Modbus در مقابل Profinet در مقابل EtherNet/IP: از کدام پروتکل ارتباطی PLC باید استفاده کنید؟

انتخاب اشتباه پروتکل ارتباطی PLC هزینه آن بیشتر از زمان است. این امر منجر به خرابی دستگاه‌ها، تعویض سخت‌افزارهای گران‌قیمت و تأخیر در راه‌اندازی می‌شود؛ به‌ویژه در پروژه‌های صنعتی در روسیه، لهستان و اروپای شرقی.

The پروتکل ارتباطی PLC به “زبان” کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) شما اشاره دارد. این زبان به PLC کمک می‌کند تا با سایر واحدهای سخت‌افزاری ارتباط برقرار کند. این زبان فرآیند چگونگی فرموله کردن، ارسال، بررسی و انتقال یک پیام بین PLC و سایر دستگاه‌ها را توصیف می‌کند. 

نمونه‌های رایج از ارتباط PLC پروتکل‌های Modbus، Profinet و EtherNet/IP هستند. این پروتکل‌ها برای سطوح مختلف سرعت، کنترل بلادرنگ و سازگاری با فروشندگان مختلف استفاده می‌شوند. 

این راهنما مقایسه می‌کند مدباس RTU TCP, پرافینت آی او, و EtherNet/IP در پنج بُعد عملی. این به شما کمک می‌کند تا بین آنها تصمیم بگیرید ارتباط PLC با Modbus در مقابل Profinet قطعات برای سیستم شما. 

سه پروتکل ارتباطی PLC چیست؟

ارتباطات PLC پروتکل‌ها نوعی از پروتکل‌های ارتباطی هستند که برای تبادل اطلاعات بین PLCها و سایر تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند. این پروتکل‌ها شامل PLCهای دیگر، حسگرها، محرک‌ها، HMIها و..., کنترل کننده های درایو, ، اسکادا، دستگاه‌های ورودی/خروجی از راه دور و غیره.

در اینجا سه پروتکل رایج و نحوه عملکرد هر یک آورده شده است:

مدباس RTU / مدباس TCP

مدباس RTU TCP اولین بار در سال ۱۹۷۹ معرفی شد و اکنون رایج‌ترین روش پیاده‌سازی است. پروتکل فیلدباس در فناوری اتوماسیون. پروتکل Modbus RTU می‌تواند از طریق اتصالات سریال RS-485 منتقل شود در حالی که Modbus TCP از اترنت استاندارد (IEEE 802.3) استفاده می‌کند. این پروتکل رایگان از هزینه‌های صدور مجوز است و می‌تواند با انواع دستگاه‌ها ارتباط برقرار کند.

پرافینت آی او

استاندارد شده تحت IEC 61158،, پرافینت آی او غالب است. اترنت صنعتی پروتکل در تولید اروپایی. این پروتکل در سه حالت اجرا می‌شود: TCP/IP استاندارد، بلادرنگ (RT) و بلادرنگ هم زمان (IRT). IRT پروفی نت به زمان چرخه کمتر از ۱ میلی‌ثانیه دست می‌یابد.

IRT برای کنترل حرکت، هماهنگ‌سازی سروو و خطوط مونتاژ با دقت بالا ضروری است.

اترنت/آی‌پی

EtherNet/IP در سال ۲۰۰۱ توسط شرکت Rockwell Automation معرفی شد، که در آن ارتباط CIP از طریق اترنت استاندارد اجرا می‌شود. این پروتکل پیش‌فرض برای ارتباط PLC در آمریکای شمالی وقتی شرکت آلن-بردلی پی ال سی یا شرکت راکول پی ال سی در گیاهان استفاده می‌شوند.

تفاوت‌های بین پروتکل‌های Modbus، Profinet و EtherNet/IP چیست؟

انتخاب درست مودباس در مقابل پرافینت یا پیکربندی EtherNet/IP به پنج عامل بستگی دارد:

۱. سرعت

پرافینت آی او سرعت را هدایت می‌کند. این پروتکل روی اترنت دوطرفه کامل در لایه ۲ مدل OSI عمل می‌کند و دریافت پاسخ در کمتر از ۱ میلی‌ثانیه امکان‌پذیر است. از سوی دیگر، EtherNet/IP از پیام‌رسانی ضمنی UDP برای به‌روزرسانی‌های سریع استفاده می‌کند، در حالی که مدباس RTU TCP با استفاده از تراکنش‌های کلاینت-سرور با تأخیر عمل می‌کند.

۲. عملکرد بلادرنگ

Profinet IRT تنها گزینه کاملاً قطعی در این گروه است. EtherNet/IP از طریق مدل تولیدکننده-مصرف‌کننده CIP به عملکرد تقریباً قطعی می‌رسد. از سوی دیگر، Modbus TCP غیرقطعی است و برای همگام‌سازی سروو یا کنترل حلقه بسته مناسب نیست.

۳. هزینه

مدباس RTU TCP کمترین هزینه ورودی را دارد. این پروتکل روی کابل‌های استاندارد RS-485 یا سوئیچ‌های اترنت غیرمدیریتی و بدون هزینه مجوز اجرا می‌شود. در همین حال، EtherNet/IP نیز از سخت‌افزار استاندارد اترنت استفاده می‌کند اما ممکن است در توپولوژی‌های پیچیده به سوئیچ‌های مدیریت‌شده با QoS نیاز داشته باشد. از سوی دیگر،, پرافینت آی او IRT به سوئیچ‌ها و دستگاه‌های انتهایی مجهز به ASIC نیاز دارد. این یک عامل هزینه واقعی در پروژه‌های با بودجه محدود است.

۴. سازگاری

مدباس RTU TCP این امر با بیش از ۴۰ سال سابقه‌ی نصب، آشکار است. این پایه، حسگرها، درایوها، کنتورها و HMIها را تقریباً در تمام فروشندگان پوشش می‌دهد. پرافینت آی او بر روی سخت‌افزار زیمنس S7 تمرکز دارد و پروتکل بومی برای S7-300، S7-400 است., S7-1200, و PLC های S7-1500.

۵. دشواری پیکربندی

مدباس به حداقل تنظیمات نیاز دارد و توسط تکنسین‌های میدانی در سراسر جهان قابل درک است. با این حال،, پرافینت آی او از فایل‌های توضیحات دستگاه GSDML استفاده می‌کند و به پورتال Siemens TIA نیاز دارد. از سوی دیگر، EtherNet/IP از فایل‌های EDS که از طریق RSLogix یا Studio 5000 مدیریت می‌شوند، استفاده می‌کند. این امر باعث می‌شود که EtherNet/IP برای مهندسان غیر زیمنس، نسبت به Profinet قابل دسترس‌تر باشد.

خلاصه مشخصات:

جدول زیر مقایسه‌ی اجمالی هر یک از موارد فوق را نشان می‌دهد ارتباط PLC قطعات و مشخصات آنها:

کدام پروتکل ارتباطی PLC برای پروژه شما مناسب است؟

این بخش نحوه تعیین حق را شرح می‌دهد پروتکل ارتباطی PLC برای پروژه شما بر اساس کاربردهای آنها:

چه زمانی از Modbus RTU/TCP استفاده کنیم؟

استفاده کنید مدباس RTU TCP برای:

• سیستم‌های اسکادا، مدیریت انرژی و ثبت داده‌های HMI.
• یک پایگاه دستگاه که شامل چندین فروشنده است یا شامل سخت‌افزارهای قدیمی با قدمت بیش از یک دهه می‌شود.
• پروژه‌های با بودجه محدود و زمانی که زمان اسکن بالای ۵۰ میلی‌ثانیه قابل قبول است. 

چه زمانی از Profinet IO استفاده کنیم؟

از Profinet IO در موارد زیر استفاده کنید:

• پرافینت آی او استاندارد PLC های زیمنس S7 است. این مورد در تجهیزات OEM آلمانی، روسی و لهستانی رایج است.
• از آن زمانی استفاده کنید که به کنترل حرکت، درایوهای سروو یا زمان‌های چرخه زیر 10 میلی‌ثانیه نیاز دارید.
• مورد نیاز برای یکپارچه‌سازی ایمنی عملکردی PROFIsafe طبق IEC 61784-3.

چه زمانی از اترنت/IP استفاده کنیم؟

از Ethernet UP در موارد زیر استفاده کنید:

• این دستگاه با کارخانه‌های ساخته شده با فناوری Rockwell Automation یا شرکت آلن-بردلی پی ال سیس.
• این دستگاه از ایمنی CIP (IEC 61784-3) پشتیبانی می‌کند و به خوبی با اتوماسیون کارخانه‌های آمریکای شمالی ادغام می‌شود.
• شما به تعادلی بین عملکرد، هزینه و انعطاف‌پذیری سیستم نیاز دارید.

نمودار جریان تصمیم‌گیری: از کدام پروتکل باید استفاده کنید؟

در اینجا یک نمودار جریان تصمیم‌گیری آمده است که به شما در تصمیم‌گیری کمک بیشتری خواهد کرد:

نتیجه‌گیری

پروتکل‌های ارتباطی PLC “زبانی” هستند که باعث می‌شوند سیستم‌های اتوماسیون صنعتی به طور قابل اعتمادی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این اجزا عمدتاً برای نظارت بر فرآیندها، کنترل موتورها، اتصال PLCها برای عملیات، ادغام برندهای مختلف تجهیزات و برقراری ارتباط در شبکه‌های مختلف استفاده می‌شوند. 

انتخاب بین مودباس در مقابل پرافینت یا اترنت/IP به معماری کنترل، الزامات زمان چرخه و بودجه بستگی دارد. 

استفاده کنید مدباس RTU TCP برای یکپارچه‌سازی مقرون‌به‌صرفه نسخه‌های قدیمی. استفاده کنید پرافینت آی او برای سیستم‌های پرسرعت اروپایی مستقر در زیمنس. از EtherNet/IP برای نیروگاه‌های آمریکای شمالی مستقر در راکول استفاده کنید.

پی ال سی کامپکت زیمنس SIMATIC S7-1500

تولیدکننده: زیمنس
ولتاژ تغذیه: ۲۴ ولت جریان مستقیم
حافظه برنامه: ۱۷۵ کیلوبایت
حافظه داده: ۱ مگابایت

مشاهده محصول

Simply Buy Global یکی از شرکت‌های دارای گواهینامه است. تامین‌کنندگان IP برای پروتکل‌های ارتباطی صنعتی, ، مانند مودباس، پروفینت، اترنت/IP.

برای نیازهای پروژه در بازارهای اروپایی مانند روسیه و لهستان، Simply Buy Global توصیه‌های حرفه‌ای تطبیق پروتکل ارائه می‌دهد. ما به خریداران B2B کمک می‌کنیم تا سخت‌افزار صحیح Siemens، Rockwell یا شخص ثالث را با معماری کنترل خاص خود هماهنگ کنند.