Tuotteet/ EMU Professional II/ TCP/IP

Liitäntä · EMU Professional II

TCP/IP EMU Professional II:ssa: Modbus TCP ja MQTT

Ei kenttäväylää, ei tasomuunninta – TCP/IP-malli on kiinni Ethernetissä. Sen kautta kulkee kaksi perustavasti erilaista lähestymistapaa: Modbus TCP hakee arvot, MQTT toimittaa ne. Valinta kertoo enemmän arkkitehtuuristasi kuin laitteistosta.

Vaihda liitäntä

M-BusMittareiden etäluenta kahdella johtimella RS-485 / Modbus RTUKenttäväylä ohjausjärjestelmille TCP/IPModbus TCP ja MQTT verkossa LoRaRadio ilman omaa kaapelointia KNXQ1/2027 alkaen

Kaksi reittiä samasta liitännästä

Mikä ero on Modbus TCP:llä ja MQTT:llä?

Mittausarvoihin pääsee käsiksi kahdella perustavasti erilaisella tavalla. Kumpi sopii, riippuu arkkitehtuuristasi – ei mittarista.

Modbus TCP on kysely–vastaus-menettely: asiakas avaa yhteyden ja hakee rekisterit silloin, kun haluaa. MQTT kääntää tämän: mittari ilmoittaa arvonsa itse brokerille, ja ne, jotka niitä tarvitsevat, tilaavat ne. Toinen hakee, toinen toimittaa.

Modbus TCP

Sama rekisterimalli kuin Modbus RTU:ssa, vain Ethernetin kautta RS-485:n sijaan. CRC-tarkistussumma jää pois, koska TCP hoitaa sen jo; sen sijaan jokaisessa sähkeessä on MBAP-otsake, jossa on tapahtumanumero ja yksikkötunniste. Vakioportti on 502.

Luku tapahtuu samoilla toimintokoodeilla kuin RTU:ssa, yleensä 3 ja 4 holding- ja input-rekistereille. 32-bittiset arvot jaetaan kahteen rekisteriin; rekisteriosoitteet ja tavujärjestys ovat käyttöohjeessa.

Käytännön etu RTU:hun verrattuna: useita asiakkaita yhtä aikaa, ei master-monopolia, ei hiljaista väliä, ei topologiakysymyksiä. Haitta: jokainen mittari tarvitsee IP-osoitteen ja paikan verkkosuunnitelmassasi.

Portti

502

Toimintatapa

Asiakas kysyy, mittari vastaa

Tietomalli

16-bittiset rekisterit, toimintokoodit 3 ja 4

Tyypillisesti

Ohjausjärjestelmät, SCADA, automaatio

MQTT

MQTT toimii brokerin välityksellä. Mittari julkaisee arvonsa topicin alla – hierarkkisena polkuna kuten rakennus/kellari/mittari-03/energia – ja jokainen kiinnostunut tilaa kyseisen topicin. Lähettäjä ja vastaanottaja eivät tunne toisiaan; ne tuntevat vain brokerin.

Se ratkaisee kaksi ongelmaa kerralla. Ensinnäkin kenenkään ei tarvitse kysellä: arvot saapuvat, kun niitä on. Toiseksi yhteys on lähtevä – mittari yhdistää brokeriin, ei päinvastoin. Siksi palomuuri ei tarvitse saapuvaa sääntöä, mikä ylipäätään tekee pilviyhteyksistä käytännöllisiä.

QoS määrää toimitustakuun: 0 lähettää ja unohtaa, 1 takaa vähintään yhden toimituksen, 2 tasan yhden. Mittariarvoille QoS 1 on tavallinen kompromissi. TLS salaa yhteyden.

Toimintatapa

Mittari julkaisee, kiinnostuneet tilaavat

Topic

hierarkkinen polku, vapaasti valittavissa

QoS

0, 1 tai 2 – toimitustakuu

Tyypillisesti

Koontinäytöt, pilviratkaisut, IoT-alustat

MQTT-yhteys koontinäyttöihin ja pilviratkaisuihin on varattu TCP/IP-mallille.

Verkko

Mitä IT tarvitsee verkossa oleville sähkömittareille?

Kiinteät osoitteet

Modbus TCP:llä luettavat mittarit tarvitsevat pysyvän osoitteen – joko staattisesti määritetyn tai MAC-osoitteeseen DHCP-varauksella sidotun. Vaihtuva IP-osoite tarkoittaa, että ohjausjärjestelmä kadottaa laitteen.

Oma segmentti

Mittaustekniikka kuuluu yleensä omaan VLANiin toimistoverkosta erillään. Se helpottaa palomuurisääntöjä ja estää toimistoverkon ongelmaa viemästä laskutustietoja mukanaan.

Palomuurin suunta

Modbus TCP:ssä asiakkaan on tavoitettava mittari – saapuva yhteys mittausverkkoon. MQTT:ssä riittää lähtevä yhteys brokeriin. Kun tietojen on poistuttava rakennuksesta, MQTT on siksi paljon yksinkertaisempi reitti palomuurin läpi.

Firmware

TCP/IP-mallille tarjoamme oman päivitystyökalun; lataus löytyy alempaa.

Tarkistuslista ennen luovutusta IT:lle

  • Laitteiden määrä ja tarvittavat IP-osoitteet
  • Staattinen tai DHCP-varaus
  • VLAN ja reititys ohjausjärjestelmään
  • MQTT:ssä: brokerin osoite, portti, TLS, kirjautumistiedot
  • Topic-rakenne, joka on luettavissa vielä viiden vuoden päästä

Topic-rakenne

Hierarkia sijainnin ja toiminnon mukaan laitenumeron sijaan. kiinteisto/rakennus/kerros/mittauspiste/suure kestää laitteen vaihdon; mittari/0815 ei kestä.

Käyttötapaus

Sähkömittarit suoraan verkkoon vai M-Centerin kautta?

Molemmat toimivat, ja vastaus riippuu vähemmän mittarista kuin sen ympärillä olevasta asennuksesta.

Suoraan verkkoon

Järkevää, kun mittauspisteitä on vähän, Ethernet on jo valmiina ja kohdejärjestelmä puhuu itse Modbus TCP:tä tai MQTT:tä. Jokainen mittari on silloin oma verkkosolmunsa omalla osoitteella ja omalla ylläpidolla.

Suuremmilla määrillä laskelma kääntyy: kaksikymmentä mittaria tarkoittaa kahtakymmentä IP-osoitetta, kahtakymmentä laiteohjelmistoversiota ja kahtakymmentä kohtaa, joissa luenta voi huomaamatta epäonnistua.

EMU M-Centerin kautta

M-Center lukee jopa 60 laitetta Modbus TCP:n kautta ja kokoaa ne yhdeksi pisteeksi verkkoon. Kahdenkymmenen laitteen sijaan IT hoitaa yhtä. Ja koska sama laite palvelee samanaikaisesti M-Busia ja Modbus RTU:ta, kaikkien kolmen maailman mittarit päätyvät samaan tietokantaan.

Lisäksi tulee se, mihin yksittäinen mittari ei pysty: 16 Gt tallennustilaa historialle, virhelippujen ja poikkeamien valvonta sekä samanaikainen välitys BACnet IP:hen, OPC UA:han, MQTT:hen, (s)FTP:hen ja sähköpostiin – ohjaus, pilvi ja laskutus yhdestä lähteestä ilman, että kolme järjestelmää kilpailee samasta mittarista.

Katso EMU M-Center

Nyrkkisääntö

Noin viiteen mittauspisteeseen ja yhteen kohdejärjestelmään asti: suoraan. Sitä enemmän tai heti toisen kohdejärjestelmän tullessa mukaan M-Center kannattaa lähes aina – ei tekniikan vaan ylläpidon takia.

Milloin se sopii

Modbus TCP vai MQTT – kumpi sopii mihinkin?

Ohjausjärjestelmän on kyseltävä hetkellisarvojaModbus TCP
Tietojen on mentävä pilveen tai koontinäytölleMQTT
Palomuuri ei salli saapuvia yhteyksiäMQTT, koska se on lähtevä
Useita vastaanottajia samoille arvoilleMQTT, tilausten kautta
Olemassa oleva SCADA puhuu vain ModbusiaModbus TCP
Paljon mittareita, useita kohdejärjestelmiäMolemmat, koottuna EMU M-Centerin kautta

Asiakirjat

Ladattavat käyttöohjeet ja tietolehdet

Tämä sivu selittää periaatteen. Rekisteriluettelot, sähkeiden rakenne, liitinjärjestys ja kunkin mallin tarkat parametrit ovat liitäntäohjeessa.

PDFTCP/IP-liitännän käyttöohje1475 · Professional II · englanti PDFModbus-rekisterien käyttöohje1485 · rekisteritaulukko · englanti ZIPTCP/IP-päivitystyökaluLaiteohjelmistopäivitys TCP/IP-mallille PDFM-Centerin käyttöohje2151 · kokoaminen ja välitys

Tietovirta

Miten mittausarvot päätyvät MQTT:llä Joulio-Webiin?

Mittari ei odota kyselyä – se julkaisee arvonsa itse. Se muuttaa palomuurin määrityksiä ja antaa useiden järjestelmien lukea saman arvon samanaikaisesti.

  1. Mittari muodostaa yhteyden itse – ulospäin, ei sisäänpäin. Palomuuri ei siksi tarvitse saapuvaa sääntöä.
  2. Jokainen mittausarvo lähtee viestinä johonkin topiciin. Topic-rakenne määrää, miten arvot myöhemmin kohdistetaan.
  3. Broker jakaa viestin kaikille, jotka ovat tilanneet kyseisen topicin. Joulio-Web on yksi tilaajista; koontinäyttö voi olla toinen.
  4. Yhteydet on salattu TLS:llä. Ilman voimassa olevia kirjautumistietoja broker ei hyväksy viestejä.

Mittausarvojen reitti EMU Professional II TCP/IP:stä MQTT-brokerin kautta Joulio-Webiin. Koska mittari muodostaa yhteyden, palomuurisäännön suunta pysyy lähtevänä.

Usein kysytyt kysymykset

Usein kysyttyä liitännästä

Mikä ero on Modbus TCP:llä ja MQTT:llä?

Modbus TCP on hakemista: asiakas avaa yhteyden mittariin ja lukee rekisterit, kun haluaa. MQTT on toimittamista: mittari julkaisee arvonsa brokerille, ja kiinnostuneet tilaavat ne. Modbus TCP sopii ohjausjärjestelmiin ja SCADAan, MQTT koontinäyttöihin ja pilveen.

Mitä porttia Modbus TCP käyttää?

Oletuksena porttia 502. Modbus RTU:n CRC-tarkistussumma jää pois, koska TCP turvaa siirron jo; sen sijaan jokaisessa sähkeessä on MBAP-otsake, jossa on tapahtumanumero ja yksikkötunniste.

Miksi MQTT pääsee palomuurin läpi helpommin?

Koska yhteys on lähtevä: mittari yhdistää brokeriin, ei päinvastoin. Modbus TCP sen sijaan tarvitsee saapuvan yhteyden mittausverkkoon. Heti kun tietojen on poistuttava rakennuksesta, MQTT on siksi paljon yksinkertaisempi reitti.

Tarvitseeko jokainen mittari kiinteän IP-osoitteen?

Modbus TCP:ssä kyllä – joko staattisesti määritetyn tai MAC-osoitteeseen DHCP-varauksella sidotun. Vaihtuva osoite tarkoittaa, että ohjausjärjestelmä kadottaa laitteen.

Mistä alkaen M-Center kannattaa suoran verkkoliitännän sijaan?

Nyrkkisääntönä noin viidestä mittauspisteestä alkaen tai heti toisen kohdejärjestelmän tullessa mukaan. M-Center lukee jopa 60 laitetta Modbus TCP:n kautta, kokoaa ne yhdeksi verkkosolmuksi, tallentaa historian 16 Gt:hen ja palvelee samanaikaisesti ohjausta, pilveä ja laskutusta.

Miten MQTT-topicit kannattaa nimetä?

Hierarkkisesti sijainnin ja toiminnon mukaan laitenumeron sijaan. Rakenne kuten kiinteisto/rakennus/kerros/mittauspiste/suure kestää laitteen vaihdon; sarjanumeron mukainen nimeäminen ei kestä.

Et ole varma, sopiiko TCP/IP?

Lähetä meille mittauspisteiden määrä, etäisyydet ja kohdejärjestelmä. Kerromme, mikä malli on järkevä – ja milloin toinen liitäntä olisi parempi valinta.

Lähetä kysely tästä tuotteesta

Puhelin
+41 (0)41 545 03 00

Tekninen tuki
helpdesk@emuag.ch

Tilaukset Sveitsi
orders@emuag.ch