Modbus, Profinet или EtherNet/IP: какой протокол связи для ПЛК следует использовать?

Неправильный выбор протокол связи ПЛК Это обходится дороже, чем занимает времени. Приводит к сбоям в установлении соединения, дорогостоящей замене оборудования и задержкам ввода в эксплуатацию, особенно на промышленных проектах в России, Польше и Восточной Европе.

The Протокол связи ПЛК Это относится к “языку” вашего программируемого логического контроллера (ПЛК). Этот язык помогает ПЛК взаимодействовать с другими аппаратными устройствами. Он описывает процесс формирования, отправки, проверки и передачи сообщений между ПЛК и другими устройствами. 

Распространенные примеры связь ПЛК К используемым протоколам относятся Modbus, Profinet и EtherNet/IP. Эти протоколы применяются для обеспечения различных уровней скорости, управления в реальном времени и совместимости с продукцией разных производителей. 

В этом руководстве сравниваются Modbus RTU TCP, Profinet IO, и EtherNet/IP по пяти практическим параметрам. Это поможет вам сделать выбор между Modbus против Profinet для связи ПЛК компоненты для вашей системы. 

Какие существуют три протокола связи для ПЛК?

ПЛК-связь Протоколы — это тип коммуникационных протоколов, используемых для обмена информацией между ПЛК и другим промышленным оборудованием. К ним относятся другие ПЛК, датчики, исполнительные механизмы, человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ)., контроллеры приводов, SCADA, удаленные устройства ввода/вывода и т. д.

Вот три распространенных протокола и описание того, что делает каждый из них:

Modbus RTU / Modbus TCP

Modbus RTU TCP Впервые была предложена в 1979 году и в настоящее время является наиболее распространенной. протокол полевой шины в технологиях автоматизации. Протокол Modbus RTU может передаваться через последовательные соединения RS-485, в то время как Modbus TCP использует стандартный Ethernet (IEEE 802.3). Он не требует лицензионных сборов и может взаимодействовать со всеми типами устройств.

Profinet IO

Стандартизирован в соответствии с IEC 61158., Profinet IO является доминирующим промышленный Ethernet Протокол, используемый в европейском производстве. Он работает в трех режимах: стандартный TCP/IP, в режиме реального времени (RT) и изохронный в режиме реального времени (IRT). Profinet IRT обеспечивает время цикла менее 1 мс.

Интерферометрическая термография необходима для управления движением, синхронизации сервоприводов и высокоточных сборочных линий.

EtherNet/IP

Протокол EtherNet/IP был представлен в 2001 году компанией Rockwell Automation, и в нем осуществляется обмен данными по протоколу CIP поверх стандартного Ethernet. Это протокол по умолчанию для связь ПЛК в Северной Америке, когда Аллен-Брэдли ПЛК или Роквелл ПЛК используются в растениях.

В чём заключаются различия между протоколами Modbus, Profinet и EtherNet/IP?

Выбор правильного Modbus против Profinet Конфигурация EtherNet/IP зависит от пяти факторов:

1. Скорость

Profinet IO Он лидирует по скорости. Он работает в полнодуплексном режиме Ethernet на втором уровне модели OSI, и ответ можно получить менее чем за 1 мс. С другой стороны, EtherNet/IP использует неявную передачу сообщений UDP для быстрых обновлений, в то время как Modbus RTU TCP Работает с использованием клиент-серверных транзакций с задержкой.

2. Производительность в реальном времени

Profinet IRT — единственный полностью детерминированный вариант в этой группе. EtherNet/IP достигает почти детерминированной производительности благодаря модели «производитель-потребитель» CIP. С другой стороны, Modbus TCP является недетерминированным и не подходит для синхронизации сервоприводов или управления с узким контуром обратной связи.

3. Стоимость

Modbus RTU TCP Он имеет самую низкую стоимость внедрения. Он работает на стандартных кабелях RS-485 или неуправляемых коммутаторах Ethernet без лицензионных сборов. В то же время EtherNet/IP также использует стандартное оборудование Ethernet, но в сложных топологиях может потребоваться управляемые коммутаторы с QoS. С другой стороны, Profinet IO Для работы IRT требуются коммутаторы и конечные устройства, оснащенные ASIC-микросхемами. Это существенный фактор, влияющий на стоимость проектов с ограниченным бюджетом.

4. Совместимость

Modbus RTU TCP Поддерживает самый широкий спектр устройств. Это подтверждается более чем 40-летним опытом работы с установленными системами, включающими датчики, приводы, измерительные приборы и человеко-машинные интерфейсы практически всех производителей. Profinet IO Он основан на оборудовании Siemens S7 и является собственным протоколом для S7-300, S7-400., С7-1200, и ПЛК S7-1500.

5. Сложность настройки

Протокол Modbus требует минимальной настройки и понятен специалистам по техническому обслуживанию по всему миру. Однако, Profinet IO Используется формат файлов описания устройств GSDML и требуется Siemens TIA Portal. С другой стороны, EtherNet/IP использует файлы EDS, управляемые через RSLogix или Studio 5000. Это делает его более доступным, чем Profinet, для инженеров, не работающих с Siemens.

Краткое описание технических характеристик:

В таблице ниже приведено сравнительное описание каждого из них. связь ПЛК компоненты и их характеристики:

Какой протокол связи ПЛК подходит для вашего проекта?

В этом разделе описывается, как определить правильный вариант. протокол связи ПЛК для вашего проекта, исходя из их назначения:

Когда использовать Modbus RTU/TCP

Использовать Modbus RTU TCP для:

• Системы SCADA, управление энергопотреблением и регистрация данных HMI.
• База устройств, включающая продукцию нескольких производителей или устаревшее оборудование, которому более десяти лет.
• Проекты с ограниченным бюджетом и в случаях, когда время сканирования превышает 50 мс является приемлемым. 

Когда использовать Profinet IO?

Используйте Profinet IO в следующих случаях:

• Profinet IO Это стандарт для ПЛК Siemens S7. Он широко распространен в оборудовании немецких, российских и польских производителей.
• Используйте его, когда требуется управление движением, сервоприводы или время цикла менее 10 мс.
• Требуется для интеграции функциональной безопасности PROFIsafe в соответствии со стандартом IEC 61784-3.

Когда использовать Ethernet/IP?

Используйте Ethernet UP, когда:

• Подходит для установок, построенных на базе Rockwell Automation или Аллен-Брэдли ПЛКс.
• Он поддерживает систему CIP Safety (IEC 61784-3) и хорошо интегрируется с системами автоматизации производства в Северной Америке.
• Вам необходим баланс между производительностью, стоимостью и гибкостью системы.

Схема принятия решений: Какой протокол следует использовать?

Вот блок-схема принятия решений, которая поможет вам принять окончательное решение:

Заключение

Протоколы связи ПЛК Это “язык”, обеспечивающий надежное взаимодействие систем промышленной автоматизации друг с другом. Эти компоненты в основном используются для мониторинга процессов, управления двигателями, подключения ПЛК для работы, интеграции оборудования различных марок и обмена данными в различных сетях. 

Выбор между Modbus против Profinet Выбор между Ethernet и IP зависит от архитектуры управления, требований к времени цикла и бюджета. 

Использовать Modbus RTU TCP Для экономически эффективной интеграции устаревших систем. Используйте Profinet IO Для высокоскоростных европейских систем на базе Siemens. Для североамериканских предприятий, использующих оборудование Rockwell, используйте EtherNet/IP.

Компактный ПЛК Siemens SIMATIC S7-1500

Производитель: Сименс
Напряжение питания: 24 В постоянного тока
Программная память: 175 КБ
память данных: 1 МБ

Просмотреть продукт

Simply Buy Global — одна из сертифицированных компаний. Поставщики IP-блоков для промышленных коммуникационных протоколов, такой как Modbus, Profinet, Ethernet/IP.

Для проектов, реализуемых на европейских рынках, таких как Россия и Польша, компания Simply Buy Global предоставляет профессиональные рекомендации по подбору протоколов. Мы помогаем B2B-покупателям подобрать подходящее оборудование Siemens, Rockwell или сторонних производителей для их конкретной архитектуры управления.