Prodotti/ EMU Professional II/ TCP/IP

Interfaccia · EMU Professional II

Il TCP/IP sull’EMU Professional II: Modbus TCP e MQTT

Nessun bus di campo, nessun convertitore di livello: la versione TCP/IP si collega all’Ethernet. Vi convivono due approcci radicalmente diversi: Modbus TCP va a prendere i valori, MQTT li consegna. Questa scelta incide sulla vostra architettura più dell’hardware.

Cambia interfaccia

M-BusLettura a distanza su due fili RS-485 / Modbus RTUBus di campo per la supervisione TCP/IPModbus TCP e MQTT in rete LoRaRadio senza cablaggio proprio KNXDal 1° trim. 2027

Due vie dalla stessa presa

Qual è la differenza tra Modbus TCP e MQTT?

Sull’Ethernet il contatore offre due protocolli. Si distinguono soprattutto per la direzione in cui viaggiano i dati – e questa direzione determina l’architettura del vostro impianto più dell’hardware.

Modbus TCP è una procedura domanda-risposta: un client apre una connessione e preleva registri quando vuole. MQTT ribalta tutto: il contatore annuncia da sé i suoi valori a un broker, e chi ne ha bisogno vi si abbona. L’uno va a prendere, l’altro consegna.

Modbus TCP

Lo stesso modello di registri del Modbus RTU, ma su Ethernet invece che su RS-485. Il checksum CRC viene a mancare, perché il TCP se ne occupa già; al suo posto ogni telegramma porta un’intestazione MBAP con numero di transazione e unit identifier. La porta standard è la 502.

La lettura usa gli stessi codici funzione dell’RTU, di norma 3 e 4 per holding e input register. I valori a 32 bit sono distribuiti su due registri; gli indirizzi di registro e l’ordine dei byte sono nel manuale.

Il vantaggio pratico rispetto all’RTU: più client contemporaneamente, nessun monopolio del master, nessun intervallo di silenzio, nessuna questione di topologia. Lo svantaggio: ogni contatore ha bisogno di un indirizzo IP e di un posto nel vostro piano di rete.

Porta

502

Modalità di funzionamento

Il client chiede, il contatore risponde

Modello di dati

Registri a 16 bit, codici funzione 3 e 4

Tipico per

Supervisione, SCADA, automazione

MQTT

MQTT lavora con un broker al centro. Il contatore pubblica i suoi valori sotto un topic – un percorso gerarchico come edificio/interrato/contatore-03/energia – e ogni interessato si abbona a quel topic. Mittente e destinatario non si conoscono; conoscono solo il broker.

Questo risolve due problemi in una volta. Primo, nessuno deve interrogare: i valori arrivano quando ce ne sono. Secondo, la connessione è in uscita – il contatore si collega al broker, non viceversa. Il firewall non ha quindi bisogno di alcuna abilitazione in entrata, cosa che rende praticabili i collegamenti al cloud.

QoS stabilisce la garanzia di consegna: 0 invia e dimentica, 1 garantisce almeno una consegna, 2 esattamente una. Per i valori dei contatori QoS 1 è il compromesso usuale. TLS cifra la connessione.

Modalità di funzionamento

Il contatore pubblica, gli interessati si abbonano

topic

percorso gerarchico, a scelta libera

QoS

0, 1 o 2 – garanzia di consegna

Tipico per

Dashboard, soluzioni cloud, piattaforme IoT

Il collegamento MQTT a dashboard e soluzioni cloud è riservato alla versione TCP/IP.

Rete

Di che cosa ha bisogno l’IT per contatori di energia in rete?

Indirizzi fissi

I contatori interrogati via Modbus TCP hanno bisogno di un indirizzo stabile – assegnato staticamente o legato all’indirizzo MAC tramite riserva DHCP. Un IP variabile significa che la supervisione perde l’apparecchio.

Un segmento proprio

La metrologia appartiene di norma a una VLAN propria, separata dalla rete d’ufficio. Questo facilita le regole del firewall e impedisce che un problema di rete nell’area uffici trascini con sé i dati di fatturazione.

Direzione del firewall

Per il Modbus TCP il client deve raggiungere il contatore – una connessione in entrata nella rete di misura. Per MQTT basta una connessione in uscita verso il broker. Quando i dati devono lasciare l’edificio, MQTT è quindi la via nettamente più semplice attraverso il firewall.

Firmware

Per la versione TCP/IP mettiamo a disposizione uno strumento di aggiornamento dedicato; il download si trova più sotto.

Lista di controllo prima della consegna all’IT

  • Numero di apparecchi e indirizzi IP necessari
  • Statico o riserva DHCP
  • VLAN e routing verso il sistema di supervisione
  • Per MQTT: indirizzo del broker, porta, TLS, credenziali
  • Uno schema di topic ancora leggibile fra cinque anni

Schema dei topic

Gerarchia per luogo e funzione invece che per numero di apparecchio. immobile/edificio/piano/punto-di-misura/grandezza sopravvive a una sostituzione di apparecchio; contatore/0815 no.

Caso d’uso

Contatori direttamente in rete o tramite l’M-Center?

Entrambe le vie funzionano, e la risposta dipende meno dal contatore che dall’impianto circostante.

Direttamente in rete

Sensato con pochi punti di misura, dove l’Ethernet c’è già, e quando il sistema di destinazione usa esso stesso Modbus TCP o MQTT. Ogni contatore è allora un nodo di rete a sé, con indirizzo e manutenzione propri.

Con il numero, il conto cambia: venti contatori sono venti indirizzi IP, venti versioni di firmware e venti punti in cui una lettura può fallire senza che nessuno se ne accorga.

Tramite l’EMU M-Center

L’M-Center legge fino a 60 apparecchi via Modbus TCP e li raggruppa in un unico punto della rete. Invece di venti apparecchi, l’IT ne cura uno. E poiché lo stesso apparecchio gestisce contemporaneamente M-Bus e Modbus RTU, i contatori di tutte e tre le interfacce finiscono nella stessa base di dati.

Si aggiunge ciò che un singolo contatore non può fare: 16 GB di memoria per lo storico, la sorveglianza dei flag di errore e dei valori anomali, e la trasmissione simultanea a BACnet IP, OPC UA, MQTT, (s)FTP ed e-mail – supervisione, cloud e fatturazione da un’unica fonte, senza che tre sistemi si contendano lo stesso contatore.

Vedi l’EMU M-Center

Regola pratica

Fino a circa cinque punti di misura e un sistema di destinazione: in diretta. Oltre, o non appena si aggiunge un secondo sistema di destinazione, l’M-Center conviene quasi sempre – non per motivi tecnici, ma di esercizio.

Collocazione

Modbus TCP o MQTT – quale per quale scopo?

La supervisione deve interrogare valori istantaneiModbus TCP
I dati devono andare in un cloud o in una dashboardMQTT
Il firewall non consente connessioni in entrataMQTT, perché in uscita
Più destinatari per gli stessi valoriMQTT, tramite abbonamenti
Lo SCADA esistente gestisce solo ModbusModbus TCP
Molti contatori, più sistemi di destinazioneEntrambi, raggruppati tramite l’EMU M-Center

Documenti

Manuali e schede tecniche da scaricare

Questa pagina spiega il principio. Elenchi dei registri, struttura dei telegrammi, assegnazione dei morsetti e i parametri esatti di ciascuna versione sono nel manuale dell’interfaccia.

PDFManuale dell’interfaccia TCP/IP1475 · Professional II · inglese PDFManuale dei registri Modbus1485 · tabella dei registri · inglese ZIPStrumento di aggiornamento TCP/IPAggiornamento del firmware della versione TCP/IP PDFManuale M-Center2151 · raggruppamento e trasmissione

Flusso di dati

Come arrivano i valori misurati in Joulio-Web via MQTT?

Il contatore non aspetta di essere interrogato – pubblica da sé i suoi valori. Questo cambia la configurazione del firewall e permette a più sistemi di leggere lo stesso valore contemporaneamente.

  1. Il contatore stabilisce da sé la connessione – verso l’esterno, non verso l’interno. Nel firewall non serve quindi alcuna abilitazione in entrata.
  2. Ogni valore misurato parte come messaggio verso un topic. La struttura dei topic determina come i valori verranno attribuiti in seguito.
  3. Il broker distribuisce il messaggio a tutti coloro che si sono abbonati a quel topic. Joulio-Web è uno di questi abbonati, una dashboard può esserne un altro.
  4. Le connessioni sono cifrate con TLS. Senza credenziali valide il broker non accetta alcun messaggio.

Il percorso dei valori misurati dall’EMU Professional II TCP/IP fino a Joulio-Web passando da un broker MQTT. Poiché è il contatore a stabilire la connessione, la direzione dell’abilitazione nel firewall resta verso l’esterno.

Domande frequenti

Domande frequenti sull’interfaccia

Qual è la differenza tra Modbus TCP e MQTT?

Modbus TCP è andare a prendere: un client apre una connessione verso il contatore e legge i registri quando vuole. MQTT è consegnare: il contatore pubblica i suoi valori presso un broker e gli interessati vi si abbonano. Modbus TCP si adatta a supervisione e SCADA, MQTT a dashboard e cloud.

Quale porta usa il Modbus TCP?

Di norma la porta 502. Il checksum CRC del Modbus RTU viene a mancare, perché il TCP protegge già la trasmissione; al suo posto ogni telegramma porta un’intestazione MBAP con numero di transazione e unit identifier.

Perché MQTT passa più facilmente il firewall?

Perché la connessione è in uscita: il contatore si collega al broker, non viceversa. Il Modbus TCP richiede invece una connessione in entrata nella rete di misura. Non appena i dati devono lasciare l’edificio, MQTT è quindi la via nettamente più semplice.

Ogni contatore ha bisogno di un indirizzo IP fisso?

Per il Modbus TCP sì – assegnato staticamente o legato all’indirizzo MAC tramite riserva DHCP. Un indirizzo variabile significa che la supervisione perde l’apparecchio.

Da quando conviene l’M-Center invece del collegamento diretto in rete?

Come regola pratica da circa cinque punti di misura, oppure non appena si aggiunge un secondo sistema di destinazione. L’M-Center legge fino a 60 apparecchi via Modbus TCP, li raggruppa in un unico nodo di rete, conserva lo storico in 16 GB e serve contemporaneamente supervisione, cloud e fatturazione.

Come dovrei denominare i topic MQTT?

In modo gerarchico per luogo e funzione, non per numero di apparecchio. Uno schema come immobile/edificio/piano/punto-di-misura/grandezza sopravvive a una sostituzione di apparecchio; una denominazione per numero di serie no.

Non siete sicuri che il TCP/IP sia adatto?

Inviateci il numero di punti di misura, le distanze e il sistema di destinazione. Vi diremo quale versione ha senso – e quando un’altra interfaccia sarebbe la scelta migliore.

Invia una richiesta su questo prodotto

Telefono
+41 (0)41 545 03 00

Supporto tecnico
helpdesk@emuag.ch

Ordini Svizzera
orders@emuag.ch