Produkty/ EMU Professional II/ TCP/IP

Rozhraní · EMU Professional II

TCP/IP u EMU Professional II: Modbus TCP a MQTT

Žádná průmyslová sběrnice, žádný převodník úrovní – verze TCP/IP je připojena k Ethernetu. Běží po něm dva zásadně odlišné přístupy: Modbus TCP hodnoty vyzvedává, MQTT je doručuje. Volba vypovídá více o vaší architektuře než o hardwaru.

Změnit rozhraní

M-BusDálkový odečet měřičů po dvou vodičích RS-485 / Modbus RTUPrůmyslová sběrnice pro řídicí systémy TCP/IPModbus TCP a MQTT v síti LoRaRádio bez vlastní kabeláže KNXOd 1. čtvrtletí 2027

Dvě cesty z té že zásuvky

Jaký je rozdíl mezi Modbus TCP a MQTT?

K naměřeným hodnotám lze přistupovat dvěma zásadně odlišnými způsoby. Který se hodí, závisí na vaší architektuře – ne na měřiči.

Modbus TCP je postup dotaz–odpověď: klient otevře spojení a načítá registry, kdy chce. MQTT to obrací: měřič sám hlásí své hodnoty brokeru a kdo je potřebuje, odebírá je. Jedno je vyzvedávání, druhé doručování.

Modbus TCP

Stejný model registrů jako Modbus RTU, jen přes Ethernet místo RS-485. Kontrolní součet CRC odpadá, protože to už zajišťuje TCP; místo toho nese každý telegram hlavičku MBAP s číslem transakce a identifikátorem jednotky. Standardní port je 502.

Čtení probíhá stejnými funkčními kódy jako u RTU, obvykle 3 a 4 pro registry holding a input. 32bitové hodnoty jsou rozděleny do dvou registrů; adresy registrů a pořadí bajtů jsou v návodu.

Praktická výhoda oproti RTU: více klientů současně, žádný monopol mastera, žádná klidová pauza, žádné otázky topologie. Nevýhoda: každý měřič potřebuje IP adresu a místo ve vašem plánu sítě.

Port

502

Způsob práce

Klient se ptá, měřič odpovídá

Datový model

16bitové registry, funkční kódy 3 a 4

Typicky pro

Řídicí systémy, SCADA, automatizace

MQTT

MQTT pracuje s brokerem uprostřed. Měřič publikuje své hodnoty pod topikem – hierarchickou cestou jako budova/sklep/meric-03/energie – a každý zájemce si tento topik odebírá. Odesílatel a příjemce se neznají; znají jen broker.

To řeší dva problémy najednou. Za prvé nikdo nemusí dotazovat: hodnoty přicházejí, když nějaké jsou. Za druhé je spojení odchozí – měřič se připojuje k brokeru, ne naopak. Firewall proto nepotřebuje žádné příchozí pravidlo, což vůbec umožňuje prakticky připojit cloud.

QoS určuje záruku doručení: 0 odešle a zapomene, 1 zaručí alespoň jedno doručení, 2 právě jedno. Pro hodnoty měřičů je QoS 1 obvyklý kompromis. TLS spojení šifruje.

Způsob práce

Měřič publikuje, zájemci odebírají

Topic

hierarchická cesta, volitelná

QoS

0, 1 nebo 2 – záruka doručení

Typicky pro

Dashboardy, cloudová řešení, IoT platformy

Připojení MQTT k dashboardům a cloudovým řešením je vyhrazeno pro verzi TCP/IP.

Síť

Co potřebuje IT pro měřiče energie v síti?

Pevné adresy

Měřiče čtené přes Modbus TCP potřebují stabilní adresu – buď přidělenou staticky, nebo vázanou na MAC adresu rezervací DHCP. Měnící se IP adresa znamená, že řídicí systém zařízení ztratí.

Vlastní segment

Měřicí technika patří obvykle do vlastní VLAN, oddělené od kancelářské sítě. To zjednodušuje pravidla firewallu a zabrání tomu, aby problém v kancelářské síti strhl s sebou i data pro vyúčtování.

Směr firewallu

U Modbus TCP musí klient dosáhnout na měřič – příchozí spojení do měřicí sítě. U MQTT stačí odchozí spojení k brokeru. Mají-li data opustit budovu, je MQTT tedy mnohem jednodušší cestou přes firewall.

Firmware

Pro verzi TCP/IP poskytujeme vlastní aktualizační nástroj; ke stažení je níže.

Kontrolní seznam před předáním IT

  • Počet zařízení a potřebné IP adresy
  • Statická adresa nebo rezervace DHCP
  • VLAN a směrování k řídicímu systému
  • U MQTT: adresa brokeru, port, TLS, přihlašovací údaje
  • Schéma topiků, které bude čitelné i za pět let

Schéma topiků

Hierarchie podle místa a funkce místo čísla zařízení. objekt/budova/podlazi/merici-misto/velicina přežije výměnu zařízení; meric/0815 ne.

Případ použití

Měřiče energie přímo v síti, nebo přes M-Center?

Obojí funguje a odpověď závisí méně na měřiči než na instalaci kolem něj.

Přímo v síti

Má smysl při málo měřicích místech, kde už je Ethernet a když cílový systém sám mluví Modbus TCP nebo MQTT. Každý měřič je pak samostatným uzlem sítě s vlastní adresou a vlastní údržbou.

Při větším počtu se výpočet obrací: dvacet měřičů je dvacet IP adres, dvacet verzí firmwaru a dvacet míst, kde může odečet nepozorovaně selhat.

Přes EMU M-Center

M-Center odečítá až 60 zařízení přes Modbus TCP a sdružuje je do jednoho bodu v síti. Místo dvaceti zařízení se IT stará o jedno. A protože totéž zařízení současně obsluhuje M-Bus a Modbus RTU, končí měřiče ze všech tří světů ve stejné databázi.

K tomu přistupuje to, co jednotlivý měřič neumí: 16 GB úložiště pro historii, sledování chybových příznaků a odlehlých hodnot a současné předávání do BACnet IP, OPC UA, MQTT, (s)FTP a e-mailu – řízení, cloud a vyúčtování z jednoho zdroje, aniž by se tři systémy přetahovaly o tentýž měřič.

Zobrazit EMU M-Center

Základní pravidlo

Do zhruba pěti měřicích míst a jednoho cílového systému: přímo. Nad to, nebo jakmile přibude druhý cílový systém, se M-Center téměř vždy vyplatí – ne kvůli technice, ale kvůli provozu.

Kdy se hodí

Modbus TCP, nebo MQTT – co se hodí k čemu?

Řídicí systém má dotazovat okamžité hodnotyModbus TCP
Data mají jít do cloudu nebo na dashboardMQTT
Firewall nepovoluje příchozí spojeníMQTT, protože je odchozí
Více příjemců stejných hodnotMQTT, přes odběry
Stávající SCADA mluví jen ModbusModbus TCP
Mnoho měřičů, více cílových systémůObojí, sdružené přes EMU M-Center

Dokumenty

Návody a katalogové listy ke stažení

Tato stránka vysvětluje princip. Seznamy registrů, strukturu telegramů, obsazení svorek a přesné parametry jednotlivých provedení najdete v návodu k rozhraní.

PDFNávod k rozhraní TCP/IP1475 · Professional II · angličtina PDFNávod k registrům Modbus1485 · tabulka registrů · angličtina ZIPAktualizační nástroj TCP/IPAktualizace firmwaru pro verzi TCP/IP PDFNávod M-Center2151 · sdružování a předávání

Tok dat

Jak se naměřené hodnoty dostanou přes MQTT do Joulio-Web?

Měřič nečeká, až bude dotazován – své hodnoty publikuje sám. To mění konfiguraci firewallu a umožňuje více systémům číst stejnou hodnotu současně.

  1. Měřič navázuje spojení sám – směrem ven, ne dovnitř. Firewall proto nepotřebuje žádné příchozí pravidlo.
  2. Každá naměřená hodnota jde jako zpráva do topiku. Struktura topiků určuje, jak budou hodnoty později přiřazeny.
  3. Broker rozdělí zprávu všem, kdo si tento topik odebírají. Joulio-Web je jedním z odběratelů; dashboard může být dalším.
  4. Spojení jsou šifrována TLS. Bez platných přihlašovacích údajů broker nepřijme žádné zprávy.

Cesta naměřených hodnot z EMU Professional II TCP/IP přes broker MQTT do Joulio-Web. Protože spojení navázuje měřič, zůstává směr pravidla firewallu odchozí.

Časté dotazy

Časté dotazy k rozhraní

Jaký je rozdíl mezi Modbus TCP a MQTT?

Modbus TCP je vyzvedávání: klient otevře spojení k měřiči a čte registry, kdy chce. MQTT je doručování: měřič publikuje své hodnoty v brokeru a zájemci je odebírají. Modbus TCP se hodí pro řídicí systémy a SCADA, MQTT pro dashboardy a cloud.

Jaký port používá Modbus TCP?

Standardně port 502. Kontrolní součet CRC z Modbus RTU odpadá, protože přenos už zabezpečuje TCP; místo toho nese každý telegram hlavičku MBAP s číslem transakce a identifikátorem jednotky.

Proč MQTT projde firewallem snadněji?

Protože spojení je odchozí: měřič se připojuje k brokeru, ne naopak. Modbus TCP naproti tomu potřebuje příchozí spojení do měřicí sítě. Jakmile mají data opustit budovu, je MQTT proto mnohem jednodušší cestou.

Potřebuje každý měřič pevnou IP adresu?

U Modbus TCP ano – buď přidělenou staticky, nebo vázanou na MAC adresu rezervací DHCP. Měnící se adresa znamená, že řídicí systém zařízení ztratí.

Od kdy se vyplatí M-Center místo přímého připojení k síti?

Jako pravidlo zhruba od pěti měřicích míst, nebo jakmile přibude druhý cílový systém. M-Center odečítá až 60 zařízení přes Modbus TCP, sdružuje je do jednoho uzlu sítě, ukládá historii v 16 GB a současně obsluhuje řízení, cloud i vyúčtování.

Jak mám pojmenovat topiky MQTT?

Hierarchicky podle místa a funkce místo čísla zařízení. Schéma jako objekt/budova/podlazi/merici-misto/velicina přežije výměnu zařízení; pojmenování podle sériového čísla ne.

Nevíte, zda se TCP/IP hodí?

Pošlete nám počet měřicích míst, vzdálenosti a cílový systém. Řekneme vám, které provedení dává smysl – a kdy by bylo lepší jiné rozhraní.

Odeslat poptávku k tomuto produktu

Telefon
+41 (0)41 545 03 00

Technická podpora
helpdesk@emuag.ch

Objednávky Švýcarsko
orders@emuag.ch