工业中的现场总线你懂吗？图文各类总线常识,modbus协议。

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在工业的发展中，现场总线起着非常主要的浸染，紧张运用于石油、化工、电力、医药、冶金、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域。

本日就给大家先容一下modbus通信协议，profibus、FF、CAN总线等几种现场总线。

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Modbus通信协议

（图片来自网络侵删）

Modbus的起源和发展

Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是环球第一个真正用于工业现场的总线协议。

为更好地遍及和推动Modbus在基于以太网上的分布式运用，目前施耐德公司已将Modbus协议的所有权移交给IDA（Interface for Distributed Automation，分布式自动化接口）组织，并成立了Modbus-IDA组织，为Modbus今后的发展奠定了根本。
在中国，Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008。
据不完备统计：截止到2007年，Modbus的节点安装数量已经超过了1000万个。

Modbus的运用

运用于电子掌握器上的一种通用措辞。
通过此协议，掌握器相互之间、掌握器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。

当在同一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个掌握器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的，决定要产生何种行动。

此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。
许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在利用。

Modbus的特点

标准、开放，用户可以免费、放心地利用Modbus协议，不须要交纳容许证费，也不会陵犯知识产权。
目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。

Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。

Modbus的帧格式大略、紧凑，普通易懂。
用户利用随意马虎，厂商开拓大略。

FF现场总线

什么是FF现场总线？

基金会现场总线，即FoudationFieldbus，简称FF。
它以ISO/OSI开放系统互连模型为根本，取其物理层、数据链路层、运用层为FF通信模型的相应层次，并在运用层上增加了用户层。

FF现场总线的特点

基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。
H1的传输速率为 3125Kbps,通信间隔可达 1900m (可加中继器延长),可支持总线供电，支持实质安全防爆环境。
H2的传输速率为 1Mbps和 2.5Mbps两种，其通信间隔为750m和500m。

物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。
其物理媒介的传输旗子暗记采取曼彻斯特编码，每位发送数据的中央位置或是正跳变，或是负跳变。
正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的韶光同步。
吸收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中央位置精确定位。

PROFIBUS

PROFIBUS的由来

PROFIBUS是过程现场总线（Process Field Bus ）的缩写，Profibus是联邦德国于九十年代初制订的国家工业现场总线协议标准，代号DIN19245，由十三家工业企业及五家研究所经由两年多的韶光完成。

1996年经欧洲电工委员会批准被列为欧洲标准EN50170。
根据欧洲标准化规则，EN50170于当年自动地在法律上得到欧洲所有国家标准化机构的认可。
德国注销了原有的PROFIBUS国家标准DIN19245，以EN50170取而代之。

从现在起，欧洲所有公开的招标都是在EN50170的根本上进行的.EN50170在保护投资方面为生产厂家和用户供应了一个最高的标准。
PROFIBUS 供应一个从传感器直至管理层的透明网络。
正由于如此，PROFIBUS 可以在许多方面——从汽车工业、机器制造业、食品工业、运输业直到环保工程等，得到运用。

PROFIBUS的特点

最大传输信息长度为255B，最大数据长度为244B，范例长度为120B。

网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。

传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6Kb/s到12Mb/s不等。

站点数取决于旗子暗记特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），最多127个站点带转发器。

传输介质为屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。

当用双绞线时，传输间隔最长可达9.6km，用光纤时，最大传输长度为90km。

传输技能为DP和FMS的RS-485传输、PA的IEC1158-2传输和光纤传输。

采取单一的总线方位协议，包括主站之间的令牌通报与从站之间的主从办法。

数据传输做事包括循环和非循环两类。

PROFIBUS的运用

现场设备层

紧张功能是连接现场设备，如分散式I/O、传感器、驱动器、实行机构、开关灯设备，完成现场设备掌握及设备间连锁掌握。
主站卖力总线通信管理及所有从站的通信。

车间监控层

如一个车间三条生产线主掌握器之间的连接，完成车间级设备监控。
车间级监控包括生产设备状态在线监控、设备故障报警及掩护等。
常日还具有诸如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。
车间级监控常日要设立车间监控室，在操作员事情站及打印设备上。
车间级监控网络可采取Profibus-FMS，它是一个多主网络，在这一级，数据传输速率不是最主要的，而是要能够传送大容量信息。

工厂管理层

车间操作员事情站可通过集线器与车间办公管理网连接，将车间生产数据送到车间管理层。
车间管理网作为主网的一个子网，通过交流机、网桥或路由器等连接到厂区骨干网上，将车间数据集成到工厂管理层。

CAN总线

CAN总线的由来

CAN是德国BOSCH及几个半导体集成电路制造商开拓出来的，起初是专为汽车工业所设计的，用于汽车内部丈量与实行部件之间的数据通信，目前，己推广运用于离散领域，并已由ISO/TC22技能委员会批准为国际标准IS011898(通信速率1 Mbps)和IS011519 (通信速率1251cbps )。

CAN总线技能特点

采取的通信传输介质为双绞线，通信速率最高可达1 Mbps/40m，直接传输间隔最远可达10km/50kbps。
可挂接设备最多可达110个。

CAN的旗子暗记传输采取短帧构造，每一帧有效字节数最长为8个，因而传输韶光短，受滋扰的概率低。

CAN支持多主站事情办法。
网络上任何节点均可在任何韶光主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播办法接管/发送数据。
它采取总线仲裁技能，当涌现几个节点同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可连续发送数据，而优先级低的节点则主动停滞发送，从而避免了总线冲突。

CAN总线的运用

CAN总线在工控领域紧张利用低速-容错CAN即ISO11898-3标准，在汽车领域常利用500Kbps的高速CAN。

某入口车型拥有，车身、舒适、多媒体等多个掌握网络，个中车身掌握利用CAN网络，舒顺应用LIN网络，多媒体利用MOST网络，以CAN网为主网，掌握发动机、变速箱、ABS等车身安全模块，并将转速、车速、油温等共享至全车，实现汽车智能化掌握，如高速时自动锁闭车门，安全气囊弹出时，自动开启车门等功能。