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通訊與網路

何謂通訊與網路

→ 利用電氣設備作資訊的溝通及交換的方式

→ 通訊的過程中所經由的路線

1 硬體 → 通訊介面 / 通訊線
2 軟（韌）體 → 通訊協定（protocal）

工業通信網路是指在工業環境的自動化控制及程序控制中應用在通信的相關元件及技術。工業控制網路與一般通訊網路，如果就使用傳輸信號而言，它們是相同的，但就產品本身之特性則有非常大的差別，工業控制網路設備需要適應於複雜嚴苛的工業現場環境，如溫度、濕度或是電磁干擾，更包括安裝規模、資料精確度、穩定性、安全性和建構成本等。

舉例說明，比方在廣大的作業現場，許多不同的設備（如乾燥機或油槽）散落在各處，監控這些設備的狀態（壓力、溫度、油位）最有效率的方法就是使用網路通信模組連結，這時每一套設備被視為一個節點，逐一檢測各設備的狀態並加以記錄，一旦壓力比設定點高或低時，模組可以立即將此訊息傳送至廠務監控系統FMCS（Facility Management Control System），達到即時性的狀態更新，同時使監測的任務以安全為前提同時符合成本效益的方式完成。

目前並沒有任何一種工業通信技術能夠滿足所有應用需求，在工業網路的進化過程中，開發出不少僅針對特定目標應用的專有技術，導致市場出現混亂，難以斷定那一種技術才是最佳的工業網路解決方案。為了整頓市場秩序，各個不同的標準制定組織聯合起來，共同制定專供工業用的網路介面和技術標準，一般稱之為專業匯流排（Field Bus)。這個標準化的最大好處是在不同供應商的設備間可提供互通性，當中只涉及最少的安裝改動此外，這些組織還特別針對不同的應用而建立了不少標準，常見的工業通信標準包括 Modbus、 Ethernet IP、ProfiBus、DeviceNet…等。
儘管現時難以定論哪一種工業通信標準最適合工業網路，但撇開此問題不談，更重要的是相關設定可能只適用於某一種安裝，而每一種安裝都會有其適合的拓撲（硬體分佈配置）。換句話說，同一種設備在某情況下須要進行星狀（Star）配置，但在另一情況下時則可能是備援環狀（Redundant Ring），而這個決定須取決於很多因素，包括通訊協定特性、安裝規模、環境、設備、安全性和成本等。

ModBus 是一種串列通信協定（serial communication），由 Modicon 公司於 1979 年，為自己所生產的 PLC（可程式邏輯控制器）所開發的通訊協定。它具有標準化、免費使用、採開放式架構的特性，而且廣泛地被工業自動化產業所使用，透過 Modbus 可以容易的將其他各種設備的整合在一起。
Modbus 協議目前主要存在用於 Modbus RTU 、 Modbus ASCII 和 Modbus TCP / IP的版本。
Modbus 協議是一個主 / 從協議。一對多（一個主站 Master 對多個子站 Slaver）每一個子設備都有一個唯一的地址。在一個數據鏈路上最多能連接 247 個地址（設備），通信距離最長 1200M，只有被指定主站的節點可以啟動一個命令（在乙太網上，任何一個設備都能發送一個 Modbus 命令，但是通常也只有一個主節點設備啟動指令）。
一個 ModBus 命令包含了打算執行的設備的 Modbus 地址。
所有設備都會收到命令，但只有指定位置的設備會執行及回應指令 MODBUS TCP / IP 是提供 Modbus 串列式通訊協定的乙太網路，兩者之間的差異在於串列式協定需要計算校驗，和以做為確認資料的方式，而乙太網路版本則無須如此。

P.S. 本司之乾燥機以 Modbus RTU 通訊協定為標準通信配置。

PROFIBUS 是一個用在自動化技術的現場匯流排標準，在 1987 年由德國西門子等十四家公司及五個研究機構所推動，ProfiBus 是程式匯流排網路（PROcess FIeld BUS）的簡稱。
ProfiBus 是一種多主站系統，可以實現多個控制、配置或可視化系統在一條總線上相互操作。擁有訪問權的主站無需外部請求就可以發送數據。而從站是一種被動設備，不享有總線訪問權。從站只能對接收到的消息進行確認，或者在主站請求時進行發送。在一個數據鏈路上最多能連接 126 個地址（設備）。
電路層即為 RS – 485 標準的改良版，它增加多項要求以提高資料傳輸效能。

DeviceNet 是由美國的 Allen – Bradley 公司在 1994 年開發的一種標準串列通訊協定。
DeviceNet 是架構於 CAN Bus 上的一種標準串列通由於其擁有安全、快速及抗雜訊等多項優越特性，已在工業通訊網路上大量的使用；它支援分散式的即時控制有效地收集遠端設備如感測器或電磁閥等的狀態，提供控制端一個整合性且即時性的資料；另外，省配線特性可以有效降低佈線的成本及時間，相對也簡化佈線時的複雜度及減少錯誤發生；DeviceNet 更有一種獨特的仲裁機制，是當兩個以上的節點同時發出訊息時遠端並不會收到錯誤資料，以保護資料安全，而且會有一個封包正確地送達目的端，不會兩方同時退回等待；每 DeviceNet 網路最多可連接達 64 個設備。

EtherNet / IP 是由洛克威爾自動化公司開發的工業以太網通訊協定，可應用在程序控制及其他自動化的應用中，是通用工業協定（CIP）中的一部份。
每一個網路節點都有其獨一無二的乙太網。所以所有的網路裝置，都擁有獨一無二（不重覆）的網路位址。IP Address（Internet Protocol Address 網際網路位址）是用來作為識別網路上主機的唯一位址，就如同人們的住址一樣，網路上的資料就是靠 IP 才能順利找到目的地。