, linie ustawcze…


Process Automation

Transport, magazynowanie i przetwarzanie cieczy, gazów i materiałów sypkich, przetwarzanie i pakowanie żywności i pasz, przemysł farmaceutyczny, chemiczny, petrochemiczny,…


Building Automation

Ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja w budynkach, sterowanie oświetlaniem, systemy awaryjne, systemy kierowania, windy, żaluzje, systemy pożarnicze,…


Poziomy sieciowe

Wymagania stawiane sieciom przemysłowym są wielorakie, a ich indywidualne cechy, czy też funkcje pozwalają na podział systemów sieciowych na różne poziomy. Takie podejście pozwala na szybsze i łatwiejsze zrozumienie zróżnicowania dostępnych środków technicznych, a w szczególności zadań jakie ma spełniać dana magistrala polowa. Pozwala to również na zoptymalizowanie każdego z poziomów poprzez idealnie i specjalnie dopasowane systemy sieciowe. 

Najprostszym i najpopularniejszym podziałem (do innych odniesiemy się w kolejnych rozdziałach) jest podział na:

 poziom czujników i urządzeń wykonawczych 
 poziom sterownia 
 
poziom sieciowy


Aby lepiej zrozumieć zadania poszczególnych poziomów posłużymy się przykładem mapy drogowej, z różnymi typami dróg samochodowych. Z jednej strony mamy do dyspozycji autostrady, charakteryzujące się wysoką przepustowością i pokrywające swoim zasięgiem znaczny obszar. Nie łączą one jednak wszystkich miejscowości i nie wszystkie miasta mają do nich dostęp. Drogi krajowe i powiatowe pozwalają pokonać tą przeszkodę, łącząc większość miejscowości między sobą i, bardzo często, mając połączenie z autostradami. 

Przykład poprzednio wspomnianych wymagań stawianych rozwiązaniom sieciowym można przedstawić na diagramie w sposób obrazowy:


Terminologia użyta w tej publikacji, a odnosząca się do podziału poszczególnych poziomów sieciowych. może się różnić w zależności od źródła i określonej publikacji. Niektóre źródła podają więcej niż trzy podstawowe poziomy, dzieląc zakres pokrycia sieciowego na dodatkowe poziomy. W niniejszej publikacji będziemy zawsze odnosić się do podziału podstawowego, przedstawionego powyżej. 


Zapoznajmy się teraz dokładniejszymi informacjami na temat każdego z poziomów:

Poziom czujników i urządzeń wykonawczych

Jest to najniższy poziom w hierarchii systemów sieciowych – porównywalny do dróg powiatowych. Na tym poziomie podłączone są wszystkie urządzenia bazujące na pojedynczej jednostce informacji (bit), jak np. standardowe czujniki binarne czy też automatyczne urządzenia wykonawcze. Z reguły jest to najbardziej liczna grupa urządzeń automatyki przemysłowej. Konsekwentnie do powyższego, jest to również miejsce gdzie spotykamy się z największym kosztem po stronie okablowania. Przesył danych na tym poziomie jest z reguły zorientowany na bit. 

Podsumowanie:

  • najniższy poziom hierarchii opartej na piramidzie automatyzacji 
  • implementacja najczęstszych urządzeń binarnych (czujniki/uradzenia wykonawcze)
  • najwyższy koszt okablowania
  • wymiana danych zorientowana na pojedynczą jednostkę informacji (bit)

Typowe czujniki:

Proste wejścia, przyciski sterowania, przyciski wyboru, kurtyny świetlne, czujniki pojemnościowe, indukcyjne i optyczne, zbliżeniowe czujniki ultradźwiękowe, wskaźniki poziomu, binarne wskaźniki ciśnienia, przepływu i temperatury, inkrementalne przetworniki kąta obrotu;

Typowe urządzenia wykonawcze:

Pneumatyczne wyspy zaworowe, zawory hydrauliczne, wskaźniki świetlne, wskaźniki dźwiękowe, podstawowe napędy elektryczne, zawory dwupozycyjne;


Poziom sterowania

Poziom reprezentujący centralną część hierarchii sieciowej. Na tym poziomi podłączane są bardzie skomplikowane czujniki, urządzenia i aktywatory. Tutaj realizowana jest decentralizacja urządzeń automatyki przemysłowej, a wszystko urządzenia są podłączane so systemu sieciowego. 

Podsumowanie:

  • centralny poziom piramidy automatyzacji 
  • implementacja bardziej skomplikowanych urządzeń automatyki przemysłowej
  • sieć urządzeń zdecentralizowanej automatyki najniższego poziomu 
  • wymiana danych zorientowana na bajt 

Typowe czujniki:

Skanery laserowe, czytniki kodów kreskowych, przetworniki ciśnienia, temperatury i przepływu, pomiar poziomu, urządzenia pomiarowe składu chemicznego i własności fizycznych, absolutne systemy pozycjonowania liniowego;

Typowe urządzenia wykonawcze:

Pneumatyczne i hydrauliczne zawory proporcjonalne, napędy sterowane liniowo;


Poziom sieciowy 

Najwyższy poziom hierarchicznego podziału automatyki przemysłowej. Na tym poziomie łączone są między sobą poszczególne wyspy automatyki, tworzące nawet większe jednostki operacyjne. Przykładem mogą być liczne budynki jednego zakładu przemysłowego, podłączone sieciowo celem wymiany informacji, czy też poszczególne fabryki wchodzące w skład jednego przedsiębiorstwa. Czas wymiany danych nie jest ważny ani krytyczny. Istotna jest ilość danych oraz ich długi czas życia (ważności).


Z jakimi różnymi systemami sieciowymi się spotykamy?

Różnorodność wymagań klientów jest bezpośrednią przyczyną znacznej ilości dostępnych systemów sieciowych. Podchodząc do zagadnienia schematycznie możemy dokonać podstawowego podziału na dwie grupy takich rozwiązań:

 systemy standaryzowane, niezależne od dostawcy (inaczej nazywane systemami otwartymi)

 systemy specyficzne dla określonego dostawcy (inaczej nazywane systemami chronionymi)

W niniejszym wprowadzeniu będziemy odnosili się jedynie do systemów zaprojektowanych dla automatyki przemysłowej, określonych jako systemy otwarte i charakteryzujących się standaryzacją międzynarodową.

Ponieważ sama publikacja ma na celu przybliżenie sieci AS-Interface, jako najlepszego i najbardziej elastycznego rozwiązania dla wielu zastosowań, nie będziemy opisywali żadnych z systemów sieciowych wyższego poziomu. Samo ASi nigdy nie miało na celu zastępowanie jakiejkolwiek z tych struktur – było zaprojektowane do współpracy z każdą siecią przemysłową dostępną w automatyce przemysłowej.


Struktura systemu sieciowego – topologia

Topologia danego systemu sieciowego określa jego strukturę systemową, definiując sposób w jaki urządzenia mogą być ze sobą elektrycznie łączone, a jakie połączenie jest niedozwolone. Sama struktura może się bardzo mocno różnić w zależności od zastosowanego interfejsu sieciowego. Kilka podstawowych jakie rozróżniamy:

Topologia gwiazdy: 

Master jest podłączony do każdego urządzenia sieciowego indywidualnie, dwupunktowo. Same wiadomości (informacje z czujników oraz instrukcje systemu sterownia) są z reguły przesyłane jednokierunkowo. Ta topologia jest porównywalna do szeroko rozpowszechnionego, równoległego łączenia wszystkich modułów do jednostki centralnej. 


Topologia pierścienia

W tej strukturze Master jest podłączony do dwóch urządzeń podrzędnych, standardowo, wykorzystując metodę punkt-punkt. Wszystkie urządzenia polowe są kolejno podłączone do siebie w szeregu do, budując strukturę pierścienia. Komunikacja jest przeprowadzana jednokierunkowo, przechodząc przez wszystko urządzenia w sieci. Dlatego też każde z urządzeń działa dodatkowo jako swoisty wzmacniacz lub wzmacniak sygnałowy. Każde z urządzeń w takiej sieci zamienia dane wejściowe własnymi danymi wyjściowymi, a cały telegram jest przesyłany w sposób porównywalny do rozszerzonego rejestru zmian. 


Topologia Mesh (siatki)

Topologia tego typu, w najbardziej rozwiniętej formie, charakteryzuje się połączeniem “każdy z każdym”. W tego typu strukturze Master i urządzenia podrzędne mają bezpośrednie (punkt-punkt) połączenie z conajmniej dwoma innymi urządzeniami komunikacyjnymi. Najczęściej spotykana jest w szerokoobszarowych sieciach WAN ze zróżnicowaną ilością informacji przesyłanych pomiędzy elementami. 


Topologia liniowa

Struktura liniowa (często nazywana również topologią sieciową) łączy urządzenia elektrycznie równolegle do sieci. Inaczej mówiąc: wszyscy uczestnicy wymiany danych są równolegle połączeni do głównej magistrali  (linii). Cechą charakterystyczną jest ograniczona długość tzw. linii spadkowych (linii łączących urządzenia do głównej magistrali). Często wymagana jest terminacja na końcach przewodu podstawowego. 


Topologia drzewa

Podobnie jak w przypadku struktury liniowej, również i tutaj wszystkie urządzenia podpięte są do wspólnej magistrali w sposób równoległy. W tym przypadku jednak, długość linii spadkowych (ewentualnych odgałęzień) nie jest ograniczona. Co więcej dozwolone są odgałęzienia od kolejnych odgałęzień. Z reguły nie ma konieczności stosowania terminacji na końcach magistrali. Topologia ta daje najwięcej swobody na etapie projektowania sieci przemysłowej. W zależności od typu interfejsu konieczne jest czasami zdefiniowanie procedury wymiany danych w sposób bezkonfliktowy. 


Struktura przesyłu danych w systemach sieciowych (metody dostępu)

W automatyce przemysłowej spotykamy bardzo wiele różnych systemów sieciowych i często każdy z nich charakteryzuje się różnymi sposobami i technikami przesyłu danych, definiując własne procedury dostępowe. Kombinacji jest bardzo dużo, ale my skupimy się tutaj na trzech przykładach. 

Wymagania komunikacji równoległej w systemach sieciowych 

  • każdy uczestnik wymiany danych musi być identyfikowalny w unikalny sposób (np. z wykorzystaniem zdefiniowanego adresu bądź określonego w sposób indywidualny pakietu danych)
  • dodatkowe procedury, zdefiniowane przez odpowiedni system sieciowy, zapewniają bezproblemową i bezkolizyjną wymianę danych z określoną liczbą urządzeń podrzędnych 

Organizacja “Master – Urządzenie Podrzędne”

Taka organizacja transmisji jest hierarchiczna. Jedynie Master, jako jednostka nadrzędna, ma wyłączne prawo do zadawania pytań w magistrali.

Master cyklicznie wysyła wiadomości do poszczególnych urządzeń podrzędnych, których zadaniem jest odpowiedź w określonym czasie na zadane zapytanie. Przepływ danych rozpoczyna się z jednostki centralnej (Mastera), przechodzi do wybranego modułu podrzędnego (bazując na jego unikalnym adresie) i z powrotem do Mastera. Procedura ta jest zgodna z modelem “Source-Destination-Model”.

Metoda ta nie jest w żaden sposób kontrolowana przez zdarzenia. Dostępna szerokość pasma, zależna od interfejsu, jest w całości wykorzystywana w celu uzyskania krótkiego czasu cyklu.

Organizacja typu “Multi-Master” – przekazywanie tokena

W tej organizacji wszyscy użytkownicy mają identyczne prawa komunikacyjne. Nie jest to podstawa hierarchiczna. Jeden za drugim, podczas pracy, każdy z modułów otrzymuje prawa Mastera na krótki, określony daną specyfikacją, czas, i jest wówczas uprawniony do wysyłania wiadomości. Po wysłaniu wszystkich telegramów (lub po upływie określonego czasu) użytkownik przekazuje prawo Mastera do kolejnego modułu. Określamy to mianem przekazywania tokena. 

Takie zarządzanie komunikacją nie jest procesem deterministycznym, co oznacza, że ostatni ostatni punkt w czasie, kiedy to informacja jest przekazywana z jednej jednostki do drugiej, jest dokładnie przewidywalna. 

Wariacją takiej organizacji, nie wykorzystującą przekazywania prawa (tokena) transmisji, jest metoda TDMA (Time Domain Multiple Access). W takim przypadku każdy z uczestników wymiany danych ma dokładnie określony przedział czasowy, w którym może wysyłać wiadomości. 

Metoda ta nie jest w żaden sposób kontrolowana przez zdarzenia. Dostępna szerokość pasma, zależna od interfejsu, jest w całości wykorzystywana w celu uzyskania krótkiego czasu cyklu.

Organizacja typu “Multi-Master” – metoda CSMA

Tego typu organizacja, podobniej jak wymieniona poprzednio, również nie posiada inherentnej hierarchii. Uczestnicy wymiany danych wysyłają telegramy za każdym razem, kiedy główna magistrala nie jest zajęta. CSMA oznacza Carrier Sense Multiple Access.

Generalnie przepływ danych jest organizowany w następujący sposób: każda zmienna systemowa posiada swój własny, unikalny identyfikator. Jest on wysyłany wraz z określeniem danego uczestnika wymiany danych, który stworzył daną zmienną. Wszystkie pozostałe moduły otrzymują tą informację i sprawdzają czy jest ona dla nich istotna. 

Jest to organizacja stricte zdarzeniowo kontrolowana. Dany komunikat jest inicjowany tylko wówczas, kiedy nastąpi zmiana wejść systemowych danego uczestnika wymiany danych lub kiedy stan jego wyjść musi zostać zmodyfikowany. Nie ma zdefiniowanego czasu cyklu, a dostępna szerokość pasma transmisyjnego nie jest zwykle całkowicie wykorzystywana. 

Jako, że nie jest to metoda deterministyczna nie możeniu określić czasy, w którym dane informacje pojawią się do dyspozycji użytkownika. 


Przewód sieciowy 

Przewód sieciowy jest niewątpliwie jednym z ważniejszych, ale często niedocenianych, elementów warstwy fizycznej każdego interfejsu. Spełnia on zasadniczo dwa zadania. Po pierwsze jest odpowiedzialny za dostarczenie napięcia zasilania 24VDC dla wszystkich elementów w sieci (czujników i urządzeń wykonawczych). Po drugie jest medium transmisyjnym dla danych przesyłanych w danym interfejsie komunikacyjnym i ma zapewnić tą transmisje w sposób bezpieczny i bezbłędny. 

W zależności od wymaganej szybkości przesyłu danych, wymagania dotyczące samego przewodu, jak i dopuszczalnej topologii, mogą się znacznie różnić. Z jednej strony dotyczy to charakterystyki przewodu (impedancja falowa, tłumienie, odbicie), a z drugiej samego ekranowania chroniącego zarówno przed emisją szkodliwych fal do środowiska, jak również przed zakłóceniami elektromagnetycznymi z otoczenia, wpływającymi na jakość transmisji. 

Niektóre z typów przewodów sieciowych:


Przewód DESINA

Przewód ten posiada żyły światłowodowe, wykorzystane do transmisji danych oraz dwie, miedziane żyły do zasilenia elementów sieciowych. Mimo że optyczna transmisja jest praktycznie nieczuła na zakłócenia elektromagnetyczne, przewód ten został wyposażony w ekran. 

Światłowody zapewniają transmisję danych z częstotliwością rzędu 1GHz.

Pewne zasady, jak minimalny promień zgięcia, muszą być zawsze brane pod uwagę podczas instalacji. Obowiązują wszystkie wymagania dotyczące przewodów światłowodowych.

Wspierane topologie: pierścień oraz liniowa 


Przewód DeviceNet Thick

Gruby przewód DeviceNet zbudowany jest z ekranowanej miedzianej skrętki (dwie żyły główne, transmisyjne) oraz osobno ekranowanej pary miedzianych przewodów zasilających. Transmisja danych odbywa się z prędkością do 1MHz. W celu wytłumienia wewnętrznych odbić konieczne jest terminowanie magistrali na jej końcach. Tylko z uwagi na wymaganą terminację dłuższe odgałęzienia są niedozwolone. 

Samo kładzenie przewodu jest dość trudna i wiąże się z koniecznością instalacji trzech warstw ekranowania. Ekran spełnia dwa zadania: chroni przed emisją szkodliwych fal do środowiska oraz eliminuje zakłócenia elektromagnetyczne z otoczenia, mające katastrofalny wpływ na jakość transmisji. 

Wspierane topologie: pierścień, liniowa, drzewo i gwiazda


Przewód AS-Interface

Jedna para żył miedzianych do transmisji danych i zasialania elementów sieciowych. Zapewnia do 200Hz transmisji (co wynika ze specyfikacji interfejsu). Do 100m nie ma konieczności stosowania terminacji. Sama instalacja jest bezproblemowa i nie wymaga specjalnych umiejętności. Wspierane są wszystkie znane topologie. 

Do samego przewodu AS-Interface jeszcze wrócimy, omawiając warstwę fizyczną interfejsu 


Wpływy zewnętrzne na systemy sieciowe

W systemach konwencjonalnych urządzenia sterujące znajdują się zazwyczaj w bezpiecznych i szczelnych szafkach sterowniczych, a więc, z reguły, nie są narażone na żadne wpływy szkodliwych czynników zewnętrznych. W systemach zdecentralizowanych nie jest to już regułą. Wszystkie polowe komponenty systemów sieciowych są narażone na szereg czynników środowiskowych i innych, mających nieraz katastrofalny wpływ na wymianę danych, czy też na same urządzenia.

Temperatura środowiskowa

W zależności od miejsca instalacji polowego moduły sieciowego, czujnika czy też urządzenia wykonawczego, ekstremalnie wysokie bądź niskie temperatury mogą w znacznym stopniu wpłynąć na niezawodność elementów elektronicznych. Istotny jest dokładny dobór określonych urządzeń, które spełniają wymogi temperaturowe miejsca instalacji.


Klasa ochrony (stopień ochrony)

Obudowy komponentów sieciowych instalowanych poza szafami muszą charakteryzować się odpowiednim stopniem ochrony, zapewniającym pełne zabezpieczenie przed brudem i wilgocią. W niektórych aplikacjach konieczne jest stosowanie konstrukcji specjalnych umożliwiających przeprowadzenie procesów czyszczenia ciśnieniowego. 

Zgodnie z międzynarodową normą klasy ochrony opisywane są literami “IP” oraz dwoma cyframi (np. IP67).


Uderzenia i wibracje 

Silne drgania i wstrząsy mechaniczne nigdy nie powinny prowadzić do przedwczesnego uszkodzenia elementów magistrali polowej instalowanych np. na ruchomych częściach maszyn.

Dopuszczalne wartości graniczne dla wstrząsów i wibracji są określone przez międzynarodową normę (IEC 60068) i są zawsze podane w kratach danych technicznych producenta danych elementów sieciowych. 


Trwałość i odporność chemiczna

Obudowy, złącza i przewody powinny być odpowiednio dobrane i zabezpieczone przed spodziewanymi wpływami ze środków chemicznych. Dotyczy to nie tylko mediów wykorzystywanych w procesach produkcyjnych ale również środków używanych dodatkowo, np. w procesie czyszczenia. 


Trwałość w przypadku stosowania na zewnątrz

Jeśli danych system sieciowy jest instalowany poza budynkiem produkcyjnych objęty jest dodatkowymi obostrzeniami i wymaganiami dotyczącymi trwałości urządzeń polowych. Obudowy muszą być odporne na promieniowanie UV i inne warunki środowiskowe. W przypadku stosowania większych elementów, w większych obudowach, należy zapewnić, że tworzenie się lodu (wewnątrz i na zewnątrz) nie spowoduje mechanicznego uszkodzenia (pęknięcia). Wszystkie inne wpływ środowiskowe (deszcz, opady śniegu, wyładowania atmosferyczne) muszą być również brane pod uwagę.


EMC – emisja zakłóceń

Zarówno sama magistrala sieciowa, jak jej komponenty polowe nie powinny inicjować zakłóceń w innych urządzeniach automatyki przemysłowej, znajdujących się w pobliżu. Odpowiednie normy określają maksymalne dopuszczane wartości emisji przy zastosowaniach w warunkach przemysłowych (klasa A) lub mieszkalnym (klasa B).

W Europie wszyscy producenci są prawnie zobligowani do deklarowania zgodności dostarczanych produktów z odpowiednią regulacją.


EMC – odporność na wyładowania elektrostatyczne 

W środowisku suchym wyładowania elektrostatyczne mogą być generowane przez bardzo wiele elementów, poczynając od nieprzewodzących materiałów sypkich a kończąc na podłogach czy też nieuziemionych elementach linii produkcyjnych. Wyładowania tego typu nie powinny mieć wpływu na pracę elementów magistrali sieciowej.

W Europie wszyscy producenci są prawnie zobligowani przez dyrektywę EMC do deklarowania zgodności dostarczanych produktów z odpowiednią regulacją prawną dotyczącą pracy w środowiskach przemysłowych. 


EMC – pola elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości

Pola elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości mogą się pojawiać w różnych formach. Dla częstotliwości do 80MHZ mogą one występować jako pola przewodzące. W przypadku wyższych wartości częstotliwości mogą one wpływać na pracę magistrali sieciowej i jej elementów jako pola modulowane amplitudowo lub impulsowo. Źródłami takich zakłóceń mogą być np. radioodbiorniki, nadajniki radiowe, transformatory, itd.

W Europie wszyscy producenci są prawnie zobligowani przez dyrektywę EMC do deklarowania zgodności dostarczanych produktów z odpowiednią regulacją prawną dotyczącą pracy w środowiskach przemysłowych. 


EMC – zakłócenia indukowane 

Zakłócenia takie mogą być wywołane np. okablowanie przetwornic częstotliwości poprowadzone równolegle do magistrali sieciowej. 

W Europie wszyscy producenci są prawnie zobligowani przez dyrektywę EMC do deklarowania zgodności dostarczanych produktów z odpowiednią regulacją prawną dotyczącą pracy w środowiskach przemysłowych. 


Interoperacyjność systemów sieciowych 

Interoperacyjność systemów sieciowych definiuje zdolność wszystkich elementów systemu do bezbłędnej i bezproblemowej wymiany danych. Definicja ta obejmuje nie tylko wymianę informacji w normalnych warunkach, ale również zachowanie w momencie wystąpienia nieoczekiwanych sytuacji, zakłóceń czy pojawienia się błędów. Ponadto, wymagana jest gwarancja, że każdy uczestnik wymiany danych zachowuje się tak samo, nie naruszając spójności informacji i nie wprowadzając zakłóceń dla innych elementów sieciowych. 

Podstawą interoperacyjności produktów pochodzących od różnych producentów jest zawsze usystematyzowany i znormalizowany standard danej magistrali polowej, określający m.in. wszystkie istotne szczegóły dotyczące komunikacji. Jest to absolutny warunek konieczny zapewnienia pełnej współpracy produktów różnych producentów. 

Spójna, jasna i kompletna specyfikacja nie jest jednak jedynym warunkiem. Istotne jest również jej wdrożenie bez żadnych błędów. Nieporozumienia podczas interpretacji, czy też stosowania, wytycznych specyfikacji systemu sieciowego mogą być powodem wielu problemów. W praktyce jakiekolwiek niejasności są konsultowane z laboratoriami testowymi i agencjami certyfikującymi. Dobra i pełna interoperacyjność jest zagwarantowana tylko i wyłącznie wówczas, kiedy specyfikacja jest napisana w sposób jasny i łatwy do zrozumienia.