Modbus、Profibus、およびEtherNetIP：産業用通信プロトコルの技術比較

2025-08-26

Modbus、Profibus、EtherNet/IP：産業用通信プロトコルの技術比較

産業オートメーションの世界では、通信プロトコルはあらゆるプロセスの静かなバックボーンです。製油所の圧力トランスミッタを監視する場合でも、組立ラインでロボットアームを操作する場合でも、プロトコルの選択はパフォーマンス、スケーラビリティ、統合を左右します。最も広く使用されているものには、Modbus、Profibus、およびEtherNet/IPがあり、それぞれに独自の強みとトレードオフがあります。

技術的な特徴、使用事例、戦略的な意味合いを詳しく見ていきましょう。

プロトコルの概要

プロトコル	起源	トランスポート層	トポロジー	速度範囲
Modbus	Modicon (1979)	シリアル (RTU/ASCII) または TCP/IP	マスタ/スレーブ	9.6 kbps ～ 100 Mbps
Profibus	Siemens (1989)	RS-485 またはファイバー	マルチマスタ	最大 12 Mbps
EtherNet/IP	Rockwell (2001)	Ethernet (TCP/UDP/IP)	スター / スイッチ	10 Mbps ～ 1 Gbps

技術比較

1. Modbus：シンプルさとユビキタス性

長所:
非常にシンプルで軽量
ほぼすべての PLC とセンサーでサポート
実装とトラブルシューティングが容易
短所:
データスループットが制限されている
ネイティブのエラー訂正またはセキュリティがない
マスタ/スレーブアーキテクチャはスケーラビリティを制限する

最適用途: レガシーシステム、小規模アプリケーション、基本的なセンサーネットワーク。

2. Profibus：決定論的で堅牢

長所:
リアルタイムの決定論的通信
複雑なデバイスと診断をサポート
過酷な環境での実績のある信頼性
短所:
専門的なハードウェアと構成ツールが必要
イーサネットベースのプロトコルと比較して柔軟性が制限されている

最適用途: プロセス産業、化学プラント、および正確なタイミングを必要とするアプリケーション。

3. EtherNet/IP：高速でスケーラブル

長所:
標準的なイーサネットインフラストラクチャを活用
大きなデータペイロードと高速制御をサポート
ITシステムおよびクラウドプラットフォームとの容易な統合
短所:
ネットワークの輻輳と遅延の影響を受けやすい
慎重なネットワーク設計とセグメンテーションが必要

最適用途: スマートファクトリー、IIoT統合、高速包装ライン。

戦略的考慮事項

レガシー vs. 近代化: Modbus はレガシーシステムで依然として優勢ですが、EtherNet/IP はインダストリー4.0の選択肢です。
相互運用性: Profibus はデバイスレベルの強力な診断を提供し、EtherNet/IP はエンタープライズレベルの統合に優れています。
コスト vs. 機能: Modbus は費用対効果が高いですが制限があります。EtherNet/IP はより高い投資が必要ですが、スケーラビリティを提供します。

結論

適切なプロトコルの選択は、単なる技術的な決定ではありません。それは戦略的な決定です。Modbus はシンプルさを提供し、Profibus は信頼性を提供し、EtherNet/IP は速度と統合を解き放ちます。最適な選択は、システムのアーキテクチャ、パフォーマンスのニーズ、および長期的なビジョンによって異なります。

ハイブリッドシステムを設計する場合や、レガシープロトコルから移行する場合は、基本的なセンサーには Modbus、決定論的制御には Profibus、監視データ交換には EtherNet/IP をレイヤー化することを検討してください。産業用通信の未来は、高速であるだけでなく、相互運用可能で、インテリジェントで、安全です。

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