modbus通信协议,profibus、FF、CAN总线等几种现场总线知识合集

工业自动化中的网络通信协议工业自动化是指利用各种技术手段对工厂或生产线上的各种生产过程进行自动控制和管理的技术体系。

在现代工业生产中，网络通信协议在实现工业自动化过程中起着至关重要的作用。

本文将介绍几种常见的工业自动化中使用的网络通信协议。

一、Modbus协议Modbus是一种经典的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。

它采用主从结构，通过串口传输数据，将上位机（主站）与下位机（从站）进行连接。

Modbus协议简单易用，适用于控制器之间的通信，如PLC、仪器设备等，具有广泛的兼容性和可扩展性。

二、Profibus协议Profibus是一种常用的工业现场总线通信协议，用于实现自动化系统中各种设备的通信。

它支持多种传输介质，包括RS485、光纤等，适用于不同的工业环境。

Profibus协议具有高速传输、实时性能好等特点，广泛应用于工厂自动化和过程自动化领域。

三、Ethernet/IP协议Ethernet/IP是一种工业以太网通信协议，基于标准的以太网技术，使得工业设备可以通过以太网进行连接和通信。

它支持TCP/IP协议，能够实现工业设备与企业内部网络的集成，为工业自动化提供了更高的灵活性和通用性。

四、CAN协议CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车电子和工业自动化领域的通信协议。

CAN协议采用差分信号传输，具有抗干扰性强、可靠性高等特点。

它适用于多节点分布式控制系统，可以实现设备之间的快速、可靠的通信。

五、Profinet协议Profinet是一种以太网通信协议，是Profibus的以太网扩展。

Profinet协议利用以太网实现工业自动化设备的通信和集成，支持实时通信和无线通信，适用于复杂的工业自动化系统。

六、DeviceNet协议DeviceNet是一种CIP（Common Industrial Protocol）上的一种现场总线通信协议，常用于工业自动化设备的通信。

串口工业协议
串口工业协议，也称为串行通信协议，是指用于工业领域中串行通信传输数据的一种协议。

它规定了数据传输的格式、流程、控制信号等，使不同设备之间可以通过串口进行数据交换和通信。

常见的串口工业协议有以下几种：
1. MODBUS协议：MODBUS协议是一种通用的工业通信协议，用于在串行通信网络中传输数据。

它定义了数据结构、传输方式和通信协议等，常用于PLC、DCS等工业控制设备之间的
通信。

2. Profibus协议：Profibus协议是一种用于现场总线通信的工
业协议，广泛应用于自动化控制系统中。

它支持高速数据传输和多主从结构，可用于连接传感器、执行器等设备。

3. CAN协议：CAN协议是一种用于控制器局域网通信的协议，广泛应用于汽车、工业自动化等领域。

它具有高可靠性、实时性和抗干扰能力，适用于在高噪声环境下进行数据传输。

4. DeviceNet协议：DeviceNet协议是一种用于工业自动化设备间通信的协议，通常在现场总线网络中使用。

它定义了设备之间的数据传输方式和通信规范，可用于连接传感器、电机、阀门等设备。

这些串口工业协议在工业自动化控制系统中起到了重要的作用，提高了设备之间的互联互通和数据传输效率。

6种现场总线简介现场总线：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式、数字化、双相串行，多借点的通信总线。

1、P rofibusProfibus是作为德国国家标准DIN 19245和欧洲标准prEN 50170的现场总线。

ISO/OSI模型也是它的参考模型。

由Profibus -Dp、Profibus -FMS、Profibus-PA 组成了Profibus系列。

DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。

FMS意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化，而PA型则是用于过程自动化的总线类型，它遵从IEC1158-2标准。

该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。

它采用了OSI模型的物理层、数据链路层，由这两部分形成了其标准第一部分的子集，DP型隐去了3～7层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口，FMS型只隐去第3～6层，采用了应用层，作为标准的第二部分。

PA型的标准目前还处于制定过程之中，其传输技术遵从IEC1158-2 （1 ）标准，可实现总线供电与本质安全防爆。

Porfibus支持主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。

主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。

对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。

按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。

主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。

主站可采取对所有站点广播（不要求应答）或有选择地向一组站点广播。

Profibus的传输速率为96～12kbps最大传输距离在12kbps时为1000m，15Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。

其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接127个站点。

现场总线协议有哪些篇一：几种常见的现场总线简介几种常见的现场总线简介从1984年IEC开始制订现场总线国际标准至今，经过16年的努力和有关各方的协商妥协，最终，采用包括8种类型现场总线的IEC6lI58标准，并于1999年底的投票中得以通过。

2.1 Type l IEC技术报告（即FF H1）FF H1现场总线的网络协议是按照ISO OSI参考模型建立的，它由物理层、数据链路层、应用层，以及考虑到现场装置的控制功能和具体应用而增加的用户层组成。

基金会现场总线（FF）是T ype1现场总线的一个子集（Subset）。

2.2 Type 2 ControlNetControlNet现场总线得到美国Rockwell公司支持。

它采用了一种新的通信模式：生产者/客户（Producer/Consumer model）模式。

这种模式允许网络上的所有节点，同时从单个数据源存取相同的数据。

这种模式最主要的特点是增强了系统的功能，提高了效率和实现精确的同步。

2.3 Type 3 ProfibusProfibus得到德国Siemens公司支持。

Profibus数据链路层总线存取有两种方式，即令牌环（T oken-Ring）方式和主站/从站（Master/Slave）方式。

Profibus系列由3个兼容部分组成，即Profibus-DP、Profibus-FMS和Profibus-PA。

Profibus-DP适用于设备级控制系统与分散I/O之间高速通信，它使用物理层、数据链路层以及用户接口。

Profibus-FMS适用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。

Profibus-PA专为过程自动化设计，它能够将变送器和执行器连接到一根公共总线，符合IEC61158.2物理层规范，使用两根线可以完成供电和数据通信，并实现本质安全。

2.4 Type 4 P－NetP-Net得到丹麦Process Data公司支持。

P-Net为带多网络和多端口功能的多主总线，允许在几个总线区直接寻址，无需递阶网络结构，是一种多网络结构。

现场总线中的专用名词解释现场总线是一种用于自动化系统中的通信协议，它允许各个设备在同一网络上进行数据交换和通信。

在现场总线系统中，有许多专用名词需要解释，这些名词涵盖了现场总线的各个方面，包括通信协议、设备类型、数据传输和系统配置等。

下面将逐一解释这些专用名词的含义和作用。

1. 总线结构在现场总线系统中，存在不同的总线结构，常见的有主从结构和对等结构。

主从结构中，一个设备被指定为总线主控，其他设备则是从设备，在主设备的控制下进行通信。

而对等结构中，各个设备之间平等地进行通信，没有特定的主控设备。

2. 协议现场总线系统使用特定的通信协议进行数据传输和设备控制。

常见的现场总线协议包括Modbus、Profibus、CAN等。

这些协议规定了数据传输的格式、通信方式和错误处理等细节，保证了各个设备之间的无缝通信。

3. 传感器传感器是现场总线系统中的重要组成部分，用于感知环境中的物理量并将其转换成电信号。

常见的传感器类型有温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。

通过连接到现场总线，传感器可以将采集到的数据发送给控制设备进行处理和分析。

4. 执行器执行器是现场总线系统中用于执行控制命令的设备，常见的类型有电动阀门、电动马达等。

通过现场总线，控制设备可以向执行器发送指令，实现对执行器的远程控制。

5. 通信速率现场总线的通信速率是指设备之间进行数据传输时的传输速度。

不同的现场总线系统支持的通信速率有所不同，常见的通信速率包括9600bps、115200bps等。

通信速率的选择应根据具体的应用需求和系统性能来确定，以保证稳定可靠的数据传输。

6. 系统配置现场总线系统的配置包括网络拓扑结构、设备连接方式和参数设置等。

网络拓扑结构可以是线性、树形、环形等不同形式，根据实际应用场景和设备布置进行合理选择。

设备连接方式可以是串行连接、并行连接或混合连接等。

参数设置包括设备地址、通信速率、超时时间等，设置合理的参数可以提高系统的通信效率和可靠性。

4几种典型的现场总线介绍4.1 ProfibusPROFIBUS是1987年，德国联邦科技部集中了13家公司的5个研究所的力量，按ISO/OSI参考模型制订的现场总线的德国国家标准，其主要支持者是德国西门子公司，并于1991年4月在DIN19245中发表，正式成为德国标准。

开始只有PROFIBUS－DP和PROFIBUS－FMS，1994年又推出了PROFIBUS－PA，它引用了IEC标准的物理层（IEC1158－2,1993年通过），从而可以在有爆炸危险的区域（EX）内连接本质安全型通过总线馈电的现场仪表，这使PROFIBUS更加完善。

PROFIBUS已于1996年3月15日批准为欧洲标准EN50170的第2卷。

①组成：PROFIBUS有三个部分组成：· PROFIBUS-FMS（Field Message Specification）主要是用来解决车间级通用性通讯任务。

可用于大范围和复杂的通讯。

总线周期一般小于100ms。

· PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）这是一种经过优化的高速和便宜的通信总线，它的设计是专门为自动控制系统与分散的I/O设备级之间进行通信使用的。

总线周期一般小于10ms。

图4 Profibus 的组成部分· Profibus-PA（Process Automation）是专门为过程自动化设计的，它可使传感器和执行器按在一根共用的总线上，甚至在本质安全领域也可接上。

根据IEC1158－2标准，PROFIBUS-PA用双线进行总线供电和数据通信。

图4为PROFIBUS组成说明，图5为PROFIBUS的应用范围。

PROFIBUS支持多主站通信（令牌方式）和主－从通信。

图5 Profibus 应用范围②协议结构Profibus协议结构是根据ISO7498国际标准以OSI作为参考模型的。

但省略了3～6层，同时又增加了服务层。

工控系统主流工业控制协议介绍工控系统是指用于监控和控制工业生产过程的自动化系统。

主流的工业控制协议有许多种类，下面我将介绍几种常见的工业控制协议。

1. Modbus协议，Modbus是一种串行通信协议，用于在工控系统中传输数据。

它是一种开放的通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。

Modbus协议包括Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP/IP等不同的变种，适用于不同的通信介质和网络环境。

2. Profibus协议，Profibus是一种用于工业自动化领域的现场总线通信协议。

它能够实现实时数据交换和设备控制，广泛应用于工业控制系统中。

Profibus协议包括Profibus DP（分布式外围设备）和Profibus PA（过程自动化）两种不同的变种，分别适用于不同的应用场景。

3. Ethernet/IP协议，Ethernet/IP是一种基于以太网的工业控制协议，它将工业控制和以太网技术相结合，实现了工控系统和企业网络的无缝连接。

Ethernet/IP协议广泛应用于工业自动化设备和控制系统之间的数据通信和设备控制。

4. Profinet协议，Profinet是一种用于工业自动化领域的以太网通信协议，它能够实现实时数据交换和设备控制，支持高性能的工业应用。

Profinet协议结合了以太网和实时通信技术，适用于各种工业控制和自动化应用场景。

除了上述介绍的几种主流工业控制协议外，还有许多其他的工业通信协议，如CANopen、DeviceNet、Modbus-RTU等，它们都在工业控制系统中发挥着重要的作用。

这些协议各有特点，适用于不同的应用场景，工程师需要根据具体的控制要求和系统架构选择合适的协议来实现工业控制和数据通信。

综上所述，工业控制协议在工控系统中扮演着至关重要的角色，它们的选择和应用对于工业自动化的发展和实现生产过程的高效控制具有重要意义。

现场总线知识点范文现场总线（Fieldbus）是工业自动化领域中的一种通信协议和技术，用于连接现场设备和控制系统，实现实时数据传输和控制命令传递。

本文将介绍现场总线的基本原理、应用领域、通信方式以及一些常用的现场总线协议。

一、现场总线的基本原理现场总线的基本原理是将传感器、执行器和控制器等现场设备通过一种共享的总线连接起来，形成一个分布式控制系统。

这些设备可以通过总线实时地传输数据，控制命令和参数设置等信息。

现场总线的基本组成部分包括总线通信介质、总线控制器、现场设备和连接器等。

总线通信介质可以是双绞线、光纤或者无线传输等，根据具体的应用场景选择。

总线控制器负责协调数据传输和通信方式的管理。

现场设备包括传感器、执行器和控制器等，通过总线与总线控制器进行通信。

连接器用于连接总线和现场设备、总线和总线控制器之间的通信。

二、现场总线的应用领域现场总线广泛应用于工业自动化领域，例如工厂自动化、能源管理、交通控制、楼宇自动化等。

以工厂自动化为例，现场总线可以用于连接传感器和控制器，实现对生产过程的监控和控制。

通过实时传输数据，可以及时捕捉到异常情况，提高生产效率和质量。

三、现场总线的通信方式现场总线的通信方式一般采用主从式通信或者对等式通信。

主从式通信中，总线控制器作为主节点，向从节点传输数据和指令，从节点负责接收和执行命令。

对等式通信中，各节点之间可以彼此之间传输数据和指令，实现分布式的控制和管理。

四、常用的现场总线协议1. Modbus：Modbus是一种常用的串行通信协议，支持点对点和多点通信，主要应用于工业自动化和建筑自动化等领域。

2. Profibus：Profibus是一种常用的现场总线协议，适用于不同的应用场景，例如过程自动化、离散自动化和制造自动化等。

3. DeviceNet：DeviceNet是一种基于CAN总线的现场总线协议，主要用于工厂自动化和机械控制等领域。

4. EtherNet/IP：EtherNet/IP是一种基于以太网的现场总线协议，实现了工业以太网的实时通信和控制功能，适用于工厂自动化和过程控制等应用场景。

现场总线种类及标准现场总线是用于过程控制现场仪表与控制室之间的一个标准的、开放的、双向的多站数字通信系统。

随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的发展，以全数字式现场总线（FIELDBUS）为代表的互联规范，正在迅猛发展和扩大。

由于采用现场总线将使控制系统结构简单，系统安装费用减少并且易于维护；用户可以自由选择不同厂商、不同品牌的现场设备达到最佳的系统集成等一系列的优点，现场总线技术正越来越受到人们的重视。

近十几年由于现场总线的国际标准不能建立，现场总线发展的种类较多，约有40余种：如德国西门子公司Siemens的ProfiBus，法国的FIP，英国的ERA，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。

现场总线的种类主要有：基金会现场总线FF；ProfiBus；WorldFIP；ControlNet/DeviveNet；CAN等1、基金会现场总线FF现场总线基金会包含100多个成员单位，负责制订一个综合IEC/ISA标准的国际现场总线。

它的前身是可互操作系统协议ISP（InterperableSystemProtocol）--基于德国的ProfiBis标准，和工厂仪表世界协议WORLD （WorldFactoryInstrumentationProtocol）--基于法国的FIP标准。

ISP和WORLDFIP于1994年6月合并成立了现场总线基金会。

现场总线技术概述现场总线技术（Fieldbus）是指在工业自动化系统中，用于连接现场设备和控制系统的一种通信协议和架构。

它通过将数据和控制命令从控制系统传输到现场设备，并将现场设备反馈的数据传输回控制系统，实现实时监控和控制。

现场总线技术的发展起源于20世纪80年代，旨在解决传统控制系统中布线复杂、成本高昂、可靠性低等问题。

与传统控制系统相比，现场总线技术具有可编程、分布式、开放性强等优点，是实现工业自动化和智能化的重要手段之一现场总线技术的核心是通信协议，常见的现场总线协议包括Profibus、Modbus、FOUNDATION Fieldbus、DeviceNet等。

这些协议定义了数据格式、通信速度、错误检测和纠正等通信规范，保证了不同设备之间的互通性和稳定性。

现场总线技术的架构通常由控制层、总线层和现场设备层组成。

控制层包括控制器和上位机，负责发送控制命令和接收反馈数据；总线层是控制器与现场设备之间的通信介质，包括总线线缆、连接器和信号转换设备；现场设备层包括传感器、执行器等各种设备，负责感知和执行现场操作。

现场总线技术在工业自动化中的应用广泛，涵盖了各个行业和领域。

它可以实现对现场设备的远程监控和控制，提高了系统的可靠性和灵活性。

同时，现场总线技术还可以对现场设备进行参数配置和诊断，减少了故障排除时间和维护成本。

然而，现场总线技术也存在一些挑战和限制。

首先，不同的现场总线协议之间，通常不能直接互联互通，需要通过网关或转换器进行数据的转换和交换。

其次，现场总线技术对硬件设备的要求较高，需要选择与总线兼容的设备进行接入。

此外，现场总线技术的通信速度相对较慢，对于一些对实时性要求较高的应用场景可能不够满足。

总的来说，现场总线技术是工业自动化领域的重要技术和工具，具有广泛的应用和发展前景。

随着工业互联网的兴起，现场总线技术将继续推动工业自动化向智能化、高效化的方向发展。