Modbus vs Profinet vs EtherNet/IP: Qual protocolo de comunicação PLC você deve usar?

Escolher o errado protocolo de comunicação PLC Custa mais do que tempo. Leva a falhas na comunicação entre dispositivos, substituições caras de hardware e atrasos na entrada em operação; especialmente em projetos industriais na Rússia, Polônia e Europa Oriental.

O Protocolo de comunicação PLC Refere-se à "linguagem" do seu Controlador Lógico Programável (CLP). Essa linguagem ajuda o CLP a se conectar com outras unidades de hardware. Ela descreve o processo de como uma mensagem é formulada, enviada, verificada e transmitida entre o CLP e outros dispositivos. 

Exemplos comuns de Comunicação PLC Os protocolos utilizados são Modbus, Profinet e EtherNet/IP. Esses protocolos oferecem diferentes níveis de velocidade, controle em tempo real e compatibilidade entre fornecedores. 

Este guia compara Modbus RTU TCP, Profinet IO, e EtherNet/IP em cinco dimensões práticas. Isso ajudará você a decidir entre Comunicação Modbus vs Profinet PLC Componentes para o seu sistema. 

Quais são os três protocolos de comunicação de PLC?

Comunicação PLC Protocolos são os tipos de protocolos de comunicação utilizados para permitir que os CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) troquem informações com outros equipamentos industriais. Isso inclui outros CLPs, sensores, atuadores, IHMs (Interfaces Homem-Máquina), controladores de acionamento, SCADA, dispositivos de E/S remotos, etc.

Aqui estão os três protocolos comuns e o que cada um faz:

Modbus RTU / Modbus TCP

Modbus RTU TCP Foi introduzido pela primeira vez em 1979 e é agora o mais comumente implementado. protocolo de barramento de campo Na área de tecnologia de automação, o protocolo Modbus RTU pode ser transmitido por meio de conexões seriais RS-485, enquanto o Modbus TCP utiliza o padrão Ethernet (IEEE 802.3). Ele é livre de taxas de licenciamento e pode se comunicar com todos os tipos de dispositivos.

Profinet IO

Padronizado segundo a norma IEC 61158, Profinet IO é o dominante Ethernet industrial Protocolo Profinet na indústria europeia. Ele opera em três modos: TCP/IP padrão, Tempo Real (RT) e Tempo Real Isócrono (IRT). O Profinet IRT atinge tempos de ciclo inferiores a 1 ms.

A termografia infravermelha (IRT) é essencial para o controle de movimento, sincronização de servomotores e linhas de montagem de alta precisão.

Ethernet/IP

O EtherNet/IP foi introduzido em 2001 pela Rockwell Automation, permitindo a comunicação CIP através da rede Ethernet padrão. É o protocolo padrão para... Comunicação PLC na América do Norte quando Allen-Bradley PLC ou Rockwell PLC são utilizadas em plantas.

Quais são as diferenças entre os protocolos Modbus, Profinet e EtherNet/IP?

Selecionar o certo Modbus vs Profinet A configuração EtherNet/IP depende de cinco fatores:

1. Velocidade

Profinet IO O Ethernet full-duplex lidera em velocidade. Ele opera na camada 2 do modelo OSI, utilizando Ethernet full-duplex, e é possível obter uma resposta em menos de 1 ms. Por outro lado, o EtherNet/IP utiliza mensagens implícitas UDP para atualizações rápidas, enquanto Modbus RTU TCP Opera utilizando transações cliente-servidor com latência.

2. Desempenho em tempo real

Profinet IRT é a única opção totalmente determinística neste grupo. EtherNet/IP atinge desempenho quase determinístico por meio do modelo produtor-consumidor do CIP. Por outro lado, Modbus TCP não é determinístico e não é adequado para sincronização de servos ou controle de malha fechada.

3. Custo

Modbus RTU TCP Possui o menor custo inicial. Funciona com cabos RS-485 padrão ou switches Ethernet não gerenciáveis, sem taxas de licenciamento. Enquanto isso, o EtherNet/IP também usa hardware Ethernet padrão, mas pode precisar de switches gerenciáveis com QoS em topologias complexas. Por outro lado, Profinet IO A tecnologia IRT requer switches e dispositivos finais equipados com ASIC. Isso representa um custo significativo em projetos com orçamento limitado.

4. Compatibilidade

Modbus RTU TCP Oferece suporte à mais ampla gama de dispositivos. Isso fica evidente em mais de 40 anos de base instalada, que abrange sensores, inversores de frequência, medidores e IHMs de praticamente todos os fornecedores. Profinet IO centra-se no hardware Siemens S7 e é o protocolo nativo para S7-300, S7-400, S7-1200, e PLCs S7-1500.

5. Dificuldade de Configuração

O Modbus requer configuração mínima e é compreendido por técnicos de campo em todo o mundo. No entanto, Profinet IO O Profinet utiliza arquivos de descrição de dispositivos GSDML e requer o Siemens TIA Portal. Por outro lado, o EtherNet/IP utiliza arquivos EDS gerenciados pelo RSLogix ou Studio 5000. Isso o torna mais acessível do que o Profinet para engenheiros que não utilizam softwares da Siemens.

Resumo das especificações:

A tabela abaixo resume a comparação lado a lado de cada um. Comunicação PLC Componentes e suas especificações:

Qual protocolo de comunicação PLC é adequado para o seu projeto?

Esta seção descreve como determinar o correto protocolo de comunicação PLC para o seu projeto com base em suas utilizações:

Quando usar Modbus RTU/TCP

Usar Modbus RTU TCP para:

• Sistemas SCADA, gestão de energia e registro de dados HMI.
• Uma base de dispositivos que abrange vários fornecedores ou inclui hardware legado com mais de uma década de existência.
• Projetos com orçamento limitado e quando tempos de varredura acima de 50 ms são aceitáveis. 

Quando usar o Profinet IO

Utilize Profinet IO nos seguintes casos:

• Profinet IO É o padrão para PLCs Siemens S7. É comum em equipamentos OEM alemães, russos e poloneses.
• Utilize-o quando forem necessários controle de movimento, servoacionamentos ou tempos de ciclo inferiores a 10 ms.
• Requerido para a integração de segurança funcional PROFIsafe de acordo com a norma IEC 61784-3.

Quando usar EtherNet/IP

Utilize Ethernet UP quando:

• É adequado para fábricas construídas com base em sistemas Rockwell Automation ou Allen-Bradley PLCs.
• É compatível com a norma de segurança CIP (IEC 61784-3) e integra-se bem com a automação industrial norte-americana.
• Você precisa de um equilíbrio entre desempenho, custo e flexibilidade do sistema.

Fluxograma de decisão: qual protocolo você deve usar?

Segue um fluxograma de decisão que o ajudará ainda mais a chegar a uma decisão:

Conclusão

protocolos de comunicação PLC São a “linguagem” que permite que os sistemas de automação industrial se comuniquem entre si de forma confiável. Esses componentes são usados principalmente para monitorar processos, controlar motores, conectar PLCs para operação, integrar equipamentos de diferentes marcas e comunicar-se em diversas redes. 

Escolher entre Modbus vs Profinet A escolha entre Ethernet/IP depende da arquitetura de controle, dos requisitos de tempo de ciclo e do orçamento disponível. 

Usar Modbus RTU TCP Para uma integração de sistemas legados com boa relação custo-benefício. Use Profinet IO Para sistemas europeus de alta velocidade baseados na Siemens. Utilize EtherNet/IP para fábricas norte-americanas com tecnologia Rockwell.

Siemens SIMATIC S7-1500 PLC compacto

Fabricante: Siemens
Tensão de alimentação24 V CC
Memória do programa: 175 KB
Memória de dados: 1 MB

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