最近跟几个做项目的兄弟喝酒,聊到一个话题:现在大家都在说工业以太网要取代现场总线了,咱们搞PLC的是不是该把Profibus、Modbus那些老本行扔了?
说实话,这个事儿我得唱唱反调。不是说我反对技术进步,而是我在现场摸爬滚打这么多年,对所谓的”取代论”已经条件反射地警惕了。
先说说工业以太网为什么火
Profinet、EtherCAT、EtherNet/IP这些工业以太网协议确实代表了方向。速度快——从Profibus的12Mbps到Profinet的100Mbps甚至1Gbps。组网灵活——网络拓扑随便你怎么搭。数据量大——以前一个DP从站传输244个字节就觉得挺多了,现在随便就是KB级别。
还有一个很现实的问题:会Profibus的老工程师越来越少了。现在学校里毕业的年轻工控人,上来就是Profinet、EtherCAT,你让他去搞Profibus的终端电阻、总线终端器这些东西,他一脸懵。人的供应端变了,技术肯定跟着变。
去年我给一个汽车零部件厂做新产线,业主要求必须用Profinet。我当时还有点不适应——用了十几年的Profibus突然被”退休”了。但不得不说,Profinet确实方便:插上网线就能用,不需要专门的Profibus线缆和接头,网络诊断直接在TIA Portal里看,出问题也不用来回倒腾总线终端器了。
但你要说Modbus RTU会死?我持保留态度。
现实是什么样的?我跑了五个工厂
这一个月我特意留意了一下,跑了5家不同行业的客户,有做食品的、有做化工的、有做机械加工的、有做水处理的、还有做包装的。数据有点意思:
做汽车零配件的那个厂:90%的新设备已经是Profinet了,但是老设备上的Profibus还在跑,没有人提换的事。新老之间靠网关硬桥接。
做食品饮料的:大部分仪表还是4-20mA模拟量信号,只有PLC往上走Profinet。仪表端的Modbus RTU一根RS485总线挂了十几台仪表,用了七八年没出过大问题。老板的意思是”能用就先用着”。
做水处理的:PLC到上位机用的是以太网,但现场的液位计、流量计、水质分析仪全是Modbus RTU。负责仪表的老师傅说:”Modbus RTU结构简单,一根双绞线能拉一千多米,以太网交换机拉这么远你试试?”
做机械加工的:新上了两台带EtherCAT总线的伺服系统,跑起来确实快,同步精度高。但车间里还有二十多台老设备在用CC-Link总线跑着。车间主任说了一句话让我印象很深:”新设备我们用最好的,老设备能跑就不动。”
做包装的:五台包装机全是Modbus TCP,简单稳定。维护的电工连网线怎么压接都不怎么会,PLC坏了直接换整机。你说这种客户会在乎用的是什么协议?他只在乎别停产。
我的判断:不是取代,是共存
还有一个事我忘了说:成本。走现场总线一根Profibus原装线缆一米几十块钱,一对总线接头一百多,一套下来光通讯的物料成本就不少。但Profinet用标准网线,六类线一箱几百块能拉好几百米,交换机也越来越便宜。从这个角度看,新项目用工业以太网确实省钱。
但Modbus RTU更省钱——一根两芯屏蔽线几块钱一米,一个485转USB的转换器二三十块。对于那些就传几个温度、几个压力的简单应用,为这个上Profinet有点杀鸡用牛刀了。
跑了这一圈,我觉得”工业以太网取代现场总线”这个说法太绝对了。更准确的说法应该是:
新建项目,肯定会优先选工业以太网。这是技术发展的必然。Profinet、EtherCAT这些协议的诊断功能、传输速度和灵活性,确实是现场总线没法比的。如果你现在做一个全新的产线,用Profibus或者CC-Link而不是Profinet或EtherCAT,说实话有点说不过去。
存量市场,现场总线还会活很久。全国几百万台在用设备,绝大多数走的是Profibus、Modbus RTU、CC-Link这些老协议。把这些设备全换成工业以太网,成本是天量级的。而且很多设备还能正常生产,老板凭啥花这个钱?所以未来十年,现场总线的维护和备件需求依然很大。
最主流的过渡方案是网关桥接。一个厂里新老设备混着用,新设备走Profinet,老设备通过Profibus/Modbus RTU网关接入上层网络。这种方案我今年已经做了三个项目了。网关几百块钱一个,比换设备划算多了。
给搞PLC的兄弟们的建议
第一,工业以太网一定要学。Profinet、EtherCAT、EtherNet/IP这三样至少精通一样。以后新项目大概率跑不掉。而且知道这些协议的底层原理——比如EtherCAT的”飞读飞写”机制、Profinet的RT/IRT实时等级——对你的调试能力提升很有帮助。
第二,现场总线也别扔。Modbus RTU和Profibus在国内还有巨大的存量市场。你会调这些老协议,在售后维护和改造项目上反而是稀缺能力。
第三,多关注工业网络安全的坑。以太网一上来,OT和IT的边界就模糊了。以前Profibus是封闭的,你想黑都黑不进去。现在Profinet一接,理论上办公室的电脑能访问到车间的PLC。去年有个客户就因为这个中了勒索病毒,PLC被加密了,产线停了三天。这个趋势下,搞工控的兄弟们得补补网络安全的课了。
我觉得吧,技术总在变,但解决问题的思路不变。不管是以太网还是总线,能让设备稳定可靠地跑起来,就是好技术。别被厂商的”取代论”吓着了,该学的新技术要学,手头的老本行也别丢。两条腿走路,才能在这行走得长远。
你们现在用的产线主要是什么通讯协议?遇到过以太网带来的安全问题没有?评论区唠唠。