Jeśli pracujesz w automatyce przemysłowej, prawdopodobnie zetknąłeś się z Modbusem — jednym z najstarszych i najbardziej niezawodnych protokołów komunikacyjnych. A jeśli jesteś użytkownikiem, który właśnie przełącza się na sterowniki PLC firmy Schneider, pierwsze pytanie, które prawdopodobnie zadajesz, brzmi: czy sterownik Schneider PLC obsługuje komunikację Modbus? Jako dostawca, który w ciągu ostatnich kilku lat pomógł dziesiątkom małych zakładów produkcyjnych i integratorom przemysłowym w wyborze odpowiedniego sprzętu firmy Schneider, pozwól, że opowiem Ci dokładnie, jak to działa, które modele najlepiej obsługują Modbus i dlaczego nie trzeba nadmiernie komplikować rzeczy, aby go uruchomić.
Na początek przełamujmy zamieszanie. Modbus nie jest jakimś fantazyjnym protokołem nowej ery — to prosty standard komunikacji szeregowej typu master-slave, który istnieje od końca lat siedemdziesiątych. Ta długowieczność jest powodem, dla którego jest on wciąż wszędzie, od jednostek sterujących przenośnika taśmowego po linie pakujące, a firma Schneider zbudowała całą gamę sterowników PLC z wbudowaną kompatybilnością z Modbus (nie ma potrzeby kupowania dodatkowych, drogich modułów tylko do podstawowych połączeń komunikacyjnych — wszyscy to doświadczyliśmy).
Jednak nie każdy sterownik PLC firmy Schneider jest taki sam. Masz maleńkie modele podstawowe do małych maszyn, modele średniej klasy do większych linii produkcyjnych i modele o dużej wytrzymałości dla gigantów przemysłowych. Każdy z nich obsługuje Modbus nieco inaczej, w zależności od tego, czego potrzebujesz. Zacznijmy od najpopularniejszych modeli podstawowych, ponieważ to właśnie na nie decyduje się większość kupujących po raz pierwszy. Jeśli pracujesz na małej maszynie – takiej jak napełniarka linii rozlewniczej lub mała jednostka pakująca – zazwyczaj najlepszym wyborem będzie seria TM221. TheTM221M32TK Schneider Electricmodel jest tutaj doskonałym przykładem. Posiada wbudowane porty Modbus (zarówno RTU, jak i ASCII, jeśli interesuje Cię specyfikacja) bezpośrednio w sterowniku PLC, więc nie musisz dodawać niczego dodatkowego, aby komunikować się z innymi urządzeniami – takimi jak czujniki, panele HMI, a nawet inne małe kontrolery. Skonfigurowałem je dla lokalnej fabryki ciastek, a ich przenośniki i czujniki przepływu komunikowały się z TM221 w niecałą godzinę, bez konieczności skomplikowanego kodowania.
Jeśli potrzebujesz nieco większej mocy niż TM221, następnym krokiem jest seria TM241. TheSchneidera TM241CEC24Rto solidny wybór ze średniej półki. To rozwiązanie doskonale sprawdza się w przypadku linii, na których jest więcej ruchomych części — pomyśl o małej linii montażowej, która musi na przykład współpracować z regulatorem temperatury i skanerem kodów kreskowych. TM241 ma wbudowaną funkcję Modbus Master, dzięki czemu można ustawić wysyłanie poleceń do maksymalnie 31 urządzeń podrzędnych jednocześnie. W zeszłym roku współpracowałem ze sklepem z częściami samochodowymi, który użył tego modelu do zsynchronizowania swojego sterownika PLC ze starą maszyną pakującą, która miała tylko port Modbus RTU. Żadnych hacków, żadnych dodatkowych adapterów — po prostu podłącz i graj po ustawieniu szybkości transmisji, co jest bardzo proste w oprogramowaniu Schneidera.
Czekaj, a co, jeśli pracujesz ze starszą konfiguracją lub mniejszym kontrolerem, który istnieje już od jakiegoś czasu? Wiele zakładów ma starsze maszyny, które nadal obsługują kontrolery Twido i zgadnijcie co – te również obsługują Modbus. TheKontroler Schneider TWDLCAA24DRF Twidoto starszy model, który jest nadal w powszechnym użyciu i posiada standardową funkcję Modbus RTU. Mój klient miał stary Twido obsługujący przenośnik wysyłkowy do magazynu i musiał dodać nową wagę obsługującą tylko protokół Modbus. Podłączyliśmy wagę do portu szeregowego Twido, poprawiliśmy ustawienia rejestru i wszystko działało bezproblemowo – nie było potrzeby wymiany starego kontrolera, co pozwoliło zaoszczędzić tysiące przy pełnej aktualizacji. Na tym właśnie polega obsługa Modbus firmy Schneider: nawet starsze linie nie pozostają w tyle.
Teraz, jeśli planujesz skalowanie do dużej instalacji przemysłowej – takiej jak fabryka z wieloma liniami produkcyjnymi lub zakład kontroli procesów – będziesz potrzebować większego sterownika PLC firmy Schneider, a Modbus nadal sprawdza się tutaj dobrze. TheSchneidera 140ACO13000to analogowy moduł wyjściowy serii Quantum, ale ma także możliwości Modbus. Czekaj, prawda — Modbus nie jest przeznaczony tylko dla samego sterownika PLC; moduły rozszerzeń i jednostki we/wy również obsługują protokół Modbus, dzięki czemu można budować większe systemy bez użycia mnóstwa oddzielnych linii komunikacyjnych. Moduł ten może na przykład działać jako moduł Modbus slave, dzięki czemu główny sterownik PLC może wysyłać do niego sygnały do sterowania zaworami lub silnikami w dużej hali produkcyjnej. W zeszłym roku zainstalowałem kilka takich modułów w zakładzie chemicznym i udało im się zintegrować nowy moduł z istniejącą siecią Modbus bez zakłócania obecnego sprzętu – co jest niezwykle ważne dla zakładów, które nie mogą sobie pozwolić na przestoje.
Krótka uwaga: Modbus może być przewodowy lub bezprzewodowy, a sterowniki PLC Schneider obsługują oba, ale w większości zastosowań przemysłowych najpopularniejszy jest przewodowy Modbus RTU (jest tańszy, bardziej niezawodny i działa na większych dystansach niż Modbus TCP w małych i średnich konfiguracjach). W przypadku Modbus TCP potrzebny będzie model wyposażony w porty Ethernet, które posiadają wszystkie serie TM221, TM241 i Quantum, więc jest to również opcja, jeśli chcesz połączyć się przez sieć lokalną lub nawet Internet (chociaż zawsze zalecam ostrożność w przypadku sterowników PLC podłączonych do Internetu, bezpieczeństwo to zupełnie inny temat).
Porozmawiajmy teraz o tym, jak łatwo jest faktycznie skonfigurować Modbus na sterowniku PLC Schneider, ponieważ wiem, że wielu z Was, którzy to czytają, nie jest ekspertami w dziedzinie PLC — po prostu próbujecie, aby Wasza maszyna komunikowała się z innymi urządzeniami. Oprogramowanie do programowania firmy Schneider, Unity Pro lub SoMachine Basic (w zależności od modelu), ma wbudowane bloki funkcyjne Modbus. Nie musisz pisać całego kodu od zera. Na przykład w TM221 znajduje się blok „Modbus Master”, który wystarczy przeciągnąć i upuścić do układu logicznego, a następnie wprowadzić adres urządzenia podrzędnego, numer rejestru i typ danych. Miałem klientów, którzy byli zupełnie początkujący w sterownikach PLC, a komunikację Modbus uruchomili w jedno popołudnie, korzystając jedynie z podstawowych tutoriali na stronie Schneidera.
Czekaj, czy mogę naprawić częsty błąd, który ciągle widzę? Wiele osób uważa, że do korzystania z protokołu Modbus w sterownikach PLC firmy Schneider potrzebna jest specjalna licencja lub dodatkowe oprogramowanie. Nie. Modbus jest oprogramowaniem typu open source, więc firma Schneider nie pobiera dodatkowych opłat za korzystanie z niego – w przeciwieństwie do niektórych zastrzeżonych protokołów, które dodają setki opłat licencyjnych. To jeden z głównych powodów, dla których polecamy firmę Schneider małym i średnim firmom; otrzymujesz niezawodną obsługę Modbus bez rozbijania banku.
Omówmy także typowy przypadek użycia, który często pojawia się u naszych klientów: użycie protokołu Modbus do połączenia sterowników PLC Schneider z urządzeniami innych marek. Wiele zakładów łączy i dopasowuje sprzęt — sterowniki PLC Schneider, czujniki firmy Allen-Bradley, panele HMI firmy Phoenix Contact, wszystko, co odpowiada ich budżetowi. Modbus jest tutaj językiem uniwersalnym, a sterowniki PLC firmy Schneider dobrze współpracują z nimi wszystkimi. Miałem klienta, który miał kilka czujników ultradźwiękowych innej marki obsługujących tylko Modbus RTU i bez żadnych problemów podłączyliśmy je do TM241. Żadnych problemów z kompatybilnością, żadnej konieczności wymiany istniejących czujników – po prostu zadziałało.
A co z Modbusem w przypadku innych warstw fizycznych, takich jak RS485? To standard dla Modbus RTU, a wszystkie modele Schneidera, o których wspomniałem wcześniej, obsługują połączenia RS485 bezpośrednio w sterowniku PLC lub module. TM221 ma wbudowany port RS485, TM241 również i kontroler Twido. Nie potrzebujesz więc dodatkowego adaptera ani konwertera do podłączenia urządzeń Modbus — wystarczy prosty kabel RS485 i gotowe. W przypadku Modbus TCP jest to po prostu standardowy kabel Ethernet, a więc jeszcze prostszy.
Jako Twój stały dostawca sterowników PLC Schneider i sprzętu automatyki przemysłowej, pomogłem przetestować większość tych modeli w rzeczywistych konfiguracjach, więc pozwól, że przedstawię Ci krótką ściągawkę, aby to ułatwić:
- Małe maszyny klasy podstawowej (10–20 punktów we/wy): WybierzTM221M32TK Schneider Electric—wbudowany Modbus, prosty w obsłudze, tani w przypadku małych prac.
- Linie średniej wielkości (20–50 punktów we/wy, wiele urządzeń): TheSchneidera TM241CEC24Rzapewnia wystarczającą moc dla wielu urządzeń Modbus Slave i łatwą rozbudowę.
- Starsze maszyny lub małe kontrolery: TheKontroler Schneider TWDLCAA24DRF Twidoto niezawodny wybór, który działa w starszych konfiguracjach i nadal obsługuje nowoczesne urządzenia Modbus.
- Duże konfiguracje przemysłowe, moduły rozszerzeń: TheSchneidera 140ACO13000umożliwia dodanie wejść/wyjść obsługujących Modbus bez konieczności modernizacji całego systemu PLC.
- A jeśli potrzebujesz małych przekaźników do połączenia wszystkiego razem,Przekaźnik miniaturowy SCHNEIDER RXM2LB2BDdoskonale współpracuje ze wszystkimi tymi modelami do przełączania sygnałów Modbus.
Poczekaj, ostatnia rzecz: rozwiązywanie problemów z Modbus w sterownikach PLC Schneider jest o wiele łatwiejsze, niż mogłoby się wydawać. W 9 przypadkach na 10 problem jest prosty – zła prędkość transmisji, nieprawidłowy adres urządzenia podrzędnego lub luźny kabel. Oprogramowanie Schneidera posiada wbudowane narzędzia diagnostyczne, które pozwalają monitorować ruch Modbus w czasie rzeczywistym, dzięki czemu można sprawdzić, czy polecenie jest wysyłane i czy urządzenie podrzędne odpowiada. Miałem klienta, który utknął na godzinę, ponieważ miał nieprawidłowe ustawienie parzystości, a narzędzie diagnostyczne natychmiast to zauważyło, bez konieczności zgadywania.
Jeśli nadal nie wiesz, czy sterowniki PLC Schneider mogą obsługiwać Modbus, pozwól, że podsumuję: tak, wszystkie ich linie sterowników PLC, od najmniejszego podstawowego TM221 po wytrzymałą serię Quantum, mają wbudowaną obsługę Modbus. Żadnych dodatkowych opłat, żadnych skomplikowanych przeszkód do przeskakiwania i działa z prawie każdym urządzeniem Modbus, które znajdziesz na rynku. Niezależnie od tego, czy budujesz nową maszynę, modernizujesz starą konfigurację, czy rozwiązujesz problem z komunikacją, Schneider pomoże Ci.
Jeśli chcesz wybrać sterownik PLC firmy Schneider do swojego projektu lub masz pytania dotyczące tego, który model najlepiej spełni Twoje potrzeby w zakresie protokołu Modbus, skontaktuj się z nami — pomożemy Ci wybrać odpowiedni sprzęt, przeprowadzimy Cię przez wskazówki dotyczące konfiguracji, a nawet skontaktujemy Cię z lokalnymi integratorami, jeśli potrzebujesz dodatkowej pomocy. Nie marnuj czasu ani pieniędzy na sprzęt, który nie współpracuje dobrze z Twoimi istniejącymi urządzeniami Modbus; Wsparcie firmy Schneider jest solidne, a my posiadamy części i wiedzę specjalistyczną, dzięki którym szybko rozpoczniesz pracę.
Referencje
Organizacja Modbusa. (nd). Specyfikacja protokołu Modbus. Pobrano z modbus.org
Schneider Electric. (nd). Strona produktu TM221M32TK. Pobrano z ab.com/plc/schneider-plc/tm221m32tk-schneider-electric.html
Schneider Electric. (nd). Strona produktu TM241CEC24R. Pobrano z ab.com/plc/schneider-plc/schneider-tm241cec24r.html
Schneider Electric. (nd). Strona produktu TWDLCAA24DRF. Pobrano z ab.com/plc/schneider-plc/schneider-twido-twdlcaa24drf-controller.html
Schneider Electric. (nd). 140ACO13000 Strona produktu. Pobrano z ab.com/plc/schneider-plc/schneider-140aco13000.html
Schneider Electric. (nd). Strona produktu RXM2LB2BD. Pobrano z ab.com/plc/schneider-plc/schneider-rxm2lb2bd-miniature-relay.html
