5種工業(yè)通訊協(xié)議：1、Modbus協(xié)議，是應用于電子控制器上的一種通用語言；2、RS-232協(xié)議，是一種串行物理接口標準；3、RS-485協(xié)議，是在RS232的基礎上發(fā)展來的；4、HART協(xié)議，是一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設備之間的通信協(xié)議；5、MPI協(xié)議，是一個跨語言的通訊協(xié)議，用于編寫并行計算機。

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工業(yè)通信協(xié)議是指工業(yè)控制領域的雙方實體完成通信或服務所必須遵循的規(guī)則和約定。

5種工業(yè)通訊協(xié)議：modbus通訊協(xié)議 、RS-232通訊協(xié)議、RS-485通訊協(xié)議 、HART通訊協(xié)議、MPI通信

Modbus通訊協(xié)議

Modbus協(xié)議最初由Modicon公司開發(fā)出來，在1979年末該公司成為施耐德自動化部門的一部分，現(xiàn)在Modbus已經是工業(yè)領域全球最流行的協(xié)議。此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、RS-422、RS-485和以太網設備。

由于modbus協(xié)議是完全公開透明的，所需的軟硬件又非常簡單，這就使它成為了一種通用的工業(yè)標準。許多工業(yè)設備，包括PLC，DCS，智能儀表等都在使用Modbus協(xié)議作為他們之間的通訊標準。有了它，不同廠商生產的控制設備可以連成工業(yè)網絡，進行集中監(jiān)控。

特點

　　Modbus 協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業(yè)標準。此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。

　　modbus通訊協(xié)議是一種主從式異步半雙工通信協(xié)議，采用主從式通訊結構，可以使一個主站對應多個從站進行雙向通信。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程，如何回應來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。

　　Modbus協(xié)議包括ASCII、RTU等通訊方式，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。標準的Modicon控制器使用RS232C實現(xiàn)串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結構、命令和就答的方式，數(shù)據(jù)通訊采用主-從方式，主站發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息，從站接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主站以響應請求；主站也可以直接發(fā)消息修改從站的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)雙向讀寫。

　　當在一Modbus網絡上通信時，此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網絡上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉換為在此網絡上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據(jù)具體的網絡解決節(jié)地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。

　　當在網絡上通信時，Modbus協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成應答并使用Modbus協(xié)議發(fā)送給詢問方。

　　Modbus協(xié)議需要對數(shù)據(jù)進行校驗，串行協(xié)議中除有奇偶校驗外，ASCII模式采用LRC校驗，RTU模式采用16位CRC校驗。另外，Modbus采用主從方式定時收發(fā)數(shù)據(jù)，在實際使用中如果某從站點斷開后（如故障或關機），主端可以診斷出來，而當故障修復后，網絡又可自動接通。因此，Modbus協(xié)議的可靠性較好。

Modbus與OSI參考模型

Modbus之ASCII通訊方式

RS-232通訊協(xié)議

RS-232是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA（ElectronicIndustry AssociaTIon）制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號通常。RS-232 接口以9個引腳 （DB-9） 或是25個引腳（DB-25） 的型態(tài)出現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組RS-232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2 。

RS-232接口

　　RS-232標準設有25條信號線和9條信號線兩種，包括一個主通道和一個輔助通道。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。

傳輸速率

　　RS-232標準規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特率。

遠程通信連接數(shù)據(jù)終端

　　RS-232標準最初是遠程通信連接數(shù)據(jù)終端設備（DTE）數(shù)據(jù)通信設備（DCE）而制定的。因此這個標準的制定，并未考慮計算機系統(tǒng)的應用要求。但目前它又廣泛地被借來用于計算機（更準確的說，是計算機接口）與終端或外設之間的近端連接標準。顯然，這個標準的有些規(guī)定及和計算機系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了解，我們對RS-232C標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。

RS-232缺點 ：

　?。?）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。

　?。?）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率≤20Kbps。

　　（3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

　　（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺（實際≤15米）。

RS-485通訊協(xié)議

RS-485標準是在RS232的基礎上發(fā)展來的，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。

RS-485的電氣特性：

　　邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號電平比RS-232降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

傳播速率：

　　RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps

RS-485接口：

　　是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。

波特率：

　　1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、125K

通信接口方式：

　　RS485接口：異步，半雙工，串行

缺點：

　　很多情況下，連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患共模干擾問題：RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。

HART協(xié)議

HART（HighwayAddressable Remote Transducer），可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議，是美國ROSEMOUNT公司于1985年推出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設備之間的通信協(xié)議。 HART裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應時間的通信，經過10多年的發(fā)展，HART技術在國外已經十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準。

HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數(shù)字信號進行雙向數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小，保證了與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送，在需要的情況下，另外的測量、過程參數(shù)、設備組態(tài)、校準、診斷信息通過HART協(xié)議訪問。

通信模型：

MPI通訊協(xié)議

MPI是一個跨語言的通訊協(xié)議，用于編寫并行計算機。支持點對點和廣播。MPI的目標是高性能，大規(guī)模性，和可移植性。MPI在今天仍為高性能計算的主要模型。

MPI協(xié)議，其英文全名為MulTI-point-Interface。在PLC之間可組態(tài)為主／主協(xié)議或主／從協(xié)議．如何操作依賴于設備類型：如果控制站都是s7—300／400系列PLC，那么就建立主／主連接關系，因為MPI協(xié)議支持多主站通訊，所有的s7—300 CPU都可配置為網絡主站，通過主／主協(xié)議可以實現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)交換。如果某些控制站是s7—200系列PLC，則可以建立主／從連接關系，因為s7—200 CPU是從站，用戶可以通過網絡指令實現(xiàn)s7—300 CPU對s7200 CPU的數(shù)據(jù)讀寫操作。