Tööstuslik Ethernet – PROFINET, EtherNet/IP ja Modbus
PLC räägib PROFINET-i, energiaarvesti Modbusi ja servoajam EtherCAT-i. Selles juhendis selgitame, mis eristab levinumaid tööstusprotokolle, kus neid kasutatakse ja millal on vaja lüüsi, et need omavahel suhelda saaksid.
Autor Erik Ahlqvist, SCN-i tegevjuht · Uuendatud 24 oktoober 2026 · 6 min lugemist- PROFINET – Siemensi maailm ja Euroopas kõige levinum valik. Reaalajas Ethernet sisendite-väljundite ja ajamite jaoks.
- EtherNet/IP – Rockwell (Allen-Bradley) ja Omron. Domineerib Põhja-Ameerikas.
- Modbus TCP/RTU – lihtne ja avatud. Leidub peaaegu kõiges, alates energiaarvestitest kuni sagedusmuunduriteni.
- EtherCAT ja CAN – EtherCAT kiireks liikumisjuhtimiseks, CANopen ja J1939 masinates ja sõidukites.
- OPC UA – andmete edastamiseks üles SCADA-, MES-süsteemidesse ja pilve, mitte kiireks I/O-ks.
- Kui kaks seadet räägivad eri protokolle, on vaja lüüsi. Ühisest kaablist ei piisa.
Miks on protokolle nii palju?
Alates 1980. aastatest asendasid väljasiinid PLC-de ja andurite vahelised jämedad kaablikimbud. Iga suur tootja edendas oma standardit: Siemens toetas PROFIBUS-t, Allen-Bradley DeviceNet-i ja Bosch arendas autode jaoks välja CAN-i. Etherneti tulekuga tekkisid PROFINET, mis on sisuliselt PROFIBUS-e järeltulija, ja EtherNet/IP, mis kasutab sama rakenduskihti (CIP) nagu DeviceNet.
Kaablid võivad välja näha ühesugused, kuid seadmed räägivad eri keeli. Tavaliselt otsustab PLC: kui klient valib Siemensi, tuleb PROFINET, kui ta valib Rockwelli, tuleb EtherNet/IP. Kõik muu vajab tõlki.
Levinumad protokollid ühe pilguga
| Protokoll | Meedium | Tüüpiline kasutus | Levinud |
|---|---|---|---|
| PROFINET | Ethernet | I/O, ajamid ja robotirakud. IRT-variant tuleb toime sünkroniseeritud liikumisjuhtimisega. | Siemens ja paljud teised. Euroopas kõige suurem. |
| EtherNet/IP | Ethernet | I/O ja ajamid. Põhineb CIP-il. | Rockwell (Allen-Bradley) ja Omron. Põhja-Ameerikas kõige suurem. |
| Modbus TCP | Ethernet | Lihtne seire ja juhtimine: arvestid, ajamid, HMI-d ja SCADA. | Peaaegu kõik tootjad. Avatud alates 1979. aastast. |
| Modbus RTU | RS-485 | Nagu Modbus TCP, kuid jadaühendusega, kuni 247 alamseadet ühel siinil. | Vanemad ja lihtsamad seadmed, energia mõõtmine. |
| EtherCAT | Ethernet | Kiire liikumisjuhtimine lühikeste tsükliaegadega. | Beckhoff ning paljud servo- ja I/O-tootjad. |
| CANopen, J1939 | CAN | Sardsüsteemid, liikurmasinad ja sõidukid. | CANopen masinates, J1939 veokites ja maastikumasinates. |
| PROFIBUS | RS-485, MBP | Olemasolevad seadmed (DP) ja protsessitööstus (PA). | Siemens. Asendub järk-järgult PROFINET-iga. |
| OPC UA | Ethernet | Andmed SCADA-, MES-süsteemidesse ja pilve, sisseehitatud turvalisusega. | Tootjast sõltumatu, IEC 62541. |
| IO-Link | Kolmesooneline kaabel | Andurid ja täiturid parameetrite seadistamise ja diagnostikaga. | Kõik suuremad andurite tootjad, IEC 61131-9. |
PROFINET-seadmed tuvastatakse seadmenime järgi ja neid kirjeldab GSDML-fail, EtherNet/IP-seadmeid EDS-fail. Modbusil sellist kirjeldust ei ole, mistõttu on vaja tootja registrikaarti. EtherCAT töötleb kaadreid igas alamseadmes jooksvalt, läbimise ajal, ja vajab seetõttu seadmetes spetsiaalset riistvara. IO-Link ei ole võrk, vaid kuni 20-meetrine punkt-punkt-ühendus anduri ja IO-Link-ülemseadme vahel, mis omakorda asub väljasiinil.
Millist protokolli kus kasutatakse?
Valik sõltub tööstusharust, piirkonnast ja juba paigaldatud seadmetest.
- Tehased ja masinaehitajad – PROFINET või EtherNet/IP sõltuvalt kliendi PLC-st. Nii Euroopas kui ka USA-s müüdav masin vajab sageli mõlemat. Andurite puhul kasutatakse üha enam IO-Linki.
- Sõidukid ja liikurmasinad – domineerib CAN. J1939 veokites, traktorites ja ehitusmasinates, CANopen tõstukites, kahveltõstukites ja automaatjuhitavates sõidukites (AGV).
- Energeetika ja elektrivõrgud – Modbus energiaarvestites, inverterites ja akusalvestites. Alajaamades kasutatakse protokolle IEC 61850 ja IEC 60870-5-104, mida tuleb sageli tõlkida Modbusiks või DNP3-ks.
- Vesi, reovesi ja hooned – Modbus RTU ja TCP SCADA suunal. OPC UA ja MQTT, kui andmed peavad liikuma edasi kõrgema taseme süsteemidesse.
- Raudtee – spetsiaalsed rongiprotokollid, nagu MVB, WTB ja TRDP sarjast IEC 61375, koos lüüsidega Etherneti, jadaliideste ja CAN-i suunal.
- Meditsiinitehnika ja laborid – CANopen ja jadaliidesed instrumentide ja seadmete sees.
- Pooljuhid ja elektroonika – SECS/GEM tootmisseadmete ja tehase hostsüsteemi vahel.
Millal on vaja protokollilüüsi?
Seda on vaja näiteks siis, kui Modbusiga energiaarvestit peab lugema Siemensi PLC. Lüüs on tavaliselt ühel pool ülem- või klientseade ja teisel pool alamseade või IO-seade. See kogub andmeid tsükliliselt ja kaardistab need PLC protsessikujutisse, nii et programm näeb väärtusi tavaliste sisendite ja väljunditena.
| Kui sul on vaja … | … vali |
|---|---|
| Lugeda Modbusi seadmeid PROFINET-PLC-st | Modbus–PROFINET lüüs |
| Ühendada CANopeni või J1939 masin Rockwelli PLC-ga | CAN–EtherNet/IP lüüs |
| Ühendada Modbusi või Etherneti seadmeid vanema PROFIBUS-PLC-ga | PROFIBUS-alamseadmega lüüs |
| Lugeda Modbus RTU andmeid SCADA-st üle võrgu | Modbus RTU–TCP lüüs |
| Saata masinaandmeid MES-i või pilve | OPC UA või MQTT toega IIoT-lüüs |
| Ühendada arvuti CAN-siiniga katsetamiseks ja hoolduseks | USB või PCIe CAN-liides |
| Viia RS-232 või RS-485 seadmed Etherneti võrku protokolli muutmata | Jadaseadmete server |
Lüüs sobib I/O-andmete ja mõõteväärtuste jaoks, kuid mitte sünkroniseeritud liikumisjuhtimiseks. Seal peaksid ajamid ja PLC rääkima sama protokolli.
Levinud vead
- Sama pistik ei tähenda sama protokolli. PROFINET- ja EtherNet/IP-seadmed võivad jagada kaableid ja kommutaatoreid, kuid omavahel nad andmeid ei vaheta.
- Registrikaart puudub. Modbus saadab ainult 16-bitiseid registreid. Ilma tootja registrikaardita ei saa aru, kumb on temperatuur ja kumb olek või milline 32-bitise väärtuse sõna on esimene.
- Multiedastus ujutab võrgu üle. EtherNet/IP saadab I/O-andmeid sageli multiedastusena (multicast). Kui kommutaatorites puudub IGMP snooping, läheb liiklus välja kõigisse portidesse ja võib lihtsamaid seadmeid üle koormata.
- Andmeala on liiga väike. See, mitu baiti lüüs kummaski suunas käsitleb ja kui kiiresti ta andmeid värskendab, piirab ühendatavate seadmete arvu.
- Ülesande jaoks vale protokoll. OPC UA sobib suurepäraselt andmete saatmiseks ülespoole, kuid ei asenda reaalajaprotokolli I/O ja ajamite jaoks.
Lüüsid ja liidesed SCN-ilt
Pakume protokollilüüse teiste hulgas tootjatelt Moxa, HMS Networks (Ixxat), Weintek ja Duagon. Need katavad protokollid Modbus, PROFINET, EtherNet/IP, PROFIBUS, EtherCAT, CANopen, J1939 ja OPC UA ning rongiprotokollid, nagu TRDP ja MVB. Valikus on ka arvutite CAN-liidesed ja jadaliidese muundurid.
Näiteid meie valikust
MoxaMGate 5103 Modbus–PROFINET lüüsÜhendab Modbus RTU/ASCII/TCP ja EtherNet/IP seadmed PROFINET-võrku IO-seadmena, kuni 512 baiti sisend- ja väljundandmeid.Vaata toodet →
HMS NetworksIxxat CAN@net NT 200Lüüs ja sild CAN-i ja Etherneti vahel, kahe CAN-kanali ning MQTT toega pilveühenduste jaoks.Vaata toodet →
WeintekcMT-G01X IIoT-lüüs OPC UA ja MQTT toegaOPC UA serveri ja MQTT toega IIoT-lüüs, mis ühendab PLC-d ja masinad kõrgema taseme süsteemidega.Vaata toodet →Erik Ahlqvist on SCN-i tegevjuht ning on üle 20 aasta aidanud tööstusettevõtetel valida nõudlikesse oludesse sobivat elektroonikat. Ta on lõpetanud Stockholmi KTH elektroonikainsenerina (BSc).
LinkedIni profiilKorduma kippuvad küsimused
Mis vahe on PROFIBUS-el ja PROFINET-il?
PROFIBUS on RS-485 põhine jadaväljasiin kiirusega kuni 12 Mbit/s. PROFINET põhineb Ethernetil, pakub suuremat ribalaiust ja paremat diagnostikat ning sellega ehitatakse tänapäeval uusi seadmeid. Mõlemat haldab sama tööstusorganisatsioon PI.
Kas Modbus TCP ja Modbus RTU on sama asi?
Neil on sama andmemudel ja samad funktsioonikoodid, kuid erinev transport. RTU töötab jadaühendusena üle RS-485 või RS-232, TCP üle Etherneti. Lihtne Modbusi lüüs tõlgib nende vahel.
Kas PROFINET ja EtherNet/IP saavad jagada sama võrku?
Jah, nad saavad jagada kaableid ja kommutaatoreid. Kuid seadmed ei vaheta omavahel otse andmeid. Selleks on vaja lüüsi või kontrollerit, mis räägib mõlemat protokolli.
Mille poolest erineb EtherCAT PROFINET-ist?
EtherCAT loeb ja kirjutab andmeid siis, kui kaader läbib iga alamseadet, mis annab liikumisjuhtimiseks väga lühikesed tsükliajad. PROFINET-i kasutatakse laialdaselt I/O ja ajamite jaoks ning nõudliku liikumisjuhtimise jaoks on IRT-variant.
Kas OPC UA on väljasiini protokoll?
Ei, OPC UA-d kasutatakse peamiselt andmevahetuseks masinate ja kõrgema taseme süsteemide, näiteks SCADA, MES-i ja pilve vahel. Väljatasandi variant OPC UA FX on olemas, kuid seda ei kasutata veel laialdaselt.
Kas kaks süsteemi peavad omavahel suhtlema? Kirjelda seadmeid ja protokolle meile – vastuse saad 24 tunni jooksul.
Küsi meilt