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通讯与网络

什么是通讯与网络

→ 利用电气设备作信息的沟通及交换的方式

→ 通讯的过程中所经由的路线

1 硬件 → 通信接口 / 通信线
2 软（韧）体 → 通信协议（protocal）

工业通信网络是指在工业环境的自动化控制及程序控制中应用在通信的相关元件及技术。工业控制网络与一般通讯网络，如果就使用传输信号而言，它们是相同的，但就产品本身之特性则有非常大的差别，工业控制网络设备需要适应于复杂严苛的工业现场环境，如温度、湿度或是电磁干扰，更包括安装规模、资料精确度、稳定性、安全性和建构成本等。

举例说明，比方在广大的作业现场，许多不同的设备（如干燥机或油槽）散落在各处，监控这些设备的状态（压力、温度、油位）最有效率的方法就是使用网络通信模块连结，这时每一套设备被视为一个节点，逐一检测各设备的状态并加以记录，一旦压力比设定点高或低时，模块可以立即将此讯息传送至厂务监控系统FMCS（Facility Management Control System），达到实时性的状态更新，同时使监测的任务以安全为前提同时符合成本效益的方式完成。

目前并没有任何一种工业通信技术能够满足所有应用需求，在工业网络的进化过程中，开发出不少仅针对特定目标应用的专有技术，导致市场出现混乱，难以断定那一种技术才是最佳的工业网络解决方案。为了整顿市场秩序，各个不同的标准制定组织联合起来，共同制定专供工业用的网络接口和技术标准，一般称之为专业总线（Field Bus)。这个标准化的最大好处是在不同供应商的设备间可提供互通性，当中只涉及最少的安装改动此外，这些组织还特别针对不同的应用而建立了不少标准，常见的工业通信标准包括 Modbus、 Ethernet IP、ProfiBus、DeviceNet…等。
尽管现时难以定论哪一种工业通信标准最适合工业网络，但撇开此问题不谈，更重要的是相关设定可能只适用于某一种安装，而每一种安装都会有其适合的拓扑（硬件分布配置）。换句话说，同一种设备在某情况下须要进行星状（Star）配置，但在另一情况下时则可能是备援环状（Redundant Ring），而这个决定须取决于很多因素，包括通讯协议特性、安装规模、环境、设备、安全性和成本等。

Modbus 是一种串行通信协议（serial communication），由 Modicon 公司于 1979 年，为自己所生产的 PLC（可程式逻辑控制器）所开发的通讯协议。它具有标准化、免费使用、采开放式架构的特性，而且广泛地被工业自动化产业所使用，透过 Modbus 可以容易的将其他各种设备的整合在一起。
Modbus 协议目前主要存在用于 Modbus RTU 、 Modbus ASCII 和 Modbus TCP / IP的版本。
Modbus 协议是一个主 / 从协议。一对多（一个主站 Master 对多个子站 Slaver）每一个子设备都有一个唯一的地址。在一个数据链路上最多能连接 247 个地址（设备），通信距离最长 1200M，只有被指定主站的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个设备都能发送一个 Modbus 命令，但是通常也只有一个主节点设备启动指令）。
一个 ModBus 命令包含了打算执行的设备的 Modbus 地址。
所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令 MODBUS TCP / IP 是提供 Modbus 串列式通讯协定的乙太网络，两者之间的差異在于串列式协定需要计算校验，和以做为确认资料的方式，而乙太网络版本则无须如此。

P.S. 本司之干燥机以 Modbus RTU 通讯协议为标准通信配置。

PROFIBUS 是一个用在自动化技术的现场总线标准，在 1987 年由德国西门子等十四家公司及五个研究机构所推动，ProfiBus 是程式总线网络（PROcess FIeld BUS）的简称。
ProfiBus 是一种多主站系统，可以实现多个控制、配置或可视化系统在一条总线上相互操作。拥有访问权的主站无需外部请求就可以发送数据。而从站是一种被动设备，不享有总线访问权。从站只能对接收到的消息进行确认，或者在主站请求时进行发送。在一个数据链路上最多能连接 126 个地址（设备）。
电路层即为 RS – 485 标准的改良版，它增加多项要求以提高资料传输效能。

DeviceNet 是由美国的 Allen – Bradley 公司在 1994 年开发的一种标准串列通讯协定。
DeviceNet 是架构于 CAN Bus 上的一种标准串列通由于其拥有安全、快速及抗杂讯等多项优越特性，已在工业通讯网络上大量的使用；它支援分散式的即时控制有效地收集远端设备如感测器或电磁阀等的状态，提供控制端一个整合性且即时性的资料；另外，省配线特性可以有效降低布线的成本及时间，相对也简化布线时的复杂度及减少错误发生；DeviceNet 更有一种独特的仲裁机制，是当两个以上的节点同时发出讯息时远端并不会收到错误资料，以保护资料安全，而且会有一个封包正确地送达目的端，不会两方同时退回等待；每 DeviceNet 网络最多可连接达 64 个设备。

EtherNet / IP 是由罗克韦尔自动化公司开发的工业以太网通讯协定，可应用在程序控制及其他自动化的应用中，是通用工业协定（CIP）中的一部份。
每一个网络节点都有其独一无二的乙太网。所以所有的网络装置，都拥有独一无二（不重覆）的网络位址。IP Address（Internet Protocol Address 网际网路位址）是用