ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โปรโตคอลการสื่อสารของ PLC มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดในการทำให้ Programmable Logic Controller (PLC) สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับเซ็นเซอร์ อินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) ระบบ SCADA และอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ โปรโตคอลเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นภาษาดิจิทัลมาตรฐานที่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ต่างๆ สามารถโต้ตอบกันได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยไม่คำนึงถึงผู้ผลิตหรือสภาพแวดล้อม
ไม่ว่าคุณจะตั้งค่าระบบใหม่หรืออัปเกรดโครงสร้างพื้นฐานเดิม การทำความเข้าใจประเภทของโปรโตคอลการสื่อสารในระบบ PLC ถือเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพ ความสามารถในการปรับขนาด และการบูรณาการสูงสุด
โปรโตคอลการสื่อสาร PLC คืออะไร?
โปรโตคอลการสื่อสาร PLC กำหนดกฎเกณฑ์สำหรับการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ โดยกำหนด:
- การเชื่อมต่อทางกายภาพ (RS-485, อีเทอร์เน็ต ฯลฯ)
- รูปแบบข้อมูล (ไบนารี, ASCII)
- ความเร็วในการส่งข้อมูล (บอดเรท)
- การจัดการข้อผิดพลาด (การตรวจสอบความเท่าเทียมกัน, CRC)
หากไม่มีโปรโตคอลที่เหมาะสม อุปกรณ์อาจเชื่อมต่อทางกายภาพแต่ไม่สามารถสื่อสารกันเชิงตรรกะได้ เหมือนกับที่มนุษย์พูดภาษาต่างกัน โปรโตคอลข้อมูลที่ใช้กันทั่วไปสำหรับระบบ PLC ได้แก่ Modbus, EtherNet/IP, Profinet และ CANopen
โปรโตคอล PLC ชั้นนำและการใช้งานในอุตสาหกรรม
| โปรโตคอล | ความเร็ว | โทโพโลยี | กรณีการใช้งานที่สำคัญ |
| มอดูบัส RTU | 9.6 กิโลบิตต่อวินาที–1 เมกะบิตต่อวินาที | RS-485 (บัสอนุกรม) | ระบบเก่า, HVAC, สาธารณูปโภค |
| มอดูบัส ทีซีพี | 100Mbps | อีเธอร์เน็ต(ดาว) | การบูรณาการ SCADA สมัยใหม่ |
| โปรฟิเน็ต | 100Mbps–1Gbps | ดาว/แหวน | ยานยนต์, ซีเมนส์ PLC |
| โปรฟิบัส ดีพี | 12 Mbps | รสบัส | ระบบอัตโนมัติในโรงงาน (ซีเมนส์) |
| อีเธอร์เน็ต/ไอพี | 1 กิกะบิตต่อวินาที | ดาว | การควบคุมแบบเรียลไทม์ (ร็อคเวลล์) |
| อีเธอร์แคท | 100Mbps | แหวน / เดซี่เชน | หุ่นยนต์ การควบคุมการเคลื่อนไหว |
- มอด์บัส“HTTP ของโปรโตคอลอุตสาหกรรม” — เรียบง่าย เป็นโอเพนซอร์ส แต่ขาดความปลอดภัย เหมาะสำหรับโครงการที่คำนึงถึงต้นทุน
- โปรฟิเน็ต:รวมข้อมูลเรียลไทม์ (สำหรับมอเตอร์) และ TCP/IP มาตรฐาน (สำหรับการวินิจฉัย) บนสายเคเบิลเส้นเดียว
- แคโนเพ่น:ครองตลาดยานยนต์และเครื่องจักรเนื่องจากมีความทนทานต่อข้อผิดพลาด (เช่น บัสที่สิ้นสุดการทำงานเอง)
การเลือกโปรโตคอลที่ถูกต้อง
การเลือกการสื่อสารโปรโตคอล PLC ที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับปัจจัยทางเทคนิคและทางปฏิบัติหลายประการ:
- ความเร็ว:EtherCAT (ความหน่วง µs) เทียบกับ Modbus RTU (ความหน่วง ms) เลือก EtherCAT หรือ Profinet สำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวความเร็วสูง Modbus RTU ช้ากว่าแต่เหมาะสำหรับงานที่ง่ายกว่า
- ระยะทาง:โปรโตคอลที่ใช้ RS-485 สามารถครอบคลุมได้เกิน 1 กม. ส่วนอีเทอร์เน็ตจำกัดอยู่ที่ 100 ม. หากไม่มี สวิตช์.
- ความเข้ากันได้:อุปกรณ์รุ่นเก่ามักจะรองรับเฉพาะ Modbus/Profibus เท่านั้น
- โครงสร้างและความสามารถในการปรับขนาด: เครือข่ายแบบดาว (EtherNet/IP) นั้นจัดการได้ง่ายกว่า ในขณะที่เครือข่ายแบบวงแหวน (EtherCAT) ให้ความซ้ำซ้อน
เตรียมพร้อมสำหรับอนาคตด้วยมาตรฐานและโปรโตคอล PLC ขั้นสูง
ภูมิทัศน์อุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนไปสู่ระบบที่ชาญฉลาดและเชื่อมโยงกันมากขึ้น มาตรฐานและโปรโตคอล PLC รวม:
- OPC UA ผ่าน TSN – ผสมผสานการทำงานเครือข่ายแบบกำหนดได้กับสถาปัตยกรรมที่เป็นมิตรต่อไอที
- โปรโตคอล PLC ไร้สาย (เช่น 5G) – ช่วยให้สามารถเข้าถึงหุ่นยนต์เคลื่อนที่และ HMI ระยะไกลด้วยการควบคุมที่มีความหน่วงต่ำ
- ตัวแปลงโปรโตคอล – มีประโยชน์สำหรับการบูรณาการ PLC รุ่นเก่ากับแพลตฟอร์ม SCADA หรือ IIoT ที่ทันสมัย
หากคุณจำเป็นต้องเชื่อมต่อระหว่างระบบที่เข้ากันไม่ได้ ตัวแปลงโปรโตคอล PLC สามารถลดความซับซ้อนในการบูรณาการได้โดยไม่ต้องเปลี่ยน PLC ที่มีอยู่ของคุณ
คำถามที่พบบ่อย
โปรโตคอลการสื่อสาร PLC คืออะไร?
โปรโตคอลการสื่อสาร PLC คือชุดกฎมาตรฐานที่ควบคุมวิธีการที่ PLC แลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์ภายนอกผ่านเครือข่าย
โปรโตคอลการสื่อสารใน PLC มีกี่ประเภท?
ประเภทต่างๆ ประกอบด้วยโปรโตคอลแบบอนุกรม เช่น Modbus RTU และโปรโตคอลที่ใช้อีเทอร์เน็ต เช่น Modbus TCP, EtherNet/IP และ Profinet แต่ละโปรโตคอลมีกรณีการใช้งานและข้อควรพิจารณาด้านความเข้ากันได้ที่แตกต่างกัน
PLC และ SCADA ใช้โปรโตคอลการสื่อสารแบบใด
โปรโตคอลเช่น Modbus TCP, EtherNet/IP และ OPC UA มักใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างระบบ PLC และ SCADA
มีโปรโตคอลเฉพาะสำหรับ PLC ของเดลต้าหรือไม่
ใช่ โปรโตคอลการสื่อสารของ Delta PLC มักรวมถึง Modbus RTU หรือโปรโตคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์บนพื้นฐาน ASCII สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลพื้นฐาน
บทสรุป
การเข้าใจความแตกต่างระหว่างโปรโตคอลการสื่อสารสำหรับระบบ PLC เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบเครือข่ายอัตโนมัติที่มีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้ ตั้งแต่ Modbus RTU รุ่นเก่าไปจนถึง OPC UA ขั้นสูง ตัวเลือกของคุณส่งผลต่อทุกสิ่ง ตั้งแต่ความเร็วข้อมูลไปจนถึงความน่าเชื่อถือของระบบ
