MQTT, BACnet IP & Modbus TCP: תקשורת רב-פרוטוקולית על קומפקטי Ethernet PLC

מודול אחד על מסילת DIN שמדבר MQTT עם הענן, BACnet עם הבניין, ו-Modbus TCP עם המכונות. המשפט הזה שימש לתיאור פאנל מלא בשערים. עכשיו הוא מתאר CPU קומפקטי עם יכולת Ethernet אחת, והסיפור הרב-פרוטוקולי על פלטפורמת xLogic אינו שקף שיווקי — הוא בקושחה, מתועד בכל גרסאות המדריך: MQTT מאז V1.04, BACnet מאז V1.57, Modbus מהיום הראשון.

הנה איך להשתמש בזה מבלי ליצור סיוט תחזוקה.

מפת הפרוטוקול

לכל פרוטוקול יש את הקהל הטבעי שלו, והטריק הוא לשמור עליהם נפרדים:

  • Modbus TCP— רצפת המכונה: VFDs, HMIs, SCADA, PLCs אחרים. דטרמיניסטי, מבוסס רישומים, לחיצת יד תעשייתית אוניברסלית
  • MQTT— הענן: פרסם טלמטריה לסוכן, לוחות מחוונים מנויים. מונחה אירועים, ידידותי ל-NAT, נבנה עבור רשתות לא אמינות
  • BACnet— הבניין: חדרי צמח, AHUs, קצוות BMS. השפה המקורית של תעשיית הנדל"ן

CPU אחד שמשרת את שלושת הקהלים פירושו שהבונה מכונות, מנהל המתקנים ולוח המחוונים בענן רואים את אותו מכשיר — כל אחד בשפה שלו, אף אחד מהם לא זקוק לקופסה להמרה.

בניין אמיתי: חדר צמח קטן

חדר צמח עם AHU, שתי קבוצות פן-קול ומערכת חימום: Modbus TCP ל-HMI המקומי ול-VFDs, BACnet למערכת BMS של הבניין לתכנון והתראות, MQTT לשירות ענן למגמות מרחוק. שלושה פרוטוקולים, בקר אחד, תוכנית אחת. מהנדס ה-BMS שאל מי ייצר את השער. התשובה — \"אין שער\" — זכתה לשקט שנמשך חמש שניות מלאות.

השקט הזה הוא המוצר שעובד.

מה לשמור נפרד

הפרוטוקולים יכולים לשתף את ה-CPU, אבל הם לא צריכים לשתף את תוכנית הנתונים. מיפה את הנקודות פעם אחת, בכוונה: אילו רישומים נראים ב-Modbus, אילו אובייקטים הם BACnet, אילו נושאים הם MQTT. מפה של נקודה אחת, שמוחזקת בגיליון אלקטרוני אחד, מונעת את הכישלון הקלאסי — מספר רישום משתנה ושלושה מערכות שקטות הולכות לאבד.

וזכור את מגבלות המודל: BACnet/IP ו-MQTT זקוקים ל-CPUs עם יכולת Ethernet. המודלים רק בסדרה שומרים על Modbus RTU ו-BACnet/MSTP. בדוק את המודל מול הדרישה לפני ההבטחה, לא אחרי הזמנת הרכישה.

זווית התמיכה שאף אחד לא מתמחר

רב-פרוטוקול אינו רק תכונה; זו דלת מכירה. מכרזים עכשיו מבקשים אינטגרציה עם BMS כסטנדרט, חיבור לענן כפריט ברשימת בדיקה. בקר שעונה על שניהם מבלי תוספות עובר את מסנן ההכנה. ההפרש במחיר בין הגרסאות עם פרוטוקול אחד לרב-פרוטוקול קטן; ההבדל באילו פרויקטים אתה מורשה להגיש הצעות אינו.

משמעת מפה נקודתית

רב-פרוטוקול הוא ברכה ומלכודת. הברכה: CPU אחד שמשרת שלושה מערכות. המלכודת: שלוש מערכות קוראות גרסאות מעט שונות של האמת. הפתרון הוא משעמם ולא ניתן למו”מ — מפה של נקודה אחת שמפרטת כל ערך פעם אחת, עם הרישום שלו, האובייקט BACnet שלו, והנושא MQTT שלו באותו שורה.

התחל את גיליון הנתונים ביום הראשון, לפני שהחסימה הראשונה מחוברת. עמודות: שם ערך, רישום Modbus, סוג ואינסטנס אובייקט BACnet, נושא MQTT, סוג נתונים, קנה מידה, קצב עדכון, ואיזה מערכת היא הסמכות לכתיבה. העמודה האחרונה חשובה יותר ממה שאנשים חושבים — כאשר ה-BMS ולוח המחוונים בענן רוצים לשנות נקודת הגדרה, מישהו צריך לנצח, והמפה אומרת מי. בלעדיה, שתי מערכות נלחמות על ערך אחד והמכונה מתנהגת בצורה לא צפויה בשעה 3 בבוקר.

גרסה את המפה עם התוכנית. כל שינוי בקושחה, כל נקודה נוספת, כל שינוי מספר — המפה מתעדכנת באותו מחויבות. ירשתי פרויקטים שבהם המפה הייתה בת שנתיים מאוחרת ושלושה אנשים היו להם עותקים שונים. בנייתה מחדש לקחה שבוע של התבוננות בטבלאות רישום. שבוע. אל תהיה הפרויקט הזה.

ודא את המסלולים בין הפרוטוקולים בכוונה: כתוב נקודת הגדרה מה-BMS, אמת שהמכונה מגיבה, אמת שלוח המחוונים בענן מראה את השינוי. בדיקה אחת מקצה לקצה לכל נקודה, בעת ההתקנה, תופסת את שגיאות המיפוי כשהן זולות לתיקון.

מציאות קושחה וגרסה

תכונות הפרוטוקול הגיעו בגלים, וההיסטוריה של גרסאות המדריך מספרת את הסיפור: MQTT ב-4.2, השרת האינטרנטי ב-4.5, הוראות WiFi ב-6.0, BACnet ב-6.2, תמיכה ב-SR-22 ב-6.2.1. אם אתה מתכנן פרויקט רב-פרוטוקול, גרסת הקושחה אינה פרט — היא דרישה. CPU שנשלח לפני שנתיים עשוי להזדקק לעדכון לפני שהוא מדבר BACnet, ונתיב העדכון תלוי במודל.

עשה את בדיקת הקושחה חלק מרשימת הבדיקה לפני המכירה. ציין את הגרסה בהזמנה, אשר אותה בעת המסירה, ותעד אותה בדף ההתקנה. השיחה היקרה ביותר בעסק הזה היא \"זה צריך לתמוך בזה\" ואחריו \"זה לא עושה זאת.\"

ושמור על הפרוטוקולים כנים לגבי החוזקות שלהם. BACnet לבניין, Modbus למכונות, MQTT לענן — כל אחד על סוג החוט שהוא נועד לו. ה-CPU Ethernet מטפל בכל שלוש בו זמנית; הוא לא עושה אותם פרוטוקול אחד באופן קסום, ולא צריך. ההפרדה היא מה ששומר על הצמח פועל כאשר הקישור לענן נופל — התנועה המקומית של Modbus ו-BACnet לא מחכה לאינטרנט.

הרגל תיעוד פרוטוקול

בקר שלושה פרוטוקולים ללא מפה פרוטוקול הוא תערוכה במוזיאון. המשמעת עולה שעה בהתקנה וחוסכת שבוע בכל פעם שהבניין משתנה: גיליון אחד שמפרט כל נקודה, את רישום Modbus שלה, את אובייקט BACnet שלה, ואת נושא MQTT שלה — עם הסמכות לכתיבה מסומנת. הגיליון חי עם שרטוטי הפאנל, גרסה עם התוכנית. כאשר מהנדס ה-BMS שואל \"איזה ערך הוא טמפרטורת הספק?\" התשובה היא שורה אחת, לא אחר צהריים של חפירות רישום.

קנה את הגרסה עם הפרוטוקולים. הפרויקטים יבואו.