Teollisuuden Ethernet-protokollat – PROFINET, EtherNet/IP, Modbus
Logiikka puhuu PROFINETia, energiamittari Modbusia ja servokäyttö EtherCATia. Tässä oppaassa kerrotaan, mikä erottaa yleisimmät teollisuusprotokollat toisistaan, missä niitä käytetään ja milloin tarvitset yhdyskäytävän, jotta ne saadaan keskustelemaan keskenään.
Kirjoittaja Erik Ahlqvist, SCN:n toimitusjohtaja · Päivitetty 24 lokakuuta 2026 · 5 min lukuaika- PROFINET – Siemens-maailma ja Euroopan yleisin valinta. Reaaliaikainen Ethernet I/O:lle ja taajuusmuuttajille.
- EtherNet/IP – Rockwell (Allen-Bradley) ja Omron. Hallitseva Pohjois-Amerikassa.
- Modbus TCP/RTU – yksinkertainen ja avoin. Löytyy lähes kaikesta energiamittareista taajuusmuuttajiin.
- EtherCAT ja CAN – EtherCAT nopeaan liikkeenohjaukseen, CANopen ja J1939 koneisiin ja ajoneuvoihin.
- OPC UA – datalle, joka kulkee ylöspäin SCADAan, MES-järjestelmään ja pilveen, ei nopealle I/O:lle.
- Kun kaksi laitetta puhuu eri protokollaa, tarvitset yhdyskäytävän. Yhteinen kaapeli ei riitä.
Miksi protokollia on niin paljon?
1980-luvulta lähtien kenttäväylät korvasivat paksut kaapelinipput logiikoiden ja antureiden välillä. Jokainen suuri valmistaja ajoi omaa standardiaan: Siemens tuki PROFIBUSia, Allen-Bradley DeviceNetiä ja Bosch kehitti CAN-väylän autoihin. Ethernetin myötä tulivat PROFINET, käytännössä PROFIBUSin seuraaja, sekä EtherNet/IP, joka käyttää samaa sovelluskerrosta (CIP) kuin DeviceNet.
Kaapelit voivat näyttää samanlaisilta, mutta laitteet puhuvat eri kieliä. Yleensä logiikka ratkaisee: jos asiakas valitsee Siemensin, käytetään PROFINETia, jos Rockwellin, käytetään EtherNet/IP:tä. Kaikki muu tarvitsee tulkin.
Yleisimmät protokollat yhdellä silmäyksellä
| Protokolla | Siirtotie | Tyypillinen käyttö | Yleinen |
|---|---|---|---|
| PROFINET | Ethernet | I/O, taajuusmuuttajat ja robottisolut. IRT-versio hoitaa synkronoidun liikkeenohjauksen. | Siemens ja monet muut. Suurin Euroopassa. |
| EtherNet/IP | Ethernet | I/O ja taajuusmuuttajat. Perustuu CIP:hen. | Rockwell (Allen-Bradley) ja Omron. Suurin Pohjois-Amerikassa. |
| Modbus TCP | Ethernet | Yksinkertainen valvonta ja ohjaus: mittarit, taajuusmuuttajat, käyttöpaneelit ja SCADA. | Lähes kaikki valmistajat. Avoin vuodesta 1979. |
| Modbus RTU | RS-485 | Kuten Modbus TCP mutta sarjamuotoinen, enintään 247 orjalaitetta samassa väylässä. | Vanhemmat ja yksinkertaisemmat laitteet, energiamittaus. |
| EtherCAT | Ethernet | Nopea liikkeenohjaus lyhyillä kiertoajoilla. | Beckhoff sekä monet servo- ja I/O-valmistajat. |
| CANopen, J1939 | CAN | Sulautetut järjestelmät, liikkuvat työkoneet ja ajoneuvot. | CANopen koneissa, J1939 kuorma-autoissa ja työkoneissa. |
| PROFIBUS | RS-485, MBP | Olemassa olevat laitokset (DP) ja prosessiteollisuus (PA). | Siemens. Korvautuu vähitellen PROFINETilla. |
| OPC UA | Ethernet | Data SCADAan, MES-järjestelmään ja pilveen, sisäänrakennettu tietoturva. | Valmistajariippumaton, IEC 62541. |
| IO-Link | Kolmijohtiminen kaapeli | Anturit ja toimilaitteet parametroinnilla ja diagnostiikalla. | Kaikki suuret anturivalmistajat, IEC 61131-9. |
PROFINET-laitteet tunnistetaan laitenimestä, ja ne kuvataan GSDML-tiedostolla, EtherNet/IP-laitteet EDS-tiedostolla. Modbusissa tällaista kuvausta ei ole, joten tarvitset valmistajan rekisterikartan. EtherCAT käsittelee kehykset lennossa jokaisessa orjalaitteessa ja vaatii siksi laitteisiin oman laitteiston. IO-Link ei ole verkko vaan enintään 20 metrin pisteestä pisteeseen -yhteys anturin ja IO-Link-masterin välillä, ja master puolestaan on kytketty kenttäväylään.
Missä mitäkin protokollaa käytetään?
Valinta riippuu toimialasta, alueesta ja jo asennetuista laitteista.
- Tehtaat ja konevalmistajat – PROFINET tai EtherNet/IP asiakkaan logiikan mukaan. Sekä Eurooppaan että Yhdysvaltoihin myytävä kone tarvitsee usein molemmat. Antureissa IO-Link yleistyy.
- Ajoneuvot ja liikkuvat työkoneet – CAN hallitsee. J1939 kuorma-autoissa, traktoreissa ja maanrakennuskoneissa, CANopen hisseissä, trukeissa ja AGV-laitteissa.
- Energia ja sähköverkot – Modbus energiamittareissa, inverttereissä ja akkuvarastoissa. Sähköasemilla käytetään IEC 61850- ja IEC 60870-5-104-protokollia, jotka on usein käännettävä Modbusiksi tai DNP3:ksi.
- Vesihuolto ja kiinteistöt – Modbus RTU ja TCP SCADAn suuntaan. OPC UA ja MQTT, kun datan on kuljettava eteenpäin ylemmän tason järjestelmiin.
- Raideliikenne – omat junaprotokollat, kuten IEC 61375 -sarjan MVB, WTB ja TRDP, yhdyskäytävillä Ethernetiin, sarjaliikenteeseen ja CAN-väylään.
- Lääkintätekniikka ja laboratoriot – CANopen ja sarjaliitännät instrumenttien ja laitteiden sisällä.
- Puolijohteet ja elektroniikka – SECS/GEM tuotantolaitteiden ja tehtaan isäntäjärjestelmän välillä.
Milloin tarvitset protokollayhdyskäytävän?
Tarvitset sellaisen esimerkiksi silloin, kun Siemensin logiikan pitää lukea Modbus-mittaria. Yhdyskäytävä on yleensä toisella puolella master tai asiakas (client) ja toisella orja tai laite (device). Se kerää dataa syklisesti ja sijoittaa sen logiikan prosessikuvaan, joten ohjelma näkee arvot tavallisina tuloina ja lähtöinä.
| Jos sinun tarvitsee … | … valitse |
|---|---|
| Lukea Modbus-laitteita PROFINET-logiikalla | Modbus–PROFINET-yhdyskäytävä |
| Kytkeä CANopen- tai J1939-kone Rockwellin logiikkaan | CAN–EtherNet/IP-yhdyskäytävä |
| Kytkeä Modbus- tai Ethernet-laitteita vanhempaan PROFIBUS-logiikkaan | Yhdyskäytävä, jossa PROFIBUS-orja |
| Lukea Modbus RTU -laitteita SCADAsta verkon yli | Modbus RTU–TCP-yhdyskäytävä |
| Lähettää konedataa MES-järjestelmään tai pilveen | IIoT-yhdyskäytävä, jossa OPC UA tai MQTT |
| Kytkeä PC CAN-väylään testausta ja huoltoa varten | USB- tai PCIe-CAN-liitäntä |
| Liittää RS-232- tai RS-485-laitteita Ethernetiin protokollaa vaihtamatta | Sarjaporttipalvelin |
Yhdyskäytävä sopii I/O-datalle ja mittausarvoille, mutta ei synkronoidulle liikkeenohjaukselle. Siinä taajuusmuuttajien ja logiikan pitää puhua samaa protokollaa.
Yleisiä virheitä
- Sama liitin ei tarkoita samaa protokollaa. PROFINET- ja EtherNet/IP-laitteet voivat jakaa kaapelit ja kytkimet, mutta ne eivät vaihda keskenään mitään dataa.
- Rekisterikartta puuttuu. Modbus lähettää vain 16-bittisiä rekistereitä. Ilman valmistajan rekisterikarttaa et erota lämpötilaa tilatiedosta etkä tiedä, kumpi 32-bittisen arvon sana tulee ensin.
- Multicast tukkii verkon. EtherNet/IP lähettää I/O-dataa usein multicast-liikenteenä. Ilman kytkinten IGMP snooping -toimintoa liikenne menee jokaiseen porttiin ja voi ylikuormittaa yksinkertaisia laitteita.
- Liian pieni data-alue. Se, montako tavua yhdyskäytävä käsittelee kumpaankin suuntaan ja kuinka nopeasti se päivittää, rajoittaa kytkettävien laitteiden määrää.
- Väärä protokolla tehtävään. OPC UA sopii erinomaisesti datan lähettämiseen ylöspäin, mutta se ei korvaa reaaliaikaprotokollaa I/O:lle ja taajuusmuuttajille.
Yhdyskäytävät ja liitännät SCN:ltä
Toimitamme protokollayhdyskäytäviä muun muassa valmistajilta Moxa, HMS Networks (Ixxat), Weintek ja Duagon. Ne kattavat Modbusin, PROFINETin, EtherNet/IP:n, PROFIBUSin, EtherCATin, CANopenin, J1939:n ja OPC UA:n sekä junaprotokollat, kuten TRDP ja MVB. Valikoimaan kuuluu myös CAN-liitäntöjä PC:ille ja sarjaliikennemuuntimia.
Esimerkkejä valikoimastamme
MoxaMGate 5103 Modbus–PROFINET-yhdyskäytäväKytkee Modbus RTU/ASCII/TCP- ja EtherNet/IP-laitteet PROFINETiin IO-laitteena, enintään 512 tavua tulo- ja lähtödataa.Katso tuote →
HMS NetworksIxxat CAN@net NT 200 CAN–Ethernet-yhdyskäytäväYhdyskäytävä ja silta CAN-väylän ja Ethernetin välillä, kaksi CAN-kanavaa ja MQTT pilviyhteyksiin.Katso tuote →
WeintekcMT-G01X IIoT-yhdyskäytävä, OPC UA ja MQTTIIoT-yhdyskäytävä, jossa OPC UA -palvelin ja MQTT, yhdistää logiikat ja koneet ylemmän tason järjestelmiin.Katso tuote →Erik Ahlqvist on SCN:n toimitusjohtaja, ja hän on yli 20 vuoden ajan auttanut teollisuusyrityksiä valitsemaan oikean elektroniikan vaativiin olosuhteisiin. Hän on koulutukseltaan elektroniikkainsinööri (BSc) Tukholman KTH:sta.
LinkedIn-profiiliUsein kysyttyä
Mitä eroa on PROFIBUSilla ja PROFINETilla?
PROFIBUS on RS-485-pohjainen sarjamuotoinen kenttäväylä, jonka nopeus on enintään 12 Mbit/s. PROFINET perustuu Ethernetiin, tarjoaa enemmän kaistaa ja paremman diagnostiikan, ja uudet laitokset rakennetaan nykyään sillä. Molempia hallinnoi sama alan järjestö, PI.
Ovatko Modbus TCP ja Modbus RTU sama asia?
Niillä on sama tietomalli ja samat funktiokoodit, mutta siirtotapa on eri. RTU toimii sarjamuotoisesti RS-485- tai RS-232-liitännän kautta, TCP Ethernetin kautta. Yksinkertainen Modbus-yhdyskäytävä kääntää niiden välillä.
Voivatko PROFINET ja EtherNet/IP jakaa saman verkon?
Kyllä, ne voivat jakaa kaapelit ja kytkimet. Laitteet eivät kuitenkaan vaihda dataa suoraan keskenään. Siihen tarvitaan yhdyskäytävä tai ohjain, joka puhuu molempia protokollia.
Miten EtherCAT eroaa PROFINETista?
EtherCAT lukee ja kirjoittaa dataa kehyksen kulkiessa jokaisen orjalaitteen läpi, mikä antaa liikkeenohjaukselle hyvin lyhyet kiertoajat. PROFINETia käytetään laajasti I/O:lle ja taajuusmuuttajille, ja IRT-versio on tarkoitettu vaativaan liikkeenohjaukseen.
Onko OPC UA kenttäväyläprotokolla?
Ei. OPC UA:ta käytetään pääasiassa tiedonvaihtoon koneiden ja ylemmän tason järjestelmien, kuten SCADAn, MES:n ja pilven, välillä. Kenttätason versio OPC UA FX on olemassa, mutta se ei ole vielä laajalti käytössä.
Pitääkö kahden järjestelmän keskustella keskenään? Kerro meille laitteista ja protokollista – saat vastauksen 24 tunnin kuluessa.
Kysy meiltä