Modbus, Profinet ou EtherNet/IP : quel protocole de communication PLC devez-vous utiliser ?

Choisir le mauvais Protocole de communication PLC Cela coûte plus cher que du temps. Cela entraîne des échecs de communication entre les appareils, des remplacements de matériel coûteux et des retards de mise en service ; notamment sur les projets industriels en Russie, en Pologne et en Europe de l’Est.

Le Protocole de communication PLC Le terme “ langage ” désigne le langage de votre automate programmable (PLC). Ce langage permet à l'automate de communiquer avec d'autres composants matériels. Il décrit le processus de formulation, d'envoi, de vérification et de transmission d'un message entre l'automate et les autres dispositifs. 

Exemples courants de Communication PLC Les protocoles utilisés sont Modbus, Profinet et EtherNet/IP. Ces protocoles offrent différents niveaux de vitesse, de contrôle en temps réel et de compatibilité avec les différents fournisseurs. 

Ce guide compare Modbus RTU TCP, Profinet IO, et EtherNet/IP selon cinq dimensions pratiques. Cela vous aidera à choisir entre Communication Modbus vs Profinet PLC composants pour votre système. 

Quels sont les trois protocoles de communication PLC ?

Communication PLC Les protocoles sont des protocoles de communication utilisés pour permettre aux automates programmables industriels (API) d'échanger des informations avec d'autres équipements industriels, tels que d'autres API, des capteurs, des actionneurs et des interfaces homme-machine (IHM)., contrôleurs d'entraînement, SCADA, périphériques d'E/S distants, etc.

Voici les trois protocoles courants et leur fonctionnement :

Modbus RTU / Modbus TCP

Modbus RTU TCP a été introduit pour la première fois en 1979 et est aujourd'hui le plus couramment mis en œuvre protocole de bus de terrain En matière d'automatisation, le protocole Modbus RTU peut être transmis via des connexions série RS-485, tandis que Modbus TCP utilise l'Ethernet standard (IEEE 802.3). Il est gratuit et compatible avec tous types d'appareils.

Profinet IO

Normalisé selon la norme CEI 61158, Profinet IO est dominant Ethernet industriel Ce protocole est utilisé dans la production européenne. Il fonctionne selon trois modes : TCP/IP standard, temps réel (RT) et temps réel isochrone (IRT). Le mode Profinet IRT permet d’atteindre des temps de cycle inférieurs à 1 ms.

L'IRT est essentielle pour le contrôle de mouvement, la synchronisation des servomoteurs et les chaînes d'assemblage de haute précision.

EtherNet/IP

EtherNet/IP a été introduit en 2001 par Rockwell Automation ; la communication CIP s’effectue alors sur le réseau Ethernet standard. Il s’agit du protocole par défaut pour Communication PLC en Amérique du Nord quand Allen-Bradley PLC ou Rockwell PLC sont utilisées dans les plantes.

Quelles sont les différences entre les protocoles Modbus, Profinet et EtherNet/IP ?

Choisir le bon Modbus contre Profinet ou la configuration EtherNet/IP dépend de cinq facteurs :

1. Vitesse

Profinet IO Il se distingue par sa vitesse. Il fonctionne sur Ethernet full-duplex à la couche 2 du modèle OSI et permet d'obtenir une réponse en moins d'une milliseconde. En revanche, EtherNet/IP utilise la messagerie implicite UDP pour des mises à jour rapides. Modbus RTU TCP fonctionne à l'aide de transactions client-serveur avec latence.

2. Performances en temps réel

Profinet IRT est la seule option entièrement déterministe de ce groupe. EtherNet/IP atteint des performances quasi déterministes grâce au modèle producteur-consommateur de CIP. En revanche, Modbus TCP est non déterministe et ne convient pas à la synchronisation de servomoteurs ni à la régulation en boucle fermée.

3. Coût

Modbus RTU TCP Il présente le coût d'entrée le plus bas. Il fonctionne sur des câbles RS-485 standard ou des commutateurs Ethernet non administrables, sans frais de licence. EtherNet/IP utilise également du matériel Ethernet standard, mais peut nécessiter des commutateurs administrables avec QoS dans les topologies complexes. En revanche, Profinet IO L'IRT nécessite des commutateurs et des terminaux équipés de circuits intégrés spécifiques (ASIC). Cela représente un coût non négligeable pour les projets à budget limité.

4. Compatibilité

Modbus RTU TCP Elle prend en charge la plus vaste gamme d'appareils. En témoignent plus de 40 ans de présence sur le marché, avec une base installée comprenant des capteurs, des variateurs, des compteurs et des IHM de pratiquement tous les fournisseurs. Profinet IO Il est basé sur le matériel Siemens S7 et constitue le protocole natif pour les S7-300, S7-400, S7-1200, et les automates programmables S7-1500.

5. Difficulté de configuration

Modbus nécessite une configuration minimale et est compris par les techniciens de terrain du monde entier. Cependant, Profinet IO Profinet utilise des fichiers de description de périphériques GSDML et requiert Siemens TIA Portal. En revanche, EtherNet/IP utilise des fichiers EDS gérés par RSLogix ou Studio 5000. Cela le rend plus accessible que Profinet aux ingénieurs non-Siemens.

Résumé des spécifications :

Le tableau ci-dessous résume la comparaison côte à côte de chaque Communication PLC composant et ses spécifications :

Quel protocole de communication PLC convient à votre projet ?

Cette section explique comment déterminer le bon Protocole de communication PLC pour votre projet en fonction de leurs utilisations :

Quand utiliser Modbus RTU/TCP

Utiliser Modbus RTU TCP pour:

• Systèmes SCADA, gestion de l'énergie et enregistrement des données IHM.
• Un parc d'appareils qui s'étend sur plusieurs fournisseurs ou qui comprend du matériel ancien de plus de dix ans.
• projets à budget limité et lorsque des temps de numérisation supérieurs à 50 ms sont acceptables. 

Quand utiliser Profinet IO

Utilisez Profinet IO dans les cas suivants :

• Profinet IO Il s'agit de la norme pour les automates programmables Siemens S7. On la retrouve fréquemment dans les équipements OEM allemands, russes et polonais.
• Utilisez-le lorsque le contrôle de mouvement, les servomoteurs ou des temps de cycle inférieurs à 10 ms sont requis.
• Requis pour l'intégration de la sécurité fonctionnelle PROFIsafe selon la norme IEC 61784-3.

Quand utiliser EtherNet/IP

Utilisez Ethernet UP lorsque :

• Il convient aux installations construites sur Rockwell Automation ou Allen-Bradley PLCs.
• Il prend en charge la sécurité CIP (IEC 61784-3) et s'intègre parfaitement à l'automatisation des usines nord-américaines.
• Il vous faut un équilibre entre performance, coût et flexibilité du système.

Organigramme de décision : Quel protocole devez-vous utiliser ?

Voici un organigramme décisionnel qui vous aidera à prendre une décision :

Conclusion

Protocoles de communication PLC Ces composants constituent le “ langage ” qui permet aux systèmes d’automatisation industrielle de communiquer de manière fiable. Ils servent principalement à la surveillance des processus, à la commande des moteurs, à la connexion des automates programmables pour leur fonctionnement, à l’intégration d’équipements de marques différentes et à la communication sur divers réseaux. 

Choisir entre Modbus contre Profinet Le choix entre Ethernet et IP dépend de l'architecture de contrôle, des exigences en matière de temps de cycle et du budget. 

Utiliser Modbus RTU TCP pour une intégration rentable des systèmes existants. Utilisez Profinet IO Pour les systèmes européens haut débit basés sur Siemens, utilisez EtherNet/IP. Pour les usines nord-américaines basées sur Rockwell, utilisez EtherNet/IP.

Automate compact Siemens SIMATIC S7-1500

Fabricant: Siemens
Tension d'alimentation24 V CC
mémoire programme: 175 Ko
Mémoire de données: 1 Mo

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Simply Buy Global est l'un des organismes certifiés Fournisseurs de propriété intellectuelle pour les protocoles de communication industrielle, tel que Modbus, Profinet, Ethernet/IP.

Pour répondre aux exigences des projets sur les marchés européens, notamment en Russie et en Pologne, Simply Buy Global fournit des recommandations professionnelles en matière de compatibilité de protocoles. Nous aidons les acheteurs B2B à choisir le matériel Siemens, Rockwell ou tiers adapté à leur architecture de contrôle spécifique.