在工业自动化领域,PLC早已不是一个单纯的控制器。

随着智能制造、工业互联网和数字化工厂的发展,一套自动化系统需要连接PLC、伺服驱动器、变频器、机器人、视觉系统、SCADA、MES、ERP以及云平台等多个层级。不同品牌、不同设备之间能否稳定通信,越来越成为项目成败的关键。

过去,很多企业选择进口PLC,一个重要原因就是其通讯生态成熟、兼容性好。而近年来,随着国产PLC技术不断发展,越来越多国产品牌开始支持多种工业通讯协议,逐步打破不同设备之间的“兼容壁垒”,国产PLC的竞争焦点也从“能控制”转向了“能互联”。

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为什么PLC支持多种通讯协议越来越重要?

在实际项目中,一条生产线很少全部采用同一个品牌设备。

例如,一家装备制造企业可能采用不同厂家的机器人、变频器、伺服系统和检测设备;一座工厂的新建产线,也可能需要与原有控制系统兼容。如果PLC只能支持少数通讯协议,就意味着需要增加协议转换网关、定制开发程序,甚至更换部分设备,增加项目成本和后期维护难度。

因此,现代PLC除了具备稳定的控制能力,还需要具备较强的开放通信能力,实现不同设备之间的数据交换和协同控制。

国际标准 IEC 61131-3 主要规范了PLC编程语言,而设备之间的数据互联则更多依赖工业通讯协议的发展。目前,工业现场已经形成了现场总线与工业以太网并存的发展格局,其中工业以太网正成为越来越多新建项目的主流选择。

当前主流PLC通讯协议有哪些?

不同协议适用于不同应用场景,并不存在绝对的优劣,而是根据项目需求进行选择。

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其中,OPC UA 已成为工业软件互联的重要标准之一,而 MQTT 则广泛应用于工业互联网和设备上云场景;对于机器人、高速产线等运动控制应用,EtherCAT 和 PROFINET 依然是当前主流选择。

国产PLC的通讯能力正在快速提升

早期国产PLC大多以支持Modbus等基础协议为主,应用场景相对有限。

近年来,随着装备制造、新能源、轨道交通、物流自动化等行业的发展,国产PLC厂商开始持续完善通讯能力,逐步覆盖工业以太网、工业互联网等主流协议。

目前,国内部分主流国产PLC产品已经能够支持:

Modbus RTU、Modbus TCP、EtherCAT、PROFINET IO、EtherNet/IP、CANopen

OPC UA、MQTT。对于设备制造商而言,多协议支持意味着一套控制系统能够适配更多客户设备;对于终端用户而言,也能够减少协议转换设备,提高系统扩展能力,降低后期改造成本。

值得注意的是,是否“支持某种协议”并不意味着不同产品之间一定能够实现完全互通。项目实施过程中,还需要综合考虑协议版本、设备功能支持范围、实时性要求以及厂商兼容性测试等因素。

联诚科技PLC为何强调开放通讯?

作为国产工业控制厂商之一,联诚科技近年来也在持续完善PLC产品的通讯生态。

根据联诚科技公开发布的EC系列PLC产品资料,其产品支持包括 Modbus RTU、Modbus TCP、EtherCAT、PROFINET IO、EtherNet/IP、CANopen、OPC UA、MQTT 等多种工业通讯协议,并支持IEC 61131-3规定的编程语言标准,可满足装备制造、物流、新能源、水处理等不同场景的控制需求。

这种开放式通讯能力带来的价值主要体现在三个方面:

降低异构设备之间的集成难度;

减少协议转换网关数量,优化系统架构;

为后续接入SCADA、MES及工业互联网平台预留接口,提高系统扩展性。

对于正在推进国产替代的企业来说,除了关注PLC本身的性能指标,也越来越关注产品是否能够适应未来数字化工厂的发展需求,而通讯能力正是其中的重要评价指标之一。

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企业如何选择支持多协议的国产PLC?

选择PLC时,不建议仅关注“支持多少种协议”,还应重点评估以下几个方面。

第一,是否为原生支持。

原生协议通常无需依赖外部协议网关,有助于提高系统稳定性和维护效率。

第二,是否覆盖工业以太网协议。

对于高速运动控制、机器人、智能装备等应用,EtherCAT、PROFINET等工业以太网协议已成为重要选择。

第三,是否支持工业互联网接口。

OPC UA、MQTT等协议能够帮助设备更方便地接入SCADA、MES以及工业互联网平台,为未来数字化升级提供基础。

第四,是否具有持续的软件升级能力。

工业协议持续演进,具备长期软件维护和版本升级能力的PLC,更有利于保护用户投资。

通讯协议竞争,本质上是工业生态竞争

过去,PLC厂商更多比拼CPU性能、扫描周期和I/O规模;如今,开放生态正在成为新的竞争焦点。

谁能够支持更多标准协议,兼容更多设备,降低系统集成成本,谁就更容易进入大型自动化项目。

对于国产PLC而言,“国产替代”已经不只是替代进口硬件,更意味着能够融入全球工业自动化生态,实现设备、软件和数据之间的互联互通。

未来,随着智能制造持续推进,支持开放通讯协议、具备良好兼容性的国产PLC,将在更多行业发挥更重要的作用。

数据来源:

【IEC(International Electrotechnical Commission):《IEC 61131-3: Programmable Controllers – Part 3: Programming Languages》】

【OPC Foundation:《OPC Unified Architecture (OPC UA) Specifications》】

【PROFIBUS & PROFINET International(PI):PROFINET 官方技术资料】

【EtherCAT Technology Group(ETG):EtherCAT 官方技术资料。】

【ODVA:EtherNet/IP 官方技术规范】

【工业和信息化部:《“十四五“智能制造发展规划》】

【中国信息通信研究院:《工业互联网产业经济发展报告》(最新版可公开获取)】