Modbus RTU oder Modbus TCP: I/O über RS-485 oder Ethernet wählen
I/O über RS-485 oder Ethernet: Unterschiede bei Verkabelung, Zykluszeit und Adressierung, Kopplung über Gateways und passende Serien von ICP DAS.
Fabrik- und Maschinenautomation
Wann neue Signale an der SPS vorbeilaufen können, wann ihr Programm geändert werden muss und welche Ethernet-I/O, Feldbus-I/O und Gateways jeweils passen.
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Eine Maschine, die seit Jahren läuft, braucht oft ein paar zusätzliche Signale: Motortemperaturen für die Instandhaltung, einen Taktzähler für die OEE oder einen Sensor für einen neuen Prozessschritt. Eine Änderung des SPS-Programms erfordert das Originalprojekt, jemanden, der den Code kennt, einen Produktionsstillstand und manchmal eine erneute Abnahme. Dieser Beitrag erklärt, wie Sie ein bestehendes SPS-System um I/O erweitern, wann das Programm unverändert bleiben kann und wann sich eine Änderung nicht vermeiden lässt.
Entscheidend ist, wer den Wert benötigt. Nutzen ihn nur Menschen und IT-Systeme, etwa für Dashboards, Protokolle oder Wartungsalarme, muss die SPS ihn nicht sehen, und die neuen I/O können von SCADA oder einem Edge-Gerät gelesen werden.
Muss der Wert dagegen auf die Maschine wirken, etwa als Verriegelung, Startfreigabe oder Sollwert, muss die SPS-Logik ihn verarbeiten, und das Ziel ist, diese Änderung klein zu halten. Sicherheitsfunktionen gehören in den Sicherheitskreis der Maschine und sind nicht Gegenstand dieses Beitrags.
Ein Ethernet-I/O-Modul wird mit den neuen Sensoren verdrahtet und an das Anlagennetz statt an die SPS angeschlossen. SCADA liest es über Modbus TCP aus. Die ET-2200-Serie kann Werte zusätzlich über MQTT veröffentlichen, und OPC-UA-I/O-Module wie das U-7560M haben OPC UA, MQTT und eine RESTful-API integriert. SPS-Programm und Hardwarekonfiguration bleiben unberührt.
Sollen die Daten an ein MES oder eine Cloud-Plattform gehen, liest ein Kommunikationsserver UA-5231M Modbus-TCP- und -RTU-Geräte aus und setzt die Werte auf OPC UA, MQTT oder SNMP um. Für einfache lokale Logik führt ein Edge-Controller WISE-5231M im Webbrowser konfigurierte WENN-DANN-SONST-Regeln aus und bindet bis zu 16 Modbus-TCP-Module sowie bis zu 32 DCON- oder Modbus-RTU-Module an.
Braucht die SPS das Signal, ist ein I/O-Modul am Feldbus der SPS der direkte Weg. ICP DAS bietet Slave-I/O für PROFINET (PFN-2000, mit GSDML-Datei), PROFIBUS DP (PROFI-5000, mit GSD-Datei), EtherNet/IP (EIP-2000, mit zwei Ports für Daisy-Chain-Verkabelung) und CANopen (CAN-2000C, mit EDS-Datei). Das Modul wird mit seiner Gerätebeschreibungsdatei in die Hardwarekonfiguration der SPS aufgenommen.
Das ist eine Konfigurationsänderung und bedeutet bei den meisten SPSen einen Download. Die Logik ändert sich nur, wenn die neuen Werte darin verwendet werden.
Sind bereits Modbus-I/O installiert oder passen sie besser zu den Signalen oder Entfernungen, bildet ein Gateway die Modbus-Daten auf den Feldbus der SPS ab. Mit dem GW-7662 greift ein PROFINET-Controller auf Modbus-RTU/ASCII-Geräte wie die Module M-7000 zu, das GW-7663 leistet dasselbe für Modbus-TCP-Geräte wie die Module ET-7000. Das GW-7553 gibt einem PROFIBUS-Master Zugriff auf Modbus-TCP-Geräte, das GW-7472 verbindet einen EtherNet/IP-Scanner mit Modbus-RTU- und -TCP-Geräten, und das I-7232D bindet bis zu 10 Modbus-RTU-I/O-Module an einen CANopen-Master an.
Für die SPS ist das Gateway ein einzelnes Feldbusgerät, es gilt also dieselbe Regel.
Viele SPSen können als Modbus-TCP-Client arbeiten und jedes Modbus-TCP-Modul direkt auslesen. Die Abfrage muss in der SPS eingerichtet werden, daher ist bei diesem Weg immer das SPS-Projekt betroffen.
| Anforderung | Änderung am SPS-Programm | Typischer Weg |
|---|---|---|
| Wert als Trend darstellen, protokollieren oder auswerten | Nein | Ethernet-I/O, gelesen von SCADA (1) |
| Wartungsalarme oder E-Mail-Meldungen | Nein | Edge-Controller oder Kommunikationsserver (1) |
| Wert auf dem HMI der SPS anzeigen | Meist ja, außer das HMI kann das Modul über Modbus TCP lesen | (1) oder (2) |
| Wert in einer Verriegelung, Schrittkette oder einem Regelkreis verwenden | Ja | Feldbus-Slave-I/O oder Gateway (2, 3) |
| Unkritischen Ausgang von SCADA aus schalten, etwa eine Warnleuchte | Nein, aber festlegen, welches System den Ausgang führt | Ethernet-I/O mit Digitalausgängen (1) |
Eine Abfüllmaschine wird von einer PROFINET-SPS gesteuert. Die Instandhaltung möchte acht Lager- und Motortemperaturen mit Trends, und die Produktion will, dass die Maschine gestoppt bleibt, bis ein neu installierter Kaltwassersatz Bereitschaft meldet.
Das Ergebnis ist eine kleine Programmänderung mit einem klar definierten Test.
Senden Sie unserem technischen Vertrieb den SPS-Typ, ihren Feldbus und Ihre Signalliste, und wir schlagen Ihnen den passenden Weg und die passenden Module vor.
The PET-7017-10 is a PoE-powered Ethernet analog input module for engineers who need voltage or current measurement on a networked I/O node. Its inputs can be set as 10 differential or 20 single-ended channels in software, and each channel can be given its own range, so one module can serve mixed sensor types on the same network.Each channel offers a choice of voltage ranges from ±150 mV to ±10 V and current ranges of ±20 mA, 0 ~ 20 mA and 4 ~ 20 mA, selected with jumpers. Resolution is 16-bit, and the module has two sampling modes: normal mode at 10 Hz total and fast mode at 50 Hz total. Open wire detection is available for 4 ~ 20 mA inputs, and differential channels are rated for 240 Vrms overvoltage protection.Configuration and monitoring are handled through a built-in web server with Web HMI, and the module supports Modbus TCP and Modbus UDP. Access is controlled by ID, password and IP filter. The unit is powered either from PoE (IEEE 802.3af, Class 1) or from a +12 ~ +48 VDC terminal block, and it mounts on a DIN rail.ApplicationsBuilding automationFactory automationMachine automationRemote maintenanceRemote diagnosisTesting equipment
The BNET-2310M CR is a remote I/O module that brings 4 analogue inputs, 2 analogue outputs, 4 digital inputs and 4 digital outputs onto a BACnet/IP network. A BMS or BACnet/IP client can read field sensor signals directly over Ethernet and command connected analogue or digital output devices, without a separate gateway.The module operates as a BACnet/IP Server and also supports Foreign Device functionality. It can register with a specified BBMD to receive BACnet/IP messages forwarded across different IP subnets, which suits multi-floor buildings, multi-building facilities, industrial sites and larger BEMS installations.Configuration is handled through a built-in web server, so the module can be set up from a standard web browser. Configuration files can be imported and exported for backup and repeat deployments. The CR ordering code is the RoHS-marked variant.ApplicationsHVAC control and monitoring in building automationLighting and energy managementBMS and BEMS integration via BACnet/IPMulti-floor buildings and multi-building facilitiesIndustrial sites with BACnet/IP field I/O
The CAN-2012C is a CANopen slave analog input module that brings 16-bit measurements onto a CAN bus network. It provides 8 differential or 16 single-ended inputs, selectable in software, and covers voltage ranges of ±10V, ±5V, ±2.5V and 0~10V as well as current ranges of ±20mA, 0~20mA and 4~20mA. Each channel can be configured individually.Built for CANopen networks, the module follows CiA 301 v4.02 and CiA 401 v2.1 and operates as an NMT slave with Node Guarding and Heartbeat error control. A default EDS file is provided for use with standard CANopen master software, and the module has passed the CiA CANopen conformance test tool, which simplifies commissioning with masters from ICP DAS or other manufacturers.Electrical features include 4 kV contact ESD protection on each channel, support for a 10 to 30 VDC supply, and isolation rated at 2500 Vrms for photo-coupling and 3000 VDC for DC-to-DC. The module mounts on DIN-rail and operates from -25 to +75 °C.ApplicationsIndustrial machinery controlFactory automationPackaging machine controlRemote data acquisitionEnvironmental monitoringVehicle control systemsMedical equipment control
The CAN-2015C CR connects eight RTD sensors to a CANopen network as a slave device. Each channel accepts 2-wire or 3-wire RTD sensors, with 16-bit resolution and an accuracy of +/-0.05% FSR. Engineers can read RTD values or configure the module over standard CANopen messaging.The module follows CiA 301 v4.02 and CiA 401 v2.1 and has passed validation with the CiA CANopen Conformance Test tool. A default EDS file is provided, so it can be added to a standard CANopen master with minimal configuration effort. It also works with the CANopen masters offered by ICP DAS.Diagnostic and protection features include open wire detection, individual channel configuration, a built-in 120Ω terminal resistor and 4 kV contact ESD protection on each channel. The unit runs from +10 ~ +30 VDC and is intended for DIN-rail mounting, with an operating range of -25 ~ +75 °C.ApplicationsIndustrial machine controlFactory automationPackaging machine controlRemote data acquisitionEnvironmental monitoringVehicle control systemsMedical equipment control
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Was Win-GRAF PACs sind, welche IEC 61131-3-Sprachen und I/O-Optionen sie bieten und wann ein PAC sinnvoller ist als eine klassische SPS.
Wir kennen das ICP DAS Sortiment und helfen Ihnen, das passende Modul, Zubehör oder Ersatzteil zu finden.
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