Modbus, Profinet o EtherNet/IP: quale protocollo di comunicazione PLC è più indicato?

Scegliere quello sbagliato Protocollo di comunicazione PLC I costi superano il semplice tempo. Causano errori nella connessione dei dispositivi, costose sostituzioni hardware e ritardi nella messa in servizio, soprattutto nei progetti industriali in Russia, Polonia ed Europa orientale.

IL Protocollo di comunicazione PLC Si riferisce al "linguaggio" del vostro Controllore Logico Programmabile (PLC). Questo linguaggio consente al PLC di connettersi con altre unità hardware. Descrive il processo di formulazione, invio, verifica e trasmissione di un messaggio tra il PLC e gli altri dispositivi. 

Esempi comuni di Comunicazione PLC I protocolli utilizzati sono Modbus, Profinet ed EtherNet/IP. Questi protocolli vengono impiegati per diversi livelli di velocità, controllo in tempo reale e compatibilità con i vari fornitori. 

Questa guida confronta Modbus RTU TCP, Profinet IO, e EtherNet/IP attraverso cinque dimensioni pratiche. Ti aiuterà a decidere tra Comunicazione Modbus vs Profinet nei PLC componenti per il tuo sistema. 

Quali sono i tre protocolli di comunicazione PLC?

Comunicazione PLC I protocolli sono il tipo di protocolli di comunicazione utilizzati per consentire ai PLC di scambiare informazioni con altre apparecchiature industriali. Questi includono altri PLC, sensori, attuatori, HMI, controllori di azionamento, SCADA, dispositivi I/O remoti, ecc.

Ecco i tre protocolli più comuni e la funzione di ciascuno:

Modbus RTU / Modbus TCP

Modbus RTU TCP è stato introdotto per la prima volta nel 1979 ed è ora il più comunemente implementato protocollo fieldbus nell'ambito della tecnologia di automazione. Il protocollo Modbus RTU può essere trasmesso tramite connessioni seriali RS-485, mentre Modbus TCP utilizza lo standard Ethernet (IEEE 802.3). È esente da costi di licenza e può comunicare con tutti i tipi di dispositivi.

Profinet IO

Standardizzato secondo la norma IEC 61158, Profinet IO è il dominante Ethernet industriale Protocollo utilizzato nella produzione europea. Funziona in tre modalità: TCP/IP standard, Real-Time (RT) e Isochronous Real-Time (IRT). Profinet IRT raggiunge tempi di ciclo inferiori a 1 ms.

La tecnologia IRT è essenziale per il controllo del movimento, la sincronizzazione dei servomotori e le linee di assemblaggio di alta precisione.

EtherNet/IP

EtherNet/IP è stato introdotto nel 2001 da Rockwell Automation, in base al quale la comunicazione CIP avviene su Ethernet standard. È il protocollo predefinito per Comunicazione PLC in Nord America quando Allen-Bradley PLC O Rockwell PLC vengono utilizzati nelle piante.

Quali sono le differenze tra i protocolli Modbus, Profinet ed EtherNet/IP?

Selezionare il giusto Modbus contro Profinet La configurazione di EtherNet/IP dipende da cinque fattori:

1. Velocità

Profinet IO è in vantaggio in termini di velocità. Opera su Ethernet full-duplex al livello 2 del modello OSI ed è possibile ottenere una risposta in meno di 1 ms. D'altra parte, EtherNet/IP utilizza la messaggistica implicita UDP per aggiornamenti veloci, mentre Modbus RTU TCP opera utilizzando transazioni client-server con latenza.

2. Prestazioni in tempo reale

Profinet IRT è l'unica opzione completamente deterministica in questo gruppo. EtherNet/IP raggiunge prestazioni quasi deterministiche grazie al modello produttore-consumatore di CIP. D'altra parte, Modbus TCP non è deterministico e non è adatto alla sincronizzazione dei servomotori o al controllo ad anello stretto.

3. Costo

Modbus RTU TCP ha il costo di ingresso più basso. Funziona su cavi RS-485 standard o switch Ethernet non gestiti senza costi di licenza. Nel frattempo, EtherNet/IP utilizza anche hardware Ethernet standard ma potrebbe richiedere switch gestiti con QoS in topologie complesse. D'altra parte, Profinet IO La tecnologia IRT richiede switch e dispositivi finali dotati di ASIC. Questo rappresenta un fattore di costo significativo per i progetti con budget limitati.

4. Compatibilità

Modbus RTU TCP Supporta la più ampia gamma di dispositivi. Ciò è evidente in oltre 40 anni di base installata che comprende sensori, azionamenti, misuratori e HMI di praticamente tutti i produttori. Profinet IO è incentrato sull'hardware Siemens S7 ed è il protocollo nativo per S7-300, S7-400, S7-1200, e PLC S7-1500.

5. Difficoltà di configurazione

Il protocollo Modbus richiede una configurazione minima ed è compreso dai tecnici sul campo in tutto il mondo. Tuttavia, Profinet IO Utilizza file di descrizione del dispositivo GSDML e richiede Siemens TIA Portal. D'altra parte, EtherNet/IP utilizza file EDS gestiti tramite RSLogix o Studio 5000. Questo lo rende più accessibile di Profinet per i tecnici non Siemens.

Riepilogo delle specifiche:

La tabella seguente riassume il confronto affiancato di ciascuno Comunicazione PLC Componenti e relative specifiche:

Quale protocollo di comunicazione PLC è più adatto al tuo progetto?

Questa sezione illustra come determinare il giusto Protocollo di comunicazione PLC per il tuo progetto in base ai loro utilizzi:

Quando utilizzare Modbus RTU/TCP

Utilizzo Modbus RTU TCP per:

• Sistemi SCADA, gestione energetica e registrazione dati HMI.
• Una base di dispositivi che comprende più fornitori o include hardware obsoleto risalente a oltre dieci anni fa.
• Progetti con budget limitato e quando sono accettabili tempi di scansione superiori a 50 ms. 

Quando utilizzare Profinet IO

Utilizzare Profinet IO nei seguenti casi:

• Profinet IO è lo standard per i PLC Siemens S7. È comune nelle apparecchiature OEM tedesche, russe e polacche.
• Utilizzatelo quando sono richiesti il controllo del movimento, i servomotori o tempi di ciclo inferiori a 10 ms.
• Necessario per l'integrazione della sicurezza funzionale PROFIsafe secondo la norma IEC 61784-3.

Quando utilizzare Ethernet/IP

Utilizzare Ethernet UP quando:

• Si adatta agli impianti costruiti su Rockwell Automation o Allen-Bradley PLCS.
• È conforme agli standard di sicurezza CIP (IEC 61784-3) e si integra perfettamente con i sistemi di automazione industriale nordamericani.
• È necessario trovare un equilibrio tra prestazioni, costi e flessibilità del sistema.

Diagramma di flusso decisionale: quale protocollo utilizzare?

Ecco un diagramma di flusso decisionale che ti aiuterà ulteriormente a prendere una decisione:

Conclusione

protocolli di comunicazione PLC Sono il "linguaggio" che permette ai sistemi di automazione industriale di comunicare tra loro in modo affidabile. Questi componenti vengono utilizzati principalmente per monitorare i processi, controllare i motori, collegare i PLC per il funzionamento, integrare apparecchiature di diverse marche e comunicare attraverso varie reti. 

Scegliere tra Modbus contro Profinet La scelta tra Ethernet e IP dipende dall'architettura di controllo, dai requisiti di tempo di ciclo e dal budget. 

Utilizzo Modbus RTU TCP per un'integrazione legacy economicamente vantaggiosa. Utilizzare Profinet IO Per i sistemi europei ad alta velocità basati su Siemens. Per gli impianti nordamericani basati su Rockwell, utilizzare EtherNet/IP.

PLC Siemens SIMATIC S7-1500 Compact

Produttore: Siemens
Tensione di alimentazione: 24 V CC
memoria programma: 175 KB
Memoria dati: 1 MB

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Per i requisiti di progetto nei mercati europei come Russia e Polonia, Simply Buy Global fornisce raccomandazioni professionali per la corrispondenza dei protocolli. Aiutiamo gli acquirenti B2B ad allineare l'hardware Siemens, Rockwell o di terze parti più adatto alla loro specifica architettura di controllo.