Produkty/ EMU Professional II/ TCP/IP

Interfejs · EMU Professional II

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

Bez magistrali polowej, bez konwertera poziomów – wersja TCP/IP jest podłączona do Ethernetu. Działają w niej dwa zasadniczo różne podejścia: Modbus TCP pobiera wartości, MQTT je dostarcza. Wybór mówi więcej o Państwa architekturze niż o sprzęcie.

Zmień interfejs

M-BusZdalny odczyt liczników po dwóch przewodach RS-485 / Modbus RTUMagistrala polowa dla sterowników TCP/IPModbus TCP i MQTT w sieci LoRaRadio bez własnego okablowania KNXOd I kw. 2027

Dwie drogi z tego samego gniazda

Jaka jest różnica między Modbus TCP a MQTT?

Istnieją dwa zasadniczo różne sposoby dostępu do wartości pomiarowych. Który pasuje, zależy od Państwa architektury – nie od licznika.

Modbus TCP to procedura zapytanie–odpowiedź: klient otwiera połączenie i pobiera rejestry, kiedy chce. MQTT odwraca to: licznik sam zgłasza wartości do brokera, a kto ich potrzebuje, subskrybuje. Jedno to pobieranie, drugie dostarczanie.

Modbus TCP

Ten sam model rejestrów co Modbus RTU, tylko przez Ethernet zamiast RS-485. Suma kontrolna CRC odpada, bo za to odpowiada już TCP; zamiast tego każdy telegram ma nagłówek MBAP z numerem transakcji i identyfikatorem jednostki. Standardowy port to 502.

Odczyt odbywa się tymi samymi kodami funkcji co w RTU, zwykle 3 i 4 dla rejestrów holding i input. Wartości 32-bitowe są rozłożone na dwa rejestry; adresy rejestrów i kolejność bajtów podaje instrukcja.

Praktyczna przewaga nad RTU: kilku klientów jednocześnie, brak monopolu mastera, brak przerwy ciszy, brak problemów z topologią. Wada: każdy licznik potrzebuje adresu IP i miejsca w planie sieci.

Port

502

Sposób działania

Klient pyta, licznik odpowiada

Model danych

Rejestry 16-bitowe, kody funkcji 3 i 4

Typowo dla

Sterowniki, SCADA, automatyka

MQTT

MQTT działa z brokerem pośrodku. Licznik publikuje wartości pod topikiem – hierarchiczną ścieżką typu budynek/piwnica/licznik-03/energia – a każdy zainteresowany go subskrybuje. Nadawca i odbiorca się nie znają; znają tylko brokera.

To rozwiązuje dwa problemy naraz. Po pierwsze nikt nie musi odpytywać: wartości przychodzą, gdy są. Po drugie połączenie jest wychodzące – to licznik łączy się z brokerem, a nie odwrotnie. Dzięki temu zapora nie potrzebuje reguły przychodzącej, co w ogóle umożliwia praktyczne podłączenie do chmury.

QoS określa gwarancję dostarczenia: 0 wysyła i zapomina, 1 gwarantuje co najmniej jedno dostarczenie, 2 dokładnie jedno. Dla wartości liczników QoS 1 to typowy kompromis. TLS szyfruje połączenie.

Sposób działania

Licznik publikuje, zainteresowani subskrybują

Topic

hierarchiczna ścieżka, dowolnie wybierana

QoS

0, 1 lub 2 – gwarancja dostarczenia

Typowo dla

Pulpity, rozwiązania chmurowe, platformy IoT

Połączenie MQTT z pulpitami i rozwiązaniami chmurowymi jest zarezerwowane dla wersji TCP/IP.

Sieć

Czego potrzebuje dział IT dla liczników energii w sieci?

Stałe adresy

Liczniki odczytywane przez Modbus TCP potrzebują stabilnego adresu – przypisanego statycznie lub powiązanego z adresem MAC przez rezerwację DHCP. Zmienny adres IP oznacza, że sterownik traci urządzenie.

Własny segment

Technika pomiarowa należy zwykle do własnej sieci VLAN, oddzielonej od sieci biurowej. Ułatwia to reguły zapory i sprawia, że problem w sieci biurowej nie pociągnie za sobą danych rozliczeniowych.

Kierunek zapory

W Modbus TCP klient musi dotrzeć do licznika – połączenie przychodzące do sieci pomiarowej. W MQTT wystarczy połączenie wychodzące do brokera. Jeśli dane mają opuścić budynek, MQTT jest więc znacznie prostszą drogą przez zaporę.

Firmware

Dla wersji TCP/IP udostępniamy własne narzędzie aktualizacji; plik do pobrania znajduje się niżej.

Lista kontrolna przed przekazaniem do IT

  • Liczba urządzeń i potrzebnych adresów IP
  • Statycznie czy rezerwacja DHCP
  • VLAN i routing do sterownika
  • Dla MQTT: adres brokera, port, TLS, dane logowania
  • Schemat topików czytelny także za pięć lat

Schemat topików

Hierarchia według lokalizacji i funkcji, a nie numeru urządzenia. obiekt/budynek/piętro/punkt-pomiarowy/wielkość przetrwa wymianę urządzenia; licznik/0815 nie.

Zastosowanie

Liczniki energii bezpośrednio w sieci czy przez M-Center?

Oba sposoby działają, a odpowiedź zależy mniej od licznika niż od instalacji wokół niego.

Bezpośrednio w sieci

Ma sens przy niewielu punktach pomiarowych, gdy Ethernet już jest i system docelowy sam mówi Modbus TCP lub MQTT. Każdy licznik jest wtedy osobnym węzłem sieci, z własnym adresem i własną obsługą.

Przy większej liczbie rachunek się odwraca: dwadzieścia liczników to dwadzieścia adresów IP, dwadzieścia wersji firmware i dwadzieścia miejsc, w których odczyt może niepostrzeżenie zawieść.

Przez EMU M-Center

M-Center odczytuje do 60 urządzeń przez Modbus TCP i łączy je w jeden punkt w sieci. Zamiast dwudziestu urządzeń dział IT obsługuje jedno. A ponieważ to samo urządzenie obsługuje jednocześnie M-Bus i Modbus RTU, liczniki ze wszystkich trzech światów trafiają do tej samej bazy danych.

Do tego dochodzi to, czego pojedynczy licznik nie potrafi: 16 GB pamięci na historię, monitorowanie flag błędów i wartości odstających oraz jednoczesne przekazywanie do BACnet IP, OPC UA, MQTT, (s)FTP i e-mail – sterowanie, chmura i rozliczenia z jednego źródła, bez trzech systemów walczących o ten sam licznik.

Zobacz EMU M-Center

Reguła praktyczna

Do około pięciu punktów pomiarowych i jednego systemu docelowego: bezpośrednio. Powyżej, albo gdy dochodzi drugi system docelowy, M-Center prawie zawsze się opłaca – nie z powodu techniki, lecz eksploatacji.

Kiedy pasuje

Modbus TCP czy MQTT – co do czego pasuje?

Sterownik ma odpytywać wartości chwiloweModbus TCP
Dane mają trafić do chmury lub na pulpitMQTT
Zapora nie dopuszcza połączeń przychodzącychMQTT, bo jest wychodzący
Kilku odbiorców tych samych wartościMQTT, przez subskrypcje
Istniejąca SCADA mówi tylko ModbusModbus TCP
Wiele liczników, kilka systemów docelowychOba, połączone przez EMU M-Center

Dokumenty

Instrukcje i karty katalogowe do pobrania

Ta strona wyjaśnia zasadę działania. Listy rejestrów, struktura telegramów, przypisanie zacisków i dokładne parametry każdej wersji znajdują się w instrukcji interfejsu.

PDFInstrukcja interfejsu TCP/IP1475 · Professional II · angielski PDFInstrukcja rejestrów Modbus1485 · tabela rejestrów · angielski ZIPNarzędzie aktualizacji TCP/IPAktualizacja firmware wersji TCP/IP PDFInstrukcja M-Center2151 · łączenie i przekazywanie

Przepływ danych

Jak wartości pomiarowe trafiają przez MQTT do Joulio-Web?

Licznik nie czeka na odpytanie – sam publikuje swoje wartości. To zmienia konfigurację zapory i pozwala kilku systemom czytać tę samą wartość jednocześnie.

  1. Licznik sam nawiązuje połączenie – na zewnątrz, a nie do środka. Zapora nie potrzebuje więc reguły przychodzącej.
  2. Każda wartość pomiarowa trafia jako wiadomość do topiku. Struktura topików decyduje o późniejszym przypisaniu wartości.
  3. Broker rozsyła wiadomość do wszystkich, którzy zasubskrybowali ten topik. Joulio-Web jest jednym z subskrybentów; pulpit może być kolejnym.
  4. Połączenia są szyfrowane TLS. Bez ważnych danych logowania broker nie przyjmuje wiadomości.

Droga wartości pomiarowych z EMU Professional II TCP/IP przez broker MQTT do Joulio-Web. Ponieważ to licznik nawiązuje połączenie, kierunek reguły zapory pozostaje wychodzący.

Najczęściej zadawane pytania

Najczęściej zadawane pytania o interfejs

Jaka jest różnica między Modbus TCP a MQTT?

Modbus TCP to pobieranie: klient otwiera połączenie z licznikiem i czyta rejestry, kiedy chce. MQTT to dostarczanie: licznik publikuje wartości w brokerze, a zainteresowani je subskrybują. Modbus TCP pasuje do sterowników i SCADA, MQTT do pulpitów i chmury.

Jakiego portu używa Modbus TCP?

Standardowo portu 502. Suma kontrolna CRC z Modbus RTU odpada, bo transmisję zabezpiecza już TCP; zamiast tego każdy telegram ma nagłówek MBAP z numerem transakcji i identyfikatorem jednostki.

Dlaczego MQTT łatwiej przechodzi przez zaporę?

Bo połączenie jest wychodzące: licznik łączy się z brokerem, a nie odwrotnie. Modbus TCP potrzebuje natomiast połączenia przychodzącego do sieci pomiarowej. Gdy dane mają opuścić budynek, MQTT jest więc znacznie prostszą drogą.

Czy każdy licznik potrzebuje stałego adresu IP?

W Modbus TCP tak – przypisanego statycznie lub powiązanego z adresem MAC przez rezerwację DHCP. Zmienny adres oznacza, że sterownik traci urządzenie.

Od kiedy M-Center opłaca się bardziej niż bezpośrednie podłączenie do sieci?

Jako reguła od około pięciu punktów pomiarowych albo gdy dochodzi drugi system docelowy. M-Center odczytuje do 60 urządzeń przez Modbus TCP, łączy je w jeden węzeł sieci, przechowuje historię w 16 GB i obsługuje jednocześnie sterowanie, chmurę i rozliczenia.

Jak nazywać topiki MQTT?

Hierarchicznie według lokalizacji i funkcji, a nie numeru urządzenia. Schemat typu obiekt/budynek/piętro/punkt-pomiarowy/wielkość przetrwa wymianę urządzenia; nazwy według numeru seryjnego nie.

Nie są Państwo pewni, czy TCP/IP pasuje?

Prosimy o przesłanie liczby punktów pomiarowych, odległości i systemu docelowego. Powiemy, która wersja ma sens – i kiedy inny interfejs będzie lepszy.

Wyślij zapytanie o ten produkt

Telefon
+41 (0)41 545 03 00

Wsparcie techniczne
helpdesk@emuag.ch

Zamówienia Szwajcaria
orders@emuag.ch