MQTT و BACnet IP و Modbus TCP: التواصل متعدد البروتوكولات على وحدة مدمجة Ethernet PLC

وحدة واحدة على سكة DIN تتحدث MQTT إلى السحابة، وBACnet إلى المبنى، وModbus TCP إلى الآلات. كانت هذه الجملة تصف لوحة مليئة بالبوابات. الآن تصف وحدة معالجة مركزية مدمجة قادرة على الإيثرنت، وقصة البروتوكولات المتعددة على منصة xLogic ليست شريحة تسويقية - إنها في البرنامج الثابت، موثقة عبر مراجعات الدليل: MQTT منذ V1.04، BACnet منذ V1.57، Modbus منذ اليوم الأول.

إليك كيفية استخدام ذلك دون خلق كابوس صيانة.

خريطة البروتوكول

لكل بروتوكول جمهوره الطبيعي، والحيلة هي الحفاظ على فصلهم:

  • Modbus TCP— أرضية الآلات: VFDs، HMIs، SCADA، وحدات التحكم المنطقية الأخرى. حتمية، قائمة على السجلات، المصافحة الصناعية العالمية
  • MQTT— السحابة: نشر بيانات القياس إلى وسيط، لوحات المعلومات تشترك. مدفوعة بالأحداث، صديقة لـ NAT، مصممة للشبكات غير الموثوقة
  • BACnet— المبنى: غرف المصنع، AHUs، رؤوس BMS. لغة صناعة العقارات الأصلية

وحدة معالجة مركزية واحدة تخدم جميع الجماهير الثلاثة تعني أن مُصنّع الآلات، ومدير المرافق، ولوحة التحكم السحابية يرون نفس الجهاز - كلٌ بلغته الخاصة، دون الحاجة إلى صندوق محول.

مبنى حقيقي: غرفة مصنع صغيرة

غرفة مصنع تحتوي على وحدة معالجة هواء، ومجموعتين من المراوح، ومضخة حرارة: Modbus TCP إلى واجهة HMI المحلية وVFDs، وBACnet إلى نظام إدارة المباني للجدولة والتنبيهات، وMQTT إلى خدمة سحابية للتوجه عن بُعد. ثلاثة بروتوكولات، وحدة تحكم واحدة، برنامج واحد. سأل مهندس BMS من صنع البوابة. الجواب - "لا توجد بوابة" - حصل على صمت استمر لخمس ثوانٍ كاملة.

هذا الصمت هو نتيجة عمل المنتج.

ما يجب الحفاظ عليه منفصلًا

يمكن للبروتوكولات مشاركة وحدة المعالجة المركزية، لكن يجب ألا تشارك خطة البيانات. قم بتخطيط النقاط مرة واحدة، بشكل متعمد: أي السجلات مرئية لـ Modbus، وأي الكائنات هي BACnet، وأي المواضيع هي MQTT. خريطة نقطة واحدة، محفوظة في جدول بيانات واحد، تمنع الفشل الكلاسيكي - تغيير رقم سجل واحد وثلاثة أنظمة تذهب بهدوء إلى حالة الركود.

وتذكر حدود النموذج: تحتاج BACnet/IP وMQTT إلى وحدات المعالجة المركزية القابلة للإيثرنت. النماذج التي تدعم التسلسل فقط تحتفظ بـ Modbus RTU وBACnet/MSTP. تحقق من النموذج مقابل المتطلبات قبل الوعد، وليس بعد طلب الشراء.

زاوية الدعم التي لا يقدرها أحد

التواصل متعدد البروتوكولات ليس مجرد ميزة؛ إنه باب مبيعات. الآن تطلب العطاءات دمج نظام إدارة المباني كمعيار، والاتصال السحابي كعنصر في قائمة التحقق. وحدة تحكم تجيب على كلا الأمرين دون إضافات تتجاوز فلتر التأهيل المسبق. الفرق في السعر بين النسخ ذات البروتوكول الواحد والنسخ متعددة البروتوكولات صغير؛ الفرق في المشاريع التي يُسمح لك بالمزايدة عليها ليس كذلك.

انضباط خريطة النقاط

التواصل متعدد البروتوكولات نعمة وفخ. النعمة: وحدة معالجة مركزية واحدة تخدم ثلاثة أنظمة. الفخ: ثلاثة أنظمة تقرأ نسخًا مختلفة قليلاً من الحقيقة. الحل ممل وغير قابل للتفاوض - خريطة نقطة واحدة تسرد كل قيمة مرة واحدة، مع سجلها، وكائن BACnet الخاص بها، وموضوع MQTT الخاص بها في نفس الصف.

ابدأ جدول البيانات في اليوم الأول، قبل توصيل الكتلة الأولى. الأعمدة: اسم القيمة، سجل Modbus، نوع كائن BACnet والحالة، موضوع MQTT، نوع البيانات، التدرج، معدل التحديث، وأي نظام هو صاحب السلطة للكتابة. العمود الأخير مهم أكثر مما يعتقد الناس - عندما يرغب كل من BMS ولوحة التحكم السحابية في تغيير نقطة ضبط، يجب أن يفوز شخص ما، وتقول الخريطة من هو. بدونها، تتصارع نظامان على قيمة واحدة وتتصرف الآلة بشكل غير متوقع في الساعة 3 صباحًا.

قم بإصدار الخريطة مع البرنامج. كل تغيير في البرنامج الثابت، كل نقطة مضافة، كل إعادة ترقيم - يتم تحديث الخريطة في نفس الالتزام. لقد ورثت مشاريع كانت الخريطة فيها قديمة بسنتين وكان لدى ثلاثة أشخاص نسخ مختلفة. استغرق إعادة بنائها أسبوعًا من التحديق في جداول السجلات. أسبوع. لا تكن ذلك المشروع.

واختبر المسارات عبر البروتوكولات بشكل متعمد: اكتب نقطة ضبط من BMS، تحقق من استجابة الآلة، تحقق من أن لوحة التحكم السحابية تظهر التغيير. اختبار شامل واحد لكل نقطة، عند التشغيل، يكتشف أخطاء التخطيط بينما لا تزال رخيصة للإصلاح.

واقع البرنامج الثابت والإصدار

وصلت ميزات البروتوكول على دفعات، وتروي تاريخ مراجعة الدليل القصة: MQTT في 4.2، خادم الويب في 4.5، تعليمات WiFi في 6.0، BACnet في 6.2، دعم SR-22 في 6.2.1. إذا كنت تخطط لمشروع متعدد البروتوكولات، فإن إصدار البرنامج الثابت ليس تفصيلًا - إنه متطلب. قد تحتاج وحدة معالجة مركزية تم شحنها قبل عامين إلى تحديث قبل أن تتحدث BACnet، ويعتمد مسار التحديث على النموذج.

اجعل فحص البرنامج الثابت جزءًا من قائمة التحقق قبل البيع. لاحظ الإصدار في الطلب، أكد عليه عند التسليم، ووثقه في ورقة التشغيل. أغلى محادثة في هذا العمل هي "يجب أن تدعم ذلك" تليها "هذه لا تفعل."

واحتفظ بالبروتوكولات صادقة بشأن نقاط قوتها. BACnet للمبنى، Modbus للآلات، MQTT للسحابة - كلٌ على نوع السلك الذي تم تصميمه له. تتعامل وحدة معالجة الإيثرنت مع الثلاثة في وقت واحد؛ لا تجعلها سحرًا بروتوكولًا واحدًا، ويجب ألا تفعل ذلك. الفصل هو ما يحافظ على تشغيل المصنع عندما ينقطع الاتصال السحابي - حركة Modbus وBACnet المحلية لا تنتظر الإنترنت.

عادة توثيق البروتوكول

وحدة تحكم ثلاثية البروتوكولات بدون خريطة بروتوكول هي معرض متحف. تكلف الانضباط ساعة عند التشغيل وتوفر أسبوعًا في كل مرة يتغير فيها المبنى: ورقة واحدة تسرد كل نقطة، سجل Modbus الخاص بها، كائن BACnet الخاص بها، وموضوع MQTT الخاص بها - مع علامة السلطة للكتابة. تعيش الورقة مع رسومات اللوحة، وتصدر مع البرنامج. عندما يسأل مهندس BMS "ما هي قيمة درجة حرارة الإمداد؟" تكون الإجابة صفًا واحدًا، وليس بعد ظهر يوم من علم السجلات.

اشترِ النسخة مع البروتوكولات. ستتبع المشاريع.