Modbus vs Profinet vs EtherNet/IP: қай PLC байланыс протоколын пайдалану керек?

Дұрыс емес таңдау жасау PLC байланыс протоколы уақытқа қарағанда қымбатырақ. Бұл істен шыққан құрылғылардың қол алысуына, қымбат жабдықтарды ауыстыруға және іске қосудың кешігуіне әкеледі; әсіресе Ресейдегі, Польшадағы және Шығыс Еуропадағы өнеркәсіптік жобаларда.

The PLC байланыс протоколы бағдарламаланатын логикалық контроллеріңіздің (PLC) “тілін” білдіреді. Бұл тіл PLC-ге басқа аппараттық құрылғылармен байланысуға көмектеседі. Ол PLC мен басқа құрылғылар арасында хабарламаның қалай тұжырымдалатыны, жіберілетіні, тексерілетіні және берілетіні процесін сипаттайды. 

Жалпы мысалдар PLC байланысы хаттамаларға Modbus, Profinet және EtherNet/IP жатады. Бұл хаттамалар жылдамдықтың, нақты уақыт режиміндегі басқарудың және жеткізушінің үйлесімділігінің әртүрлі деңгейлері үшін қолданылады. 

Бұл нұсқаулық салыстырады Modbus RTU TCP, Profinet IO, және EtherNet/IP бес практикалық өлшем бойынша. Бұл сізге таңдау жасауға көмектеседі Modbus және Profinet PLC байланысы жүйеңізге арналған компоненттер. 

PLC байланысының үш хаттамасы қандай?

PLC байланысы Хаттамалар - бұл PLC-ге басқа өнеркәсіптік жабдықтармен ақпарат алмасуға мүмкіндік беретін байланыс хаттамаларының түрі. Оларға басқа PLC, сенсорлар, жетектер, HMI, жетек контроллерлері, SCADA, қашықтан енгізу/шығару құрылғылары және т.б.

Міне, үш кең таралған хаттама және олардың әрқайсысының қызметі:

Modbus RTU / Modbus TCP

Modbus RTU TCP алғаш рет 1979 жылы енгізілді және қазіргі уақытта ең көп таралған fieldbus протоколы автоматтандыру технологиясында. Modbus RTU хаттамасы RS-485 сериялық қосылымдары арқылы берілуі мүмкін, ал Modbus TCP стандартты Ethernet (IEEE 802.3) пайдаланады. Ол лицензиялық алымдардан босатылады және барлық құрылғылар түрлерімен байланыса алады.

Profinet IO

IEC 61158 стандарты бойынша стандартталған, Profinet IO басым болып табылады өнеркәсіптік Ethernet Еуропалық өндірістегі хаттама. Ол үш режимде жұмыс істейді: стандартты TCP/IP, нақты уақыт (RT) және изохронды нақты уақыт (IRT). Profinet IRT цикл уақытын 1 мс-тан төменге жеткізеді.

IRT қозғалысты басқару, серво синхрондау және жоғары дәлдіктегі құрастыру желілері үшін өте маңызды.

EtherNet/IP

EtherNet/IP 2001 жылы Rockwell Automation компаниясымен енгізілді, мұнда CIP байланысы стандартты Ethernet арқылы жүзеге асырылады. Бұл әдепкі хаттама болып табылады PLC байланысы Солтүстік Америкада қашан Аллен-Брэдли ЖШС немесе Rockwell PLC өсімдіктерде қолданылады.

Modbus, Profinet және EtherNet/IP хаттамаларының айырмашылығы неде?

Оңды таңдау Modbus және Profinet немесе EtherNet/IP конфигурациясы бес факторға байланысты:

1. Жылдамдық

Profinet IO жылдамдық бойынша жетекшілік етеді. Ол OSI моделінің 2-деңгейінде толық дуплексті Ethernet желісінде жұмыс істейді және 1 мс-тен аз уақыт ішінде жауап алуға болады. Екінші жағынан, EtherNet/IP жылдам жаңартулар үшін UDP имплицитті хабарламаларын пайдаланады, ал Modbus RTU TCP кідіріспен клиент-сервер транзакцияларын пайдаланып жұмыс істейді.

2. Нақты уақыт режиміндегі өнімділік

Profinet IRT - бұл топтағы жалғыз толық детерминирленген нұсқа. EtherNet/IP CIP өндіруші-тұтынушы моделі арқылы детерминирленгенге жақын өнімділікке жетеді. Екінші жағынан, Modbus TCP детерминирленген емес және серво синхрондау немесе тығыз циклді басқару үшін қолайлы емес.

3. Құны

Modbus RTU TCP Ең төменгі кіріс құны бар. Ол стандартты RS-485 кабельдерінде немесе басқарылмайтын Ethernet коммутаторларында лицензиялық төлемсіз жұмыс істейді. Сонымен қатар, EtherNet/IP стандартты Ethernet жабдығын да пайдаланады, бірақ күрделі топологияларда QoS бар басқарылатын коммутаторларды қажет етуі мүмкін. Екінші жағынан, Profinet IO IRT үшін ASIC жабдықталған коммутаторлар мен соңғы құрылғылар қажет. Бұл бюджеті шектеулі жобалар үшін нақты шығын факторы болып табылады.

4. Үйлесімділік

Modbus RTU TCP ең кең құрылғылар ауқымын қолдайды. Бұл 40 жылдан астам уақыт бойы орнатылған негізгі қақпақ сенсорларында, жетектерде, есептегіштерде және HMI-лерде барлық дерлік жеткізушілерде айқын көрінеді. Profinet IO Siemens S7 жабдығына негізделген және S7-300, S7-400 үшін жергілікті хаттама болып табылады, S7-1200, және S7-1500 PLC.

5. Конфигурацияның қиындығы

Modbus минималды орнатуды қажет етеді және бүкіл әлемдегі далалық техниктер түсінеді. Дегенмен, Profinet IO GSDML құрылғысының сипаттама файлдарын пайдаланады және Siemens TIA порталын талап етеді. Екінші жағынан, EtherNet/IP RSLogix немесе Studio 5000 арқылы басқарылатын EDS файлдарын пайдаланады. Бұл оны Siemens инженерлері емес адамдар үшін Profinet-ке қарағанда қолжетімді етеді.

Техникалық сипаттамалардың қысқаша мазмұны:

Төмендегі кестеде әрқайсысының салыстырмалы сипаттамасы берілген PLC байланысы құрамдас бөлік және олардың сипаттамалары:

Сіздің жобаңызға қандай PLC байланыс протоколы сәйкес келеді?

Бұл бөлімде құқықты қалай анықтау керектігі сипатталған PLC байланыс протоколы жобаңыз үшін оларды пайдалану негізінде:

Modbus RTU/TCP қашан пайдалану керек

Қолдану Modbus RTU TCP үшін:

• Scada жүйелері, энергияны басқару және HMI деректерін тіркеу.
• Бірнеше жеткізушіні қамтитын немесе он жылдан астам уақыт бұрын қолданылған ескірген жабдықты қамтитын құрылғы базасы.
• Бюджетпен шектелген жобалар және сканерлеу уақыты 50 мс-тан асатын жобалар қолайлы. 

Profinet IO қашан пайдалану керек

Profinet IO бағдарламасын келесі жағдайларда пайдаланыңыз:

• Profinet IO Siemens S7 PLC үшін стандарт болып табылады. Бұл неміс, орыс және поляк өндірушілерінің OEM жабдықтарында жиі кездеседі.
• Қозғалысты басқару, серво жетектері немесе 10 мс-тан аз цикл уақыты қажет болған кезде пайдаланыңыз.
• IEC 61784-3 стандартына сәйкес PROFIsafe функционалдық қауіпсіздік интеграциясы үшін талап етіледі.

EtherNet/IP қашан пайдалану керек

Ethernet UP функциясын келесі жағдайларда пайдаланыңыз:

• Ол Rockwell Automation немесе басқа жүйелерінде салынған қондырғыларға сәйкес келеді. Аллен-Брэдли ЖШСс.
• Ол CIP қауіпсіздігін (IEC 61784-3) қолдайды және Солтүстік Америка зауыттық автоматтандыруымен жақсы үйлеседі.
• Сізге өнімділік, құн және жүйенің икемділігі арасындағы тепе-теңдік қажет.

Шешім қабылдау блок-схемасы: қай хаттаманы пайдалану керек?

Міне, шешім қабылдауға көмектесетін шешім қабылдау схемасы:

Қорытынды

PLC байланыс хаттамалары өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелерінің бір-бірімен сенімді түрде байланысуын қамтамасыз ететін “тіл”. Бұл компоненттер негізінен процестерді бақылау, қозғалтқыштарды басқару, жұмыс істеу үшін PLC қосу, әртүрлі брендті жабдықтарды біріктіру және әртүрлі желілер арқылы байланыс орнату үшін қолданылады. 

Арасынан таңдау Modbus және Profinet немесе Ethernet/IP басқару архитектурасына, цикл уақытына қойылатын талаптарға және бюджетке байланысты. 

Қолдану Modbus RTU TCP тиімді ескі интеграция үшін. Қолдану Profinet IO Siemens негізіндегі жоғары жылдамдықты еуропалық жүйелер үшін. Роквелл орталығындағы Солтүстік Америка зауыттары үшін EtherNet/IP пайдаланыңыз.

Siemens SIMATIC S7-1500 Compact PLC

ӨндірушіSiemens
Қоректендіру кернеуі: 24 В тұрақты ток
Бағдарлама жады: 175 КБ
Деректер жады: 1 МБ

Өнімді қарау

Simply Buy Global сертификатталған компаниялардың бірі болып табылады Өнеркәсіптік байланыс хаттамалары үшін IP жеткізушілері, сияқты Modbus, Profinet, Ethernet/IP.

Ресей мен Польша сияқты еуропалық нарықтардағы жоба талаптары үшін Simply Buy Global кәсіби хаттамаларды сәйкестендіру бойынша ұсыныстар береді. Біз B2B сатып алушыларына дұрыс Siemens, Rockwell немесе үшінші тарап жабдықтарын олардың нақты басқару архитектурасына сәйкестендіруге көмектесеміз.