Dalam bidang automasi industri, pengawal logik boleh atur cara (PLC), sebagai peranti kawalan teras, semakin menghadapi cabaran dalam prestasi dan kebolehpercayaan keseluruhan sistem. Dengan kemajuan berterusan Industri 4.0 dan pembuatan pintar, pengeluar meletakkan permintaan yang lebih tinggi terhadap ketersambungan peranti, pertukaran data dan kerjasama pintar. Dalam konteks ini, ciri teknikal, senario terpakai dan perbezaan prestasi protokol arus perdana seperti Modbus TCP, Ethernet/IP dan PROFINET semakin mendapat perhatian industri. Memilih protokol komunikasi yang betul bukan sahaja meningkatkan kecekapan penyelarasan peranti dan tindak balas sistem dengan ketara, tetapi juga mengurangkan kos pengendalian dan kependaman sistem dengan berkesan. Ia telah menjadi satu langkah penting dalam transformasi dan peningkatan digital dan pintar perusahaan.

Apabila memilih protokol komunikasi PLC, syarikat harus mempertimbangkan empat faktor utama berikut berdasarkan keperluan aplikasi sebenar:

Masa nyata dan deterministik: Dalam senario kawalan ketepatan tinggi, prestasi masa nyata dan penentuan masa protokol adalah sangat kritikal. Sebagai contoh, saluran Isochronous Real-Time (IRT) PROFINET mencapai penyegerakan tahap mikrosaat, menyediakan sokongan yang boleh dipercayai untuk aplikasi mewah seperti kawalan gerakan berbilang paksi dan robotik kolaboratif.

Kapasiti dan Keserasian Data:

Protokol yang berbeza berbeza dengan ketara dalam struktur data dan keupayaan pemprosesan. Ethernet/IP, berdasarkan protokol CIP, cemerlang dalam mengendalikan objek data yang kompleks dan sejumlah besar maklumat masa nyata, manakala Modbus TCP, dengan mod baca dan tulis daftar ringkasnya l, kekal digunakan secara meluas dalam sistem bersaiz kecil dan sederhana.

Topologi dan Kebolehskalaan Rangkaian:

Topologi gelang dengan berkesan meningkatkan lebihan dan kebolehpercayaan sistem, manakala topologi linear lebih sesuai untuk peranti medan melata dan mengurangkan kerumitan pendawaian. Rangkaian perindustrian moden mesti menyokong pengembangan fleksibel untuk menampung pelarasan barisan pengeluaran masa hadapan dan pengembangan kapasiti peralatan.
Dalam sistem automasi perindustrian, mekanisme keselamatan dan kawalan kos mesti dipertimbangkan dengan cara yang diselaraskan. Protokol moden, seperti PROFINET, mematuhi piawaian keselamatan IEC 62443 dan menyediakan ciri keselamatan teras seperti pengesahan identiti dan penyulitan data. Walau bagaimanapun, penggunaannya biasanya memerlukan perkakasan khusus, mengakibatkan kos pelaksanaan yang tinggi. Sebaliknya, walaupun Modbus TCP menawarkan kelebihan penggunaan fleksibel dan kos rendah, protokol tidak mempunyai mekanisme keselamatan terbina dalam yang komprehensif. Dalam amalan, pengukuhan keselamatan mesti dilaksanakan melalui cara teknikal luaran, yang berpotensi meningkatkan kerumitan sistem dan kos penyelenggaraan.

Pemilihan Protokol Strategik: Menjajarkan PROFINET, Ethernet/IP dan Modbus TCP dengan Keperluan Aplikasi
Berdasarkan senario aplikasi, setiap protokol menawarkan kelebihan unik. PROFINET cemerlang dalam aplikasi kritikal masa nyata seperti pembuatan automotif dan pemesinan ketepatan. Mekanisme komunikasi berbilang salurannya memenuhi keperluan kawalan masa nyata dan pemantauan data. Ethernet/IP lebih sesuai untuk barisan pengeluaran berskala sederhana dan besar, kerana ia menyepadukan data lapisan IT dan OT dengan lancar, menyokong pertukaran maklumat dari tingkat kedai ke peringkat perusahaan. Modbus TCP, walau bagaimanapun, mengekalkan bahagian pasaran yang ketara dalam peralatan bersaiz kecil dan sederhana, peningkatan sistem warisan dan industri tradisional kerana kemudahan penggunaan dan kos yang rendah.

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa protokol yang anda pilih mestilah serasi sepenuhnya dengan infrastruktur sedia ada syarikat anda. Contohnya, jika kilang sudah menggunakan sejumlah besar peranti dan sistem kawalan yang didayakan Ethernet/IP, mengutamakan protokol yang sama untuk projek baharu boleh mengurangkan kos peningkatan dan risiko teknikal dengan ketara. Tambahan pula, sementara gerbang protokol boleh membolehkan kesalingoperasian antara rangkaian heterogen, pendekatan ini boleh memperkenalkan kependaman tambahan dan titik kegagalan tunggal. Oleh itu, apabila boleh, menggunakan protokol komunikasi yang serasi asli kekal sebagai penyelesaian yang optimum.

Mengintegrasikan Protokol PLC dengan IIoT dan Teknologi Awan
Dengan peningkatan populariti pengkomputeran tepi dan Internet Industri Perkara (IIoT), protokol komunikasi PLC sedang cepat menumpu dengan teknologi baharu seperti pengkomputeran awan dan kecerdasan buatan. Contohnya, pengawal siri Unitronics UniStream menampilkan perkhidmatan awan terbina dalam, membolehkan pengguna mengakses pemantauan jauh, analisis data dan amaran kerosakan tanpa memerlukan langganan tambahan. Aliran ini menunjukkan bahawa protokol komunikasi industri masa hadapan bukan sahaja mesti memenuhi keperluan kawalan masa nyata dan kebolehpercayaan tinggi yang tinggi tetapi juga menunjukkan keterbukaan, kebolehskalaan dan keserasian sistem yang lebih besar, dengan itu mengembangkan senario aplikasi sistem automasi industri dan membawa nilai praktikal yang lebih besar.