پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس

شبکه ارتباطی Modbus در PLC زیمنس

پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال پرکاربردترین روش‌های تبادل داده در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی است که در بسیاری از پروژه‌های کنترلی استفاده می‌شود. در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی که با پی ال سی کار می‌کنند به خصوص مدل‌های SIMATIC S7-1200  و SIMATIC S7-1500 امکان استفاده از Modbus به‌ صورت داخلی یا از طریق ماژول‌های ارتباطی فراهم شده. این پروتکل به دلیل ساختار ساده، اطمینان بالا و سازگاری با تجهیزات مختلف جایگاه ویژه‌ای در صنایع تولیدی و تاسیساتی دارد. در پروژه‌هایی که به تبادل داده بین کنترلر، تجهیزات دقیق، درایوها یا سیستم‌های مانیتورینگ نیاز دارد از مدباس به عنوان یک راه ارتباطی اقتصادی و قابل اعتماد استفاده می‌کنند.

تیاش ولتاژ به عنوان نماینده فروش PLC زیمنس آلمان تمامی محصولات این شرکت از قبیل پی ال سی سری S7-1200 انواع درایو زیمنس و دیگر قطعات مورد نیاز برای یک سیستم اتوماسیون صنعتی را با کیفیت بالا و قیمت مناسب به بازار عرضه می‌کند. ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

 

 

پروتکل‌های ارتباطی در اتوماسیون صنعتی

در اتوماسیون صنعتی، دستگاه‌های مختلف مانند پی‌ال‌سی، اینورتر، سنسورها، نمایشگرهای صنعتی و سیستم‌های اسکادا باید بتوانند با هم اطلاعات رد و بدل کنند. پروتکل ارتباطی در واقع مجموعه‌ای از قوانین و استانداردهاست که مشخص می‌کند داده‌ها چطور بسته‌بندی شوند، چه زمانی ارسال شوند و گیرنده چطور آنها را تفسیر کند. بدون وجود پروتکل مشخص، ارتباط بین تجهیزات مختلف دچار اختلال می‌شود و نمی‌توان در خط تولید یا سیستم کنترلی هماهنگی ایجاد کرد. به همین دلیل، انتخاب پروتکل ارتباطی مناسب نقش مهمی در طراحی سیستم‌های صنعتی دارد.

هر پروتکل ویژگی‌های خاص خود را دارد و بسته به نوع پروژه مدل مورد نظر را انتخاب می‌کنند. برخی پروتکل‌ها برای سرعت بالا و شبکه‌های بزرگ طراحی شده‌اند و برخی دیگر برای ارتباط‌های ساده و کم‌هزینه مناسب هستند. مدباس یکی از پروتکل‌هایی است که به دلیل سادگی ساختار، در پروژه‌های کوچک تا متوسط زیاد به کار می‌رود. در پی‌ال‌سی‌های زیمنس امکان استفاده از چندین پروتکل مختلف وجود دارد و مهندس پروژه باید با توجه به نوع تجهیزات، فاصله ارتباطی، سرعت مورد نیاز و هزینه، بهترین پروتکل را انتخاب کند. برای انتخاب بهترین گزینه باید با پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس و همچنین پروتکل‌های دیگر آشنا باشید.

برای خرید انواع پی ال سی از جلمه سری S7-1500 به سایت تیاش ولتاژ مراجعه کنید یا با شماره‌های ما تماس بگیرید.  ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

پروتکل ارتباطی Modbus چیست

مدباس یک پروتکل ارتباطی مبتنی بر ساختار مستر و اسلیو است که در آن یک دستگاه حکم کنترل کننده اصلی را دارد که درخواست ارسال می‌کند و باقی دستگاه‌ها باید به این درخواست پاسخ دهند. این ساختار باعث می‌شود مدیریت تبادل داده منظم و بدون تداخل انجام شود. در شبکه Modbus  هر دستگاه یک آدرس مشخص دارد و مستر با استفاده از این آدرس، اطلاعات مورد نیاز را از دستگاه مقصد درخواست می‌کند. این مدل ارتباطی کمک می‌کند کنترل کاملی روی جریان داده وجود داشته باشد و داده‌ها با هم تداخل پیدا نکنند.

مدباس به دو شکل رایج نسخه سریال و نسخه مبتنی بر شبکه اترنت استفاده می‌ش.پت. در نسخه سریال ارتباط از طریق استانداردهای فیزیکی مثل RS485 انجام می‌شود و برای فاصله‌های متوسط به کار می‌رود. نسخه شبکه‌ای که با نام مدباس TCP شناخته می‌شود داده‌ها را از طریق بستر اترنت منتقل می‌کند و سرعت و انعطاف بیشتری دارد. پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس از هر دو نسخه می‌تواند باشد و بسته به نیاز پروژه باید یکی از آنها را انتخاب کرد.

 

ویژگی‌های پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس

• یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های مدباس سادگی ساختار آن است. در این پروتکل، هر پیام شامل آدرس دستگاه، کد عملکرد و داده‌های مرتبط است و همین سادگی باعث شده تحلیل و عیب‌یابی آن راحت باشد.
• در نتیجه این ساختار ساده پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس در خیلی از تجهیزات صنعتی پشتیبانی می‌شود و نیازی هم به سخت‌افزار یا نرم‌افزارهای پیچیده ندارد.
• مهندسان می‌توانند در مدت زمان کوتاهی ارتباط برقرار کرده و تبادل داده را آغاز کنند.
• ویژگی مهم دیگر مدباس سازگاری گسترده با برندهای مختلف است. بسیاری از تولیدکنندگان تجهیزات صنعتی، مدباس را به ‌عنوان یک پروتکل استاندارد در محصولات خود قرار داده‌اند.
• پی‌ال‌سی زیمنس می‌تواند به کمک این پروتکل با انواع درایوها، کنترلرهای دما، کنتورها و سیستم‌های مانیتورینگ ارتباط برقرار کند.
• علاوه بر این، مدباس امکان خواندن و نوشتن رجیسترهای مختلف را فراهم می‌کند که برای انتقال داده‌های عددی، وضعیت‌ها و مقادیر آنالوگ مناسب و کاربردی است.

نحوه اتصال پی ال سی به شبکه مدباس

برای راه‌اندازی پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس اول باید نوع ارتباط سریال یا اترنت مشخص شود. در ارتباط سریال معمولا از پورت‌های ارتباطی مخصوص یا ماژول‌های توسعه استفاده می‌شود که از استاندارد RS485  پشتیبانی می‌کنند. در شبکه‌های طولانی باید حتما سیم‌کشی درست انجام شود، قطبیت خطوط رعایت شود و حتما از مقاومت استفاده شود. پس از اتصال فیزیکی، باید پارامترهایی مانند نرخ انتقال داده، تعداد بیت‌های داده و بیت توقف تنظیم شوند تا ارتباط بدون خطا برقرار شود.

در حالت مدباس TCP، اتصال از طریق شبکه اترنت انجام می‌شود و هر دستگاه یک آدرس IP مشخص دارد. در این حالت پی‌ال‌سی می‌تواند به ‌عنوان کلاینت یا سرور عمل کند و داده‌ها را از سایر تجهیزات بگیرد یا به آنها ارسال کند. در این شبکه‌ها آدرس دهی باید دقیق و درست باشد، پورت‌های ارتباطی تطابق داشته باشند و دسترسی به شبکه حتما امکانپذیر باشد.

برای خرید مینی پی ال سی به صفحه قیمت لوگو ۸ زیمنس در سایت تیاش ولتاژ مراجعه کنید. ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

 

نحوه پیکربندی پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس

پس از برقراری اتصال فیزیکی باید پیکربندی انجام شود. در این مرحله اول باید نقش پی ال سی مشخص شود قرار است به عنوان مستر فعالیت کند یا اسلیو. بعد آدرس دستگاه‌های مقابل، نوع رجیسترها و تعداد داده‌های مورد نیاز تعریف شود. تنظیم صحیح این پارامترها باعث می‌شود درخواست‌ها و پاسخ‌ها درست بین دستگاه‌ها رد و بدل شوند و خطایی اتفاق نیفتد.

در محیط برنامه‌نویسی از بلوک‌های آماده ارتباطی برای ارسال و دریافت داده استفاده می‌شود. در این بلوک‌ها می‌توان آدرس رجیستر، طول داده و مدیریت خطا را تعریف کرد. مهندس برنامه‌نویس باید ساختار داده‌های دریافتی را دقیق در حافظه PLC ذخیره کند تا بتواند در منطق کنترلی از همان داده‌ها استفاده کند.

مزایای پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس

• یکی از مهم‌ترین مزایای مدباس هزینه پایین آن است. این پروتکل به تجهیزات پیچیده نیاز ندارد و در خیلی از دستگاه‌ها به صورت پیش‌فرض وجود دارد.
• همین موضوع باعث شده هزینه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری پروژه کم شود.
• علاوه بر این چون ساده است آموزش و یادگیری آن برای تکنسین‌ها و مهندسان آسان است و از طرفی زمان راه‌اندازی پروژه هم کاهش پیدا می‌کند.
• مزیت دیگر مدباس انعطاف‌پذیری آن است. این پروتکل می‌تواند در پروژه‌های کوچک با چند دستگاه یا در سیستم‌های بزرگ‌تر با تعداد زیادی دستگاه استفاده شود.
• امکان خواندن و نوشتن داده‌ها، مدیریت ساده رجیسترها و سازگاری با تجهیزات متنوع باعث شده است که مدباس همچنان یکی از گزینه‌های محبوب در اتوماسیون صنعتی باشد.
• همچنین فرآیند عیب‌یابی در آن ساده است و اپراتورها به راحتی می‌توانند پیام‌های خطای این پروتکل را عیب‌یابی و تحلیل کنند.

 

معایب شبکه ارتباطی Modbus در PLC زیمنس

با وجود مزایای فراوان مدباس محدودیت‌هایی هم دارد. یکی از این محدودیت‌ها مربوط به ساختار مستر و اسلیو است. این ساختار باعث می‌شود در کل سیستم فقط یک دستگاه کنترل‌کننده اصلی وجود داشته باشد. در صورت بروز مشکل برای مستر، کل شبکه دچار اختلال می‌شود. همچنین در نسخه سریال تعداد دستگاه‌های قابل اتصال کمتر و سرعت انتقال داده نسبت به برخی پروتکل‌های پیشرفته آرام‌تر است.

مدباس در نسخه‌های سنتی مکانیزم امنیتی پیشرفته ندارد و در شبکه‌های بزرگ یا شبکه‌هایی که به اینترنت متصل هستند باید تدابیر امنیتی جداگانه برای آنها در نظر گرفت. همچنین ساختار رجیستری آن ممکن است در پروژه‌های بسیار پیچیده داده‌های زیادی را تبادل می‌کنند کارایی کمتری داشته باشد در حالی که پروتکل‌های مدرن به راحتی با سیستم‌های پیچیده سازگار می‌شوند.

شبکه مدباس در PLC 1200

در پی‌ال‌سی SIMATIC S7-1200 می توان به ‌صورت داخلی و از طریق پورت‌های ارتباطی از مدباس استفاده کرد. این پی‌ال‌سی می‌تواند به‌عنوان مستر یا اسلیو در شبکه مدباس عمل کند و داده‌ها را از تجهیزات دیگر دریافت یا به آنها ارسال کند. این قابلیت در پروژه‌های کوچک و متوسط که نیاز به ارتباط با درایو، کنتور انرژی یا نمایشگر صنعتی دارند کاربرد زیادی دارد.

همچنین اگر به ارتباط سریال نیاز باشد، می‌توان از ماژول‌های ارتباطی توسعه استفاده کرد که امکان اتصال به شبکه RS485 را فراهم می‌کنند. پیکربندی مدباس در پی‌ال‌سی S7-1200 ساده است و با استفاده از بلوک‌های آماده ارتباطی انجام می‌شود. این موضوع باعث شده است که بسیاری از پروژه‌های تأسیساتی و صنعتی سبک با استفاده از همین کنترلر پیاده‌سازی شوند و برقراری ارتباط مطمئن نیازی به تجهیزات پیچیده نداشته باشد. ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

 

تفاوت فیلدباس و مدباس

فیلدباس شبکه‌ صنعتی سطح فیلد است که ارتباط بین تجهیزات میدانی و کنترلرها را برقرار می‌کند. این شبکه‌ها ساختار پیشرفته‌تری نسبت به مدباس دارند و امکانات بیشتری برای مدیریت داده و تشخیص خطا دارند. مدباس در واقع یکی از پروتکل‌هایی است که می‌تواند در سطح فیلد استفاده شود. در جدول زیر می‌توانید تفاوت‌های این دو پروتکل ارتباطی را ببینید:

ویژگی	فیلدباس	مدباس
نوع ساختار ارتباطی	متنوع (مستر-اسلیو، توزیع‌شده، چندمستر)	مستر–اسلیو
توپولوژی شبکه	خطی، ستاره‌ای، حلقوی و ترکیبی	معمولا خطی یا ستاره‌ای
سرعت انتقال داده	معمولا بالا و پایدار	متوسط تا بالا
پیچیدگی پیکربندی	نسبتا پیچیده است و به دانش تخصصی نیاز دارد	ساده‌تر و قابل پیاده‌سازی سریع
هزینه راه‌اندازی	بالاتر به دلیل تجهیزات تخصصی	پایین‌تر و اقتصادی
قابلیت توسعه شبکه	مناسب برای سیستم‌های بزرگ و گسترده	مناسب برای سیستم‌های کوچک تا متوسط
امکانات تشخیص خطا	پیشرفته و یکپارچه	محدودتر و وابسته به پیاده‌سازی
امنیت ارتباط	در بسیاری از انواع پیشرفته‌تر امنیت ارتباطی این شبکه بیشتر است	در نسخه‌های سنتی مکانیزم امنیتی وجود ندارد
سازگاری با برندها	بسته به نوع پروتکل متفاوت است	بسیار گسترده و عمومی است و با اکثر برندها سازگاری دارد
حجم داده قابل انتقال	بالا و مناسب داده‌های پیچیده	مناسب داده‌های رجیستری ساده
کاربرد رایج	صنایع بزرگ فرایندی و خطوط پیچیده	پروژه‌های عمومی، تأسیساتی و ماشین‌آلات

پایان‌بندی

مدباس یکی از پروتکل‌های شناخته‌شده و پراستفاده در حوزه اتوماسیون صنعتی است که به دلیل سادگی، هزینه پایین و سازگاری گسترده با تجهیزات مختلف هنوز هم جایگاه ویژه‌ای در این حوزه دارد. پروتکل ارتباطی مدباس در PLC زیمنس به ویژه در S7-1200 کاربرد زیادی دارد. انتخاب مدباس باید بر اساس نیازهای واقعی پروژه انجام شود. در پروژه‌های کوچک و متوسط این پروتکل می‌تواند یک گزینه مناسب و اقتصادی باشد ولی در سیستم‌های بزرگ و حساس توصیه می‌شود از پروتکل‌های پیشرفته‌تر استفاده شود. برای خرید تجهیزات اتوماسیون صنعتی مثل پی ال سی سری S7-400 و انواع ماژول‌های ارتباطی و کارت‌های حافظه به سایت تیاش ولتاژ مراجعه کنید یا با شماره‌‌های ما تماس بگیرید. ۰۹۱۲۸۰۴۷۲۷۶

سوالات متداول

پروتکل مدباس در کدام PLCهای زیمنس کاربرد دارد؟

در PLCهای SIMATIC S7-1200 و SIMATIC S7-1500 امکان استفاده از مدباس به‌صورت داخلی یا از طریق ماژول‌های ارتباطی وجود دارد.

مدباس چه نسخه‌هایی دارد؟

مدباس در دو نسخه رایج استفاده می‌شود: Modbus RTU (سریال – معمولاً RS485) Modbus TCP (مبتنی بر اترنت)

مدباس برای چه پروژه‌هایی مناسب‌تر است؟

این پروتکل بیشتر برای پروژه‌های کوچک تا متوسط و سیستم‌های تأسیساتی یا ماشین‌آلات کاربرد دارد.