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Modbus TCP/IP在工业自动化中的应用 |
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| http://www.iianews.com 现场总线 2005年07月23日 |
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0 前言
Modbus是一种全开放，免费提供，非常容易理解和实施的协议，从70年代诞生以来，一直在不同的工作领域中得到广泛应用，是一种事实上工业标准。其主机/从机通信机理能很好地满足确定性的要求，这恰好与互联网的客户机/服务器的通信机理相对应。它与以太网TCP/IP结合，在TCP帖中嵌入Modbus信息帧，成为Modbus
TCP/IP，在工业自动化领域中，具有很高的性能价格比，是一种真正开放的理想解决方案，试验表明了它的有效性，应用案例已证明了它在实际应用中的价值。
Modbus可把“符号名”赋于不同的数据类型，可在应用程序中修改数据类型，而且几乎不产生负面影响。Modbus尽管历史悠久，但应用灵活，能跟上时代的发展，满足网络通信发展提出的各种新要求，如SEMI（半导体芯片）制造行业要求一个全开放和透明的解决方案，Modbus
TCP/IP仅采用一个新的功能代码“91”，使用级别，实例，牲码号改变数据。完全满足SEMI传感器总线有效传输数据的有关要求，该功能代码“91”的定义可查阅网站（http://www.modicon.com）
1 传输速率进行对比试验
以太网作为现场总线使用时，首先应在性能和传输速率上满足客户的控制要求，因此施耐德按实际应用的要求，对Modbus
TCP/IP的传输速率与现场总线的传输速率进行了对比试验；试验结果证明10M的自适应以太网的Modbus
TCP/IP的通信速率与现场总线（Interbus和Modbus+）的通信速率大致相同，见表1。试验是在一个国际快递公司进行的，施耐德的PLC分别连接10、20、30、40台Momentum的远程分布式I/O块，数据和长度为输入一个字/输出一个字，采用基于吞吐量方式测量时间，即测量处理器处理的整个过程的时间，包括读一个物理输入，扫描时间，然后写到一个物理输出口。施耐德在酒钢2号高炉使用了100M交换式以太网，4000多个I/O点，采用Modbus
TCP/IP,网络速度远远高于传统的现场总线系统。
单从网络的通信速率进行比较，多少还带有片面性，应从以太网和现场总线两类网络的不同特性，编程性能，网络对设备类型的可连接性，网络的可伸缩性，（支持设备的台数）以及最大的传输距离等指标作进一步比较。采用Modbus
TCP/IP，既可用作控制，又可传输文件，两者兼可，使传输文件和实现控制功能两个轮子同时运转。如采用10/100M自适应以太网，10M作I/O控制，100M作PLC通信，无论从运行速度，性能和投资上看，施耐德的“透明工厂”（基于Modbus
TCP/IP）的解决方案要优越于各类现场总线的解决方案。
2 开发“透明工厂”应用
“透明工厂”施耐德电气公司的一个注册商标，是基于Modbus
TCP/IP实现工业自动化具有可伸缩性和高性能价格比的一种解决方案，节点数范围在10~10000之间，以太网的结构可以是一个简单的I/O网络，也可以是复杂的高档计算机网络。工业自动化使用网络技术时，首先应考虑网络的规模和投资费用，也要考虑网络维护工具的方便和实用性。对于种类繁多的现场总线，客户多少有点神秘感觉，而当今，大家都已知道以太网和网卡，熟悉互联网和PC机，单从这一点讲，客户对工业以太网多少有亲切感。因具有明显的优越性。
4年前，当我们承担一个新建的汽车制造厂的自动化项目的时，非常大胆地转向开发和使用工业以太网技术的解决方案，因为我们正处于试验阶段，一些供应商和客户还对工业以太网或多或少持有怀疑的态度，因而，在总体结构中局部还使用Interbus现场总线。然而，这个基于Modbus
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点通
