Modbus、Profinet、EtherNet/IP：どのPLC通信プロトコルを使用すべきか？

間違った選択をする PLC通信プロトコル コストは時間以上に高額になる。特にロシア、ポーランド、東欧の産業プロジェクトでは、デバイス間の接続失敗、高額なハードウェア交換、試運転の遅延につながる。.

その PLC通信プロトコル これは、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）の「言語」を指します。この言語は、PLCが他のハードウェアユニットと接続するのに役立ちます。PLCと他のデバイス間でメッセージがどのように作成、送信、チェック、伝送されるかのプロセスを記述します。. 

一般的な例としては PLC通信 プロトコルとしては、Modbus、Profinet、EtherNet/IPなどがあります。これらのプロトコルは、速度、リアルタイム制御、ベンダー互換性など、さまざまなレベルで使用されます。. 

このガイドでは比較します Modbus RTU TCP, Profinet IO, と Ethernet/IP を 5 つの実用的な側面から比較します。これにより、どちらを選ぶべきか判断できます。 ModbusとProfinetによるPLC通信の比較 システムの構成要素。. 

PLC通信プロトコルには3種類ありますが、それらは何ですか？

PLC通信 プロトコルは、PLC が他の産業機器と情報を交換できるようにするために使用される通信プロトコルの一種です。これには、他の PLC、センサー、アクチュエータ、HMI、, ドライブコントローラー, SCADA、リモートI/Oデバイスなど.

以下に、よく用いられる3つのプロトコルと、それぞれの機能について説明します。

Modbus RTU / Modbus TCP

Modbus RTU TCP 1979年に初めて導入され、現在では最も一般的に実施されている フィールドバスプロトコル 自動化技術において、Modbus RTUプロトコルはRS-485シリアル接続を介して伝送され、Modbus TCPは標準イーサネット（IEEE 802.3）を使用します。ライセンス料は不要で、あらゆる種類のデバイスと通信できます。.

Profinet IO

IEC 61158に基づいて標準化されています。, Profinet IO 優勢である 産業用イーサネット 欧州の製造業におけるプロトコル。標準TCP/IP、リアルタイム（RT）、アイソクロナスリアルタイム（IRT）の3つのモードで動作する。Profinet IRTは1ms未満のサイクルタイムを実現する。.

IRTは、モーションコントロール、サーボ同期、高精度組立ラインにとって不可欠です。.

イーサネット/IP

EtherNet/IPは2001年にRockwell Automationによって導入され、CIP通信は標準イーサネット上で動作します。これは、 PLC通信 北米では アレン・ブラッドリーPLC または ロックウェルPLC 植物に利用される。.

Modbus、Profinet、EtherNet/IPプロトコルの違いは何ですか？

適切な選択をする ModbusとProfinetの比較 またはEtherNet/IP構成は、次の5つの要因に依存します。

1. スピード

Profinet IO 速度面でリードしています。OSI モデルのレイヤ 2 で全二重イーサネット上で動作し、1ms 未満で応答を得ることができます。一方、EtherNet/IP は高速更新に UDP 暗黙メッセージングを使用しますが、 Modbus RTU TCP 遅延を伴うクライアント・サーバー間のトランザクションを使用して動作します。.

2. リアルタイム性能

このグループの中で、完全に決定論的なオプションはProfinet IRTのみです。EtherNet/IPは、CIPのプロデューサー・コンシューマーモデルによって、ほぼ決定論的な性能を実現しています。一方、Modbus TCPは非決定論的であり、サーボ同期やタイトループ制御には適していません。.

3. コスト

Modbus RTU TCP 最も低い導入コストで済みます。標準のRS-485ケーブルまたはライセンス料不要のアンマネージドイーサネットスイッチで動作します。一方、EtherNet/IPも標準のイーサネットハードウェアを使用しますが、複雑なトポロジではQoSを備えたマネージドスイッチが必要になる場合があります。その一方で、, Profinet IO IRTにはASIC搭載のスイッチとエンドデバイスが必要となる。これは予算制約のあるプロジェクトにとって大きなコスト要因となる。.

4. 互換性

Modbus RTU TCP 幅広いデバイスに対応しています。これは、40年以上にわたる導入実績からも明らかで、ほぼすべてのベンダーのセンサー、ドライブ、メーター、HMIを網羅しています。. Profinet IO Siemens S7 ハードウェアを中心としており、S7-300、S7-400 のネイティブ プロトコルです。, S7-1200, およびS7-1500 PLC。.

5. 設定の難易度

Modbusは最小限の設定で済み、世界中の現場技術者に理解されています。しかし、, Profinet IO ProfinetはGSDMLデバイス記述ファイルを使用し、Siemens TIA Portalが必要です。一方、EtherNet/IPはRSLogixまたはStudio 5000で管理されるEDSファイルを使用します。そのため、ProfinetよりもSiemens以外のエンジニアにとってアクセスしやすくなっています。.

仕様概要：

以下の表は、それぞれの比較をまとめたものです。 PLC通信 構成部品とその仕様：

あなたのプロジェクトに最適なPLC通信プロトコルはどれですか？

このセクションでは、適切な PLC通信プロトコル プロジェクトにおける用途に基づいて、以下の点を考慮してください。

Modbus RTU/TCPを使用するタイミング

使用 Modbus RTU TCP のために：

• SCADAシステム、エネルギー管理、およびHMIデータロギング。.
• 複数のベンダーの製品を含む、あるいは10年以上前の旧型ハードウェアを含むデバイス群。.
• 予算に制約のあるプロジェクト、およびスキャン時間が50ミリ秒を超えることが許容される場合。. 

Profinet IOを使用するタイミング

Profinet IOは、以下の場合に使用します。

• Profinet IO これはシーメンスS7 PLCの標準規格です。ドイツ、ロシア、ポーランドのOEM機器では一般的です。.
• モーションコントロール、サーボドライブ、または10ミリ秒未満のサイクルタイムが要求される場合に使用してください。.
• IEC 61784-3に準拠したPROFIsafe機能安全統合に必要です。.

EtherNet/IPを使用するタイミング

Ethernet UP を使用する場合：

• Rockwell Automation で構築されたプラントに適合します。 アレン・ブラッドリーPLCs.
• CIP安全規格（IEC 61784-3）に対応しており、北米の工場自動化システムとの連携も良好です。.
• 性能、コスト、そしてシステムの柔軟性のバランスが重要です。.

意思決定フローチャート：どのプロトコルを使用すべきか？

意思決定をさらに進めるのに役立つ意思決定フローチャートを以下に示します。

結論

PLC通信プロトコル これらは、産業オートメーションシステム同士が確実に通信するための「言語」です。これらのコンポーネントは主に、プロセスの監視、モーターの制御、PLCの接続、異なるメーカーの機器の統合、および様々なネットワーク間での通信に使用されます。. 

選択する ModbusとProfinetの比較 あるいはEthernet/IPを使用するかどうかは、制御アーキテクチャ、サイクルタイムの要件、および予算によって異なります。. 

使用 Modbus RTU TCP 費用対効果の高いレガシーシステム統合のために。 Profinet IO シーメンス製機器をベースとした高速な欧州システム向け。ロックウェル製機器を中心とする北米の工場では、EtherNet/IPを使用してください。.

シーメンス SIMATIC S7-1500 コンパクトPLC

メーカー: シーメンス
供給電圧: 24V DC
プログラムメモリ: 175 KB
データメモリ: 1 MB

製品を見る

Simply Buy Globalは認定された企業の1つです 産業用通信プロトコル向けIPサプライヤー, 、 のような Modbus、Profinet、Ethernet/IP.

ロシアやポーランドなどの欧州市場におけるプロジェクト要件に対し、Simply Buy Globalは専門的なプロトコル適合に関する推奨事項を提供します。当社は、B2Bバイヤーがそれぞれの制御アーキテクチャに最適なシーメンス、ロックウェル、またはサードパーティ製のハードウェアを選択できるよう支援します。.