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⼯业上的⼏种通讯协议

每个仪表都有⾃⼰独特的通讯协议，常见的有modbus通讯协议、RS-232通讯协议、RS-485通讯协议、HART通讯协议等
等，那么这些通讯协议究竟是怎么⼯作的，有哪些优缺点呢？本⽂将重点介绍⽬前常见的⼏种通讯协议！帮助仪表⼈学习。

通讯协议：⼜称通信规程，是指通讯双⽅对数据传送控制的⼀种约定。约定中包括对数据格式，同步⽅式，传送速度，传送步
骤，检纠错⽅式以及控制字符定义等问题做出统⼀规定，通信双⽅必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。

常⽤的仪表通讯协议有：

modbus通讯协议

RS-232通讯协议

RS-485通讯协议

HART通讯协议。

MPI通信

串⼝通信

PROFIBUS通信

⼯业以太⽹

ASI通信

PPI通信

远程⽆线通信

TCP

UDP

S7

profibus

pofinet

MPI

PPI

Profibus-DP

Devicenet

Ethernet

Modbus通讯协议1

Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在1979年末该公司成为施耐德⾃动化部门的⼀部分，现在Modbus已经是⼯业领

域全球最流⾏的协议。此协议⽀持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太⽹设备。

由于modbus协议是完全公开透明的，所需的软硬件⼜⾮常简单，这就使它成为了⼀种通⽤的⼯业标准。许多⼯业设备，包括
PLC，DCS，智能仪表等都在使⽤Modbus协议作为他们之间的通讯标准。有了它，不同⼚商⽣产的控制设备可以连成⼯业⽹
络，进⾏集中监控。

特点

Modbus协议是应⽤于电⼦控制器上的⼀种通⽤语⾔。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由⽹络（例如以太⽹）和其它
设备之间可以通信。它已经成为⼀通⽤⼯业标准。此协议定义了⼀个控制器能认识使⽤的消息结构,⽽不管它们是经过何种⽹
络进⾏通信的。
modbus通讯协议是⼀种主从式异步半双⼯通信协议，采⽤主从式通讯结构，可以使⼀个主站对应多个从站进⾏双向通信。它
描述了⼀控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来⾃其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内
容的公共格式。

Modbus协议包括ASCII、RTU等通讯⽅式，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使⽤的消息结构，⽽不管它
们

是经过何种⽹络进⾏通信的。标准的Modicon控制器使⽤RS232C实现串⾏的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消
息、数据的结构、命令和就答的⽅式，数据通讯采⽤主-从⽅式，主站发出数据请求消息，从站接收到正确消息后就可以发送
数据到主站以响应请求；主站也可以直接发消息修改从站的数据，实现双向读写。

主/从原理

当在⼀Modbus⽹络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产⽣何种⾏
动。如果需要回应,控制器将⽣成反馈信息并⽤Modbus协议发出。在其它⽹络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此⽹络上
使⽤的帧或包

结构。这种转换也扩展了根据具体的⽹络解决节地址、路由路径及错误检测的⽅法。

当在⽹络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产⽣何种⾏
动。如果需要回应，控制器将⽣成应答并使⽤Modbus协议发送给询问⽅。

Modbus协议需要对数据进⾏校验，串⾏协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采⽤LRC校验，RTU模式采⽤16位CRC校验。另
外，Modbus采⽤主从⽅式定时收发数据，在实际使⽤中如果某从站点断开后（如故障或关机），主端可以诊断出来，⽽当故
障修复后，⽹络⼜可⾃动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。

Modbus与OSI参考模型

Modbus之ASCII通讯⽅式

数据帧

⼴播模式（只⽤于写操作）

⾮⼴播模式

Modbus之RTU通讯⽅式

RS-232通讯协议2

RS-232是美国电⼦⼯业协会EIA（ElectronicIndustryAssociation）制定的⼀种串⾏物理接⼝标准。RS是英⽂“推荐标准”的缩
写，232为标识号通常。RS-232接⼝以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现，⼀般个⼈计算机上会有两组RS-
232接⼝，分别称为COM1和COM2。

RS-232接⼝

RS-232标准设有25条信号线和9条信号线两种，包括⼀个主通道和⼀个辅助通道。在多数情况下主要使⽤主通道，对于⼀般
双⼯通信，仅需⼏条信号线就可实现，如⼀条发送线、⼀条接收线及⼀条地线。

传输速率

RS-232标准规定的数据传输速率为50、75、100、150、300、600、