Proizvodi/ EMU Professional II/ TCP/IP

Interfejs · EMU Professional II

TCP/IP kod EMU Professional II: Modbus TCP i MQTT

Bez fieldbusa, bez pretvarača nivoa – TCP/IP izvedba je na Ethernetu. Preko njega rade dva suštinski različita pristupa: Modbus TCP dohvaća vrijednosti, MQTT ih isporučuje. Izbor govori više o vašoj arhitekturi nego o hardveru.

Dva puta iz iste utičnice

Koja je razlika između Modbus TCP i MQTT?


Postoje dva suštinski različita načina pristupa izmjerenim vrijednostima. Koji odgovara zavisi od vaše arhitekture – ne od brojila.

Modbus TCP je postupak upit–odgovor: klijent otvara vezu i dohvaća registre kad god želi. MQTT to okreće: brojilo samo javlja svoje vrijednosti brokeru, a ko ih treba, pretplaćuje se. Jedno je dohvaćanje, drugo isporuka.

Modbus TCP

Isti model registara kao Modbus RTU, samo preko Etherneta umjesto RS-485. CRC kontrolni zbir otpada jer to već rješava TCP; umjesto toga svaki telegram nosi MBAP zaglavlje s brojem transakcije i identifikatorom jedinice. Standardni port je 502.

Očitavanje se vrši istim funkcijskim kodovima kao kod RTU, obično 3 i 4 za holding i input registre. 32-bitne vrijednosti raspoređene su na dva registra; adrese registara i redoslijed bajtova navedeni su u priručniku.

Praktična prednost u odnosu na RTU: više klijenata istovremeno, nema monopola mastera, nema pauze mirovanja, nema pitanja topologije. Nedostatak: svako brojilo treba IP adresu i mjesto u vašem mrežnom planu.

Port

502

Način rada

Klijent pita, brojilo odgovara

Model podataka

16-bitni registri, funkcijski kodovi 3 i 4

Tipično za

Upravljačke sisteme, SCADA, automatizaciju

MQTT

MQTT radi s brokerom u sredini. Brojilo objavljuje svoje vrijednosti pod temom – hijerarhijskom putanjom poput zgrada/podrum/brojilo-03/energija – a svaki zainteresovani se pretplaćuje na tu temu. Pošiljalac i primalac se ne poznaju; poznaju samo broker.

To rješava dva problema odjednom. Prvo, niko ne mora slati upite: vrijednosti stižu kada ih ima. Drugo, veza je odlazna – brojilo se povezuje s brokerom, a ne obrnuto. Zato firewallu ne treba dolazno pravilo, što cloud povezivanje uopće čini praktičnim.

QoS određuje garanciju isporuke: 0 šalje i zaboravlja, 1 garantuje barem jednu isporuku, 2 tačno jednu. Za vrijednosti brojila QoS 1 je uobičajen kompromis. TLS šifrira vezu.

Način rada

Brojilo objavljuje, zainteresovani se pretplaćuju

Topic

hijerarhijska putanja, slobodno izabrana

QoS

0, 1 ili 2 – garancija isporuke

Tipično za

Kontrolne table, cloud rješenja, IoT platforme

MQTT veza s kontrolnim tablama i cloud rješenjima rezervisana je za TCP/IP izvedbu.

Mreža

Šta IT treba za mjerače energije u mreži?


Fiksne adrese

Brojila koja se očitavaju preko Modbus TCP trebaju stabilnu adresu – dodijeljenu statički ili vezanu za MAC adresu putem DHCP rezervacije. Promjenjiva IP adresa znači da upravljački sistem gubi uređaj.

Vlastiti segment

Mjerna tehnika obično pripada u vlastiti VLAN, odvojen od kancelarijske mreže. To olakšava pravila firewalla i sprečava da problem u kancelarijskoj mreži povuče za sobom i podatke za obračun.

Smjer firewalla

Kod Modbus TCP klijent mora dohvatiti brojilo – dolazna veza u mjernu mrežu. Kod MQTT dovoljna je odlazna veza prema brokeru. Kada podaci trebaju napustiti zgradu, MQTT je stoga mnogo jednostavniji put kroz firewall.

Firmware

Za TCP/IP izvedbu nudimo vlastiti alat za ažuriranje; preuzimanje je niže.

Kontrolna lista prije predaje IT-u

  • Broj uređaja i potrebne IP adrese
  • Statička adresa ili DHCP rezervacija
  • VLAN i rutiranje do upravljačkog sistema
  • Kod MQTT: adresa brokera, port, TLS, pristupni podaci
  • Šema tema koja će biti čitljiva i za pet godina

Šema tema

Hijerarhija po lokaciji i funkciji umjesto po broju uređaja. objekat/zgrada/sprat/mjerno-mjesto/velicina preživljava zamjenu uređaja; brojilo/0815 ne.

Primjena

Mjerači snage direktno u mreži ili preko M-Centera?


Oboje radi, a odgovor zavisi manje od brojila nego od instalacije oko njega.

Direktno u mreži

Ima smisla kod malo mjernih mjesta, gdje je Ethernet već prisutan i kada ciljni sistem sam govori Modbus TCP ili MQTT. Svako brojilo je tada zaseban mrežni čvor s vlastitom adresom i vlastitim održavanjem.

Kod većeg broja računica se okreće: dvadeset brojila znači dvadeset IP adresa, dvadeset verzija firmvera i dvadeset mjesta gdje očitavanje može neprimjetno zakazati.

Preko EMU M-Centera

M-Center očitava do 60 uređaja preko Modbus TCP i objedinjuje ih u jednu tačku u mreži. Umjesto dvadeset uređaja IT održava jedan. A pošto isti uređaj istovremeno opslužuje M-Bus i Modbus RTU, brojila iz sva tri svijeta završavaju u istoj bazi podataka.

Uz to dolazi ono što pojedinačno brojilo ne može: 16 GB memorije za historiju, nadzor oznaka grešaka i odstupanja te istovremeno prosjeđivanje u BACnet IP, OPC UA, MQTT, (s)FTP i e-mail – upravljanje, cloud i obračun iz jednog izvora, bez da se tri sistema bore za isto brojilo.

Pravilo

Do otprilike pet mjernih mjesta i jednog ciljnog sistema: direktno. Iznad toga, ili čim se doda drugi ciljni sistem, M-Center se gotovo uvijek isplati – ne zbog tehnike, nego zbog održavanja.

Kada odgovara

Modbus TCP ili MQTT – šta odgovara čemu?


Upravljački sistem treba upitom dohvaćati trenutne vrijednostiModbus TCP
Podaci trebaju ići u cloud ili na kontrolnu tabluMQTT
Firewall ne dozvoljava dolazne vezeMQTT, jer je odlazni
Više primalaca za iste vrijednostiMQTT, putem pretplata
Postojeća SCADA govori samo ModbusModbus TCP
Mnogo brojila, više ciljnih sistemaOboje, objedinjeno preko EMU M-Centera

Dokumenti

Priručnici i tehnički listovi za preuzimanje


Ova stranica objašnjava princip. Liste registara, struktura telegrama, raspored stezaljki i tačni parametri svake izvedbe nalaze se u priručniku za interfejs.

PDFPriručnik za TCP/IP interfejs1475 · Professional II · engleski PDFPriručnik za Modbus registre1485 · tabela registara · engleski ZIPTCP/IP alat za ažuriranjeAžuriranje firmvera za TCP/IP izvedbu PDFPriručnik za M-Center2151 · objedinjavanje i prosjeđivanje

Tok podataka

Kako mjerne vrijednosti preko MQTT dolaze u Joulio-Web?


Brojilo ne čeka da bude očitano – samo objavljuje svoje vrijednosti. To mijenja konfiguraciju firewalla i omogućava da više sistema istovremeno čita istu vrijednost.

  1. Brojilo samo uspostavlja vezu – prema van, ne prema unutra. Firewallu zato ne treba dolazno pravilo.
  2. Svaka mjerna vrijednost ide kao poruka na temu. Struktura tema određuje kako se vrijednosti kasnije dodjeljuju.
  3. Broker raspodjeljuje poruku svima koji su pretplaćeni na tu temu. Joulio-Web je jedan od pretplatnika; kontrolna tabla može biti drugi.
  4. Veze su šifrovane TLS-om. Bez važećih pristupnih podataka broker ne prihvata poruke.

Put mjernih vrijednosti od EMU Professional II TCP/IP preko MQTT brokera do Joulio-Weba. Pošto vezu uspostavlja brojilo, smjer pravila firewalla ostaje odlazni.

Česta pitanja

Česta pitanja o interfejsu


Koja je razlika između Modbus TCP i MQTT?

Modbus TCP je dohvaćanje: klijent otvara vezu s brojilom i čita registre kad god želi. MQTT je isporuka: brojilo objavljuje svoje vrijednosti kod brokera, a zainteresovani se pretplaćuju. Modbus TCP odgovara upravljačkim sistemima i SCADA, MQTT kontrolnim tablama i cloudu.

Koji port koristi Modbus TCP?

Standardno port 502. CRC kontrolni zbir iz Modbus RTU otpada jer prenos već osigurava TCP; umjesto toga svaki telegram nosi MBAP zaglavlje s brojem transakcije i identifikatorom jedinice.

Zašto MQTT lakše prolazi kroz firewall?

Zato što je veza odlazna: brojilo se povezuje s brokerom, a ne obrnuto. Modbus TCP, naprotiv, treba dolaznu vezu u mjernu mrežu. Čim podaci trebaju napustiti zgradu, MQTT je stoga mnogo jednostavniji put.

Treba li svako brojilo fiksnu IP adresu?

Kod Modbus TCP da – dodijeljenu statički ili vezanu za MAC adresu putem DHCP rezervacije. Promjenjiva adresa znači da upravljački sistem gubi uređaj.

Od kada se M-Center isplati umjesto direktnog priključka na mrežu?

Kao pravilo od otprilike pet mjernih mjesta, ili čim se doda drugi ciljni sistem. M-Center očitava do 60 uređaja preko Modbus TCP, objedinjuje ih u jedan mrežni čvor, čuva historiju u 16 GB i istovremeno opslužuje upravljanje, cloud i obračun.

Kako trebam imenovati MQTT teme?

Hijerarhijski po lokaciji i funkciji umjesto po broju uređaja. Šema poput objekat/zgrada/sprat/mjerno-mjesto/velicina preživljava zamjenu uređaja; imenovanje po serijskom broju ne.

Niste sigurni da li TCP/IP odgovara?


Pošaljite nam broj mjernih mjesta, udaljenosti i ciljni sistem. Reći ćemo vam koja izvedba ima smisla – i kada bi drugi interfejs bio bolji izbor.

Telefon
+41 (0)41 545 03 00

Tehnička podrška
helpdesk@emuag.ch

Narudžbe Švicarska
orders@emuag.ch