Контроллеры ПЛК с MQTT

Что такое протокол MQTT

MQTT расшифровывается как Message Queuing Telemetry Transport. Это стандартизованный протокол обмена сообщениями, который обычно работает поверх TCP/IP. Он рассчитан в том числе на устройства с ограниченными вычислительными ресурсами и сети, где важно экономно расходовать трафик. В MQTT используется принцип публикации и подписки. Участники обмена подключаются к MQTT-брокеру: публикующий клиент отправляет брокеру сообщение, а брокер передаёт его клиентам, подписанным на соответствующую тему. Благодаря этому ПЛК не нужно устанавливать отдельное соединение с каждой системой, которой требуются его данные.

У каждого сообщения есть тема и содержимое. Тема помогает определить, к каким данным относится сообщение, например station/pump1/pressure. Содержимое может включать значение давления. MQTT не задаёт единый формат технологических данных: его выбирают при проектировании системы с учётом требований принимающего ПО.

Как работает MQTT при передаче данных из ПЛК

1. Датчик передаёт сигнал в модуль ввода. ПЛК считывает значение и обрабатывает его в своей программе.
2. Программа ПЛК формирует MQTT-сообщение. Например, публикует текущее давление в теме station/pump1/pressure.
3. MQTT-брокер принимает сообщение и передаёт его подписчикам этой темы.
4. Система диспетчеризации показывает давление оператору, а система аналитики сохраняет значение для построения графика.

Названия тем и формат данных задаются при разработке проекта. Одна публикация может поступить нескольким подписчикам. MQTT также предусматривает разные уровни доставки сообщений (QoS), которые выбирают с учётом задачи.

Брокер может работать на сервере внутри предприятия или на другой предусмотренной проектом площадке. Для MQTT-обмена его нужно развернуть и настроить отдельно. Если возможности контроллера это предусматривают, ПЛК также может подписываться на сообщения от других систем. При этом получение сообщения само по себе не означает выполнение команды: её обработку определяет программа ПЛК.

MQTT доставляет сообщения через брокер, но не устанавливает единые названия тем и формат технологических данных. Если оборудование и программное обеспечение разных производителей используют собственные правила, их обмен приходится настраивать отдельно для каждого проекта.

Для промышленного применения MQTT существует спецификация Sparkplug B. Она дополняет протокол правилами именования тем, представления технологических параметров и передачи сведений о состоянии подключения. Это помогает ПЛК и принимающей системе одинаково понимать передаваемые данные, если обе стороны поддерживают Sparkplug B. В продукции CREVIS поддержка MQTT Sparkplug B есть у 12 моделей: GL-9972, GL-9973, GL-9974, GL-9975, GN-9372, GN-9373, GN-9482, GN-9483, M9372, M9373, ML9972, ML9973.

Где применяют ПЛК с MQTT

• Удалённый мониторинг: передача показаний и состояний насосных станций, инженерных систем и других распределённых объектов.
• Контроль оборудования: отправка наработки, диагностических параметров и событий для анализа состояния установки.
• Диспетчеризация: получение сообщений от нескольких контроллеров в общей системе наблюдения.
• Производственная аналитика: передача выбранных технологических данных на сервер или IIoT-платформу.

В каталоге CREVIS можно подобрать промышленный ПЛК с нужным составом ввода-вывода и функциями обмена данными. При подборе учитывайте не только наличие MQTT, но и интерфейсы для подключения оборудования, объём программы и условия эксплуатации.