Industrial Automation 通信协议简介及应用概述

工业通讯设备在现代工业中扮演着至关重要的角色，它们不仅连接了机器与机器，还实现了信息的高速传输，从而为生产过程提供了必要的数据支持。今天，我们将深入探讨Industrial Automation（工业自动化）通信协议及其简介及应用概述。

1. Industrial Automation 通信协议简介

Industrial Automation 是指利用自动化技术对整个工厂或企业进行控制和管理的一种方法。它依赖于复杂的网络系统来交换数据，确保各个部分协同工作以提高效率和减少错误。在这些网络中，通信协议起着关键作用，它定义了如何正确地发送、接收和解释数据。

2. 通信协议类型

工业通讯设备使用多种不同的通信协议，这些协议可以分为几大类：

a. 基础设施层（物理层）

基础设施层负责提供物理路径供其他层次使用。这包括电缆、光纤等硬件，以及它们如何被配置以传输信号。

b. 网络层（链路层）

网络层负责将数据包从一台设备发送到另一台设备，并确保它们按正确顺序到达目的地。这通常涉及MAC地址以及帧格式。

c. 会话层（会话控制）

会话层处理建立、维护和终止之间设备之间的连接。它还处理流量控制，以防止任何一个参与者过度占用带宽。

d. 表示層/傳輸層

表示層/傳輸層負責確保數據能夠通過網絡安全有效地傳送給接收方，這包括資料壓縮、錯誤檢測與修復等功能。

e. 應用層

應用層處理最高級別的人機互動，例如文件傳遞協議FTP, Telnet 等。此外，這裡還有對工業自動化系統所需特定協議，如Modbus, Profibus 和 DeviceNet 的實施。

3. 应用概述：Modbus 与其变体

在众多用于Industrial Automation 的通信协议中，有两个最受欢迎的是Modbus-RTU 和 Modbus-TCP，他们是由美国国防部标准(DOD)组织开发出来面向军事环境需求而设计的一个简单、高效且广泛适用的通讯标准系统，后来逐渐被广泛应用于各种行业领域如水务、暖气供应业、制造业等，其中尤其是建筑物自动化控制系统中使用得最为频繁。在这两种类型之外还有其他一些更专门针对特定应用场景设计出更多变体，比如 Modicon 的MODBUS Plus (MP) 协议，它是一种点对点总线型架构，可以承载更多数量的节点并支持更高速率，而BACnet 协议则主要针对于建筑环境中的 HVAC 控制系统设计，同时也可用于照明控制等任务上另外还有Profibus-DP与DeviceNet这两者都是基于因特网技术但具有很好的实时性要求同时还要兼顾灵活性这样就能够满足不同用户需求，当然每一种都有其独有的优势和局限性，在选择时需要根据实际情况进行权衡分析。