産業オートメーションにおいて、PLC通信プロトコルは、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）がセンサー、ヒューマンマシンインターフェース（HMI）、SCADAシステム、その他のネットワークデバイスとデータを交換するために不可欠です。これらのプロトコルは、メーカーや環境を問わず、デバイス間の信頼性の高い通信を保証する標準化されたデジタル言語として機能します。
新しいシステムをセットアップする場合でも、従来のインフラストラクチャをアップグレードする場合でも、PLC システムの通信プロトコルの種類を理解することが、パフォーマンス、スケーラビリティ、統合を最大限に高める鍵となります。
PLC 通信プロトコルとは何ですか?
PLC通信プロトコルは、デバイス間のデータ転送のルールを定義します。以下の事項を決定します。
- 物理的な接続 (RS-485、イーサネットなど)
- データ形式 （バイナリ、ASCII）
- 伝送速度 （ボーレート）
- エラー処理 （パリティチェック、CRC）
適切なプロトコルがないと、デバイスは物理的には接続されていても、論理的には通信できない可能性があります。これは、人間が異なる言語を話すのと同じです。PLCシステムで一般的に使用されるデータプロトコルには、Modbus、EtherNet/IP、Profinet、CANopenなどがあります。
主要PLCプロトコルとその産業用アプリケーション
| プロトコル | スピード | トポロジー | 主なユースケース |
| モドバスRTU | 9.6 Kbps～1 Mbps | RS-485（シリアルバス） | レガシーシステム、HVAC、ユーティリティ |
| モドバスTCP | 100Mbps | イーサネット（スター） | 最新のSCADA統合 |
| プロフィネット | 100 Mbps～1 Gbps | 主演 | 自動車、シーメンスPLC |
| プロフィバスDP | 12Mbps | バス | ファクトリーオートメーション（シーメンス） |
| イーサネット/IP | 1Gbps | 星 | リアルタイム制御（ロックウェル） |
| イーサキャット | 100Mbps | リング/デイジーチェーン | ロボット工学、モーションコントロール |
- モドバス: 「産業用プロトコルのHTTP」とも言える、シンプルでオープンソースですが、セキュリティに欠けます。コスト重視のプロジェクトに最適です。
- プロフィネット: リアルタイム データ (モーター用) と標準 TCP/IP (診断用) を 1 本のケーブルに組み合わせます。
- CANオープン: フォールト トレランス (自己終了バスなど) により、自動車や機械分野で主流となっています。
適切なプロトコルの選択
適切な PLC プロトコル通信の選択は、いくつかの技術的および実用的な要因によって決まります。
- スピードEtherCAT（マイクロ秒のレイテンシ）とModbus RTU（ミリ秒のレイテンシ）の比較。高速モーション制御にはEtherCATまたはProfinetを、Modbus RTUは低速ですが、よりシンプルなタスクに適しています。
- 距離: RS-485ベースのプロトコルは1km以上まで延長可能ですが、イーサネットは100mまでに制限されています。 スイッチ.
- 互換性: レガシーデバイスは多くの場合、Modbus/Profibus のみをサポートします。
- トポロジーとスケーラビリティ: スター ネットワーク (EtherNet/IP) は管理が容易で、リング ネットワーク (EtherCAT) は冗長性を提供します。
高度なPLC規格とプロトコルによる将来性確保
産業環境は、よりスマートで相互接続されたシステムへと移行しつつあります。新興 PLC規格とプロトコル 含む：
- OPC UA over TSN – 決定論的なネットワークと IT フレンドリーなアーキテクチャを組み合わせます。
- ワイヤレスPLCプロトコル（例：5G） – 低遅延制御によるモバイル ロボットとリモート HMI アクセスを可能にします。
- プロトコルコンバータ – 従来の PLC を最新の SCADA または IIoT プラットフォームと統合するのに役立ちます。
互換性のないシステム間をブリッジする必要がある場合、PLC プロトコル コンバーターを使用すると、既存の PLC を交換することなく統合を簡素化できます。
よくある質問
PLC通信プロトコルとは何ですか?
PLC 通信プロトコルは、PLC がネットワーク経由で外部デバイスとデータを交換する方法を規定する標準化された規則のセットです。
PLC の通信プロトコルの種類は何ですか?
種類には、Modbus RTUなどのシリアルプロトコルや、Modbus TCP、EtherNet/IP、Profinetなどのイーサネットベースのプロトコルが含まれます。それぞれに固有のユースケースと互換性に関する考慮事項があります。
PLC と SCADA の間で使用される通信プロトコルは何ですか?
Modbus TCP、EtherNet/IP、OPC UA などのプロトコルは、PLC システムと SCADA システム間の通信によく使用されます。
Delta PLC 専用のプロトコルはありますか?
はい、Delta PLC 通信プロトコルには、基本的なデータ交換用の Modbus RTU または独自の ASCII ベースのプロトコルが含まれることがよくあります。
結論
PLCシステムにおける通信プロトコルの違いを理解することは、効率的でスケーラブルなオートメーションネットワークを設計する上で不可欠です。従来のModbus RTUから先進的なOPC UAまで、選択はデータ速度からシステムの信頼性まで、あらゆる側面に影響を与えます。
