每個儀表都有自己獨特的通訊協(xié)議，常見的有modbus通訊協(xié)議 、RS-232通訊協(xié)議、RS-485通訊協(xié)議 、HART通訊協(xié)議等等，那么這些通訊協(xié)議究竟是怎么工作的，有哪些
優(yōu)缺點呢？本文將重點介紹目前常見的幾種通訊協(xié)議！幫助儀表人學習。
通訊協(xié)議：又稱通信規(guī)程，是指通訊雙方對數據傳送控制的一種約定。約定中包括對數據格式，同步方式，傳送速度，傳送步驟，檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)
一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守，它也叫做鏈路控制規(guī)程。
常用的儀表通訊協(xié)議有：
·modbus通訊協(xié)議
·RS-232通訊協(xié)議
·RS-485通訊協(xié)議
·HART通訊協(xié)議。
·MPI通信
·串口通信
·PROFIBUS通信
·工業(yè)以太網
·ASI通信
·PPI通信
·遠程無線通信
·TCP
·UDP
·S7
·profibus
·pofinet
·MPI
·PPI
·Profibus-DP
·Devicenet
·Ethernet
Modbus通訊協(xié)議1
Modbus協(xié)議最初由Modicon公司開發(fā)出來，在1979年末該公司成為施耐德自動化部門的一部分，現在Modbus已經是工業(yè)領域全球最流行的協(xié)議。此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、
RS-422、RS-485和以太網設備。
由于modbus協(xié)議是完全公開透明的，所需的軟硬件又非常簡單，這就使它成為了一種通用的工業(yè)標準。許多工業(yè)設備，包括PLC，DCS，智能儀表等都在使用Modbus協(xié)議作
為他們之間的通訊標準。有了它，不同廠商生產的控制設備可以連成工業(yè)網絡，進行集中監(jiān)控。
特點
Modbus 協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議,控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業(yè)標準。
此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結構,而不管它們是經過何種網絡進行通信的。
modbus通訊協(xié)議是一種主從式異步半雙工通信協(xié)議，采用主從式通訊結構，可以使一個主站對應多個從站進行雙向通信。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程,如何回
應來自其它設備的請求,以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。
Modbus協(xié)議包括ASCII、RTU等通訊方式，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。標準的Modicon控制
器使用RS232C實現串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數據的結構、命令和就答的方式，數據通訊采用主-從方式，主站發(fā)出數據請求消息，從站接收到
正確消息后就可以發(fā)送數據到主站以響應請求；主站也可以直接發(fā)消息修改從站的數據，實現雙向讀寫。
主/從原理
當在一Modbus網絡上通信時,此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址,識別按地址發(fā)來的消息,決定要產生何種行動。如果需要回應,控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網絡上,包含了Modbus協(xié)議的消息轉換為在此網絡上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據具體的網絡解決節(jié)地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。
當在網絡上通信時，Modbus協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成應答并使用Modbus協(xié)議發(fā)送給詢問方。
Modbus協(xié)議需要對數據進行校驗，串行協(xié)議中除有奇偶校驗外，ASCII模式采用LRC校驗，RTU模式采用16位CRC校驗。另外，Modbus采用主從方式定時收發(fā)數據，在實際使用中如果某從站點斷開后（如故障或關機），主端可以診斷出來，而當故障修復后，網絡又可自動接通。因此，Modbus協(xié)議的可靠性較好。
Modbus與OSI參考模型
Modbus之ASCII通訊方式Modbus之ASCII通訊方式
數據幀
廣播模式（只用于寫操作）
非廣播模式
Modbus之RTU通訊方式
RS-232通訊協(xié)議2
RS-232是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA（ElectronicIndustry Association）制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號通常。RS-232 接口以9個引腳
(DB-9) 或是25個引腳(DB-25) 的型態(tài)出現，一般個人計算機上會有兩組RS-232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2 。
RS-232接口
RS-232標準設有25條信號線和9條信號線兩種，包括一個主通道和一個輔助通道。在多數情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如一條發(fā)送
線、一條接收線及一條地線。
傳輸速率
RS-232標準規(guī)定的數據傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特率。
遠程通信連接數據終端
RS-232標準最初是遠程通信連接數據終端設備（DTE）數據通信設備（DCE）而制定的。因此這個標準的制定，并未考慮計算機系統(tǒng)的應用要求。但目前它又廣泛地被借來用
于計算機（更準確的說，是計算機接口）與終端或外設之間的近端連接標準。顯然，這個標準的有些規(guī)定及和計算機系統(tǒng)是不一致的，甚至是相矛盾的。有了對這種背景的了
解，我們對RS-232C標準與計算機不兼容的地方就不難理解了。
“發(fā)送”和“接收”
RS-232標準中所提到的“發(fā)送”和“接收”，都是站在DTE立場上，而不是站在DCE的立場來定義的。由于在計算機系統(tǒng)中，往往是CPU和I/O設備之間傳送信息，兩者都是
DTE，因此雙方都能發(fā)送和接收。
電氣特性
EIA-RS-232 對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。
在TxD和RxD上：
邏輯1(MARK)=-3V～-15V
邏輯0(SPACE)=+3～+15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：
信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V
信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓)=-3V～-15V
RS-232接口定義（9芯）
RS-232接口定義(25芯)
1頻蔽地線
2 發(fā)送數據 TXD
3接收數據 RXD
4 請求發(fā)送RTS
5允許發(fā)送 CTS
6 數據準備好 DSR
7信號地 SG
8 載波檢測 DCD
9 發(fā)送返回(+)
10 未定義
11 數據發(fā)送(-)
12~17 未定義
18 數據接收(+)
19 未定義
20 數據終端準備好 DTR
21 未定義
22 振鈴 RI
23~24 未定義
25 接收返回(-)
RS-232串口通信接線方法（三線制）
串口傳輸數據只要有接收數據針腳和發(fā)送針腳就能實現：同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連，兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。接收數據針腳（或線）與發(fā)
送數據針腳（或線）相連，彼此交叉，信號地對應相接。
9針D型串口：2“RXD”，3“TXD”，5“邏輯地”。
25針串口通信接線方法
RS-232缺點 ：
（1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。
（2）傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率≤20Kbps。
（3）接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。
（4）傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺（實際≤15米）。
RS-485通訊協(xié)議3
RS-485標準是在RS232的基礎上發(fā)展來的，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線
共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。
RS-485的電氣特性：
邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號電平比RS-232降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL
電平兼容，可方便與TTL電路連接。
傳播速率：
RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps
RS-485接口：
是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。
波特率：
1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、125K
通信接口方式：
RS485接口：異步，半雙工,串行
數據格式：
1位起始位、8位數據位、1位停止位、無校驗
1位起始位、8位數據位、1位停止位、奇校驗
1位起始位、8位數據位、1位停止位、偶校驗
當與現場總線適配器PROFIBUS連接時采用默認數據格式。
RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達 3000米(理論上的數據，在實際操作中，極限距離僅達1200米左右），另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1
個收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。
9針型接口：
RS485接口 信號含義
3 RXD- 接收數據
4 RXD+ 接收數據
5 TXD+ 發(fā)送數據
7 TXD- 發(fā)送數據
缺點：
很多情況下，連接RS-485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻
埋下了很大的隱患共模干擾問題：RS-485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統(tǒng)只需檢測兩線之間的電位差就可以了。但人們往往
忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7～+12V，只有滿足上述條件，整個網絡才能正常工作。當網絡線路中共模電壓超出此范圍時就會影響
通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。
HART協(xié)議4
HART(HighwayAddressable Remote Transducer)，可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議，是美國ROSEMOUNT公司于1985年推出的一種用于現場智能儀表和控制室設
備之間的通信協(xié)議。 HART裝置提供具有相對低的帶寬，適度響應時間的通信，經過10多年的發(fā)展，HART技術在國外已經十分成熟，并已成為全球智能儀表的工業(yè)標準。
HART協(xié)議采用基于Bell202標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4-20mA模擬信號上疊加幅度為0.5mA的音頻數字信號進行雙向數字通訊，數據傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信
號的平均值為0，不影響傳送給控制系統(tǒng)模擬信號的大小，保證了與現有模擬系統(tǒng)的兼容性。在HART協(xié)議通信中主要的變量和控制信息由4-20mA傳送，在需要的情況下，另
外的測量、過程參數、設備組態(tài)、校準、診斷信息通過HART協(xié)議訪問。
協(xié)議基本情況
·4~20mA模擬信號+數字控制信號（FSK技術）
·支持雙絞線全數字通信，可構成15個站網絡
·支持OSI開放體系結構，1、2、7、層
通信模型：
物理層：
基于Bell 202 通信標準的FSK 技術，基本內容：
波特率 1200bps （速度較慢）
邏輯1 1200HZ
邏輯0 2400HZ
數據鏈路層
通信方式：
1）主從式通信
由主設備來控制數據幀的傳送
最多允許15個從設備連接到一條多點通訊線上
2）突發(fā)模式
從設備定時重復發(fā)送數據幀
3）半雙工通訊方式
尋址范圍：0 ~ 15
當地址為0時，處于4~20mADC與數字通信兼容狀態(tài)。
當地址為1~15時，則處于全數字通信狀態(tài)。
規(guī)定通信數據的結構，每個字符由11位組成：
1bit起始位 + 8bit數據 + 1bit奇偶校驗位 + 1bit停止位
應用層：
通用命令：
·對所有符合HART協(xié)議的現場設備都適用的命令。包括以下內容：
·讀變送器的量程、單位以及阻尼時間常數；
·讀出傳感器串聯數目及其線制；
·讀出制造廠及產品型號；
·讀出主變量及單位；
·讀出電流的輸出及百分比輸出；
·讀寫8個字符的標牌號，16個字符的描述內容以及日期等；
通用命令適用于大部分符合HART協(xié)議的產品，但不同公司的HART產品可能會有少量區(qū)別，如寫主變量單位，微調DA的零點和增益等：
·寫入阻尼時間常數；
·寫入變送器量程；
·標定（設置零點和量程）；
·微調主變量零點；
·微調DAC的零點和增益；
·完成自檢及主機復位；
特殊命令：
僅適用于某種具體的現場設備。這是各家公司的產品自己所特有的命令，不互相兼容，如特征化，微調傳感頭校正等。：
·讀出或寫入開方小流量截斷值；
·啟動、停止或清除累積器；
·選擇主變量（質量流量或密度）；
·讀出或寫入組態(tài)信息資料；
·微調傳感器的標定；
HART通訊模式：
第一種“問答式”：2次/秒，適用于點對點，多站連接
第二種“成組模式”：3.7次/秒，只適用于點對點連接
HART協(xié)議的優(yōu)點：
·模擬信號帶有過程控制信息，數字信號允許雙向通信；
·(智能化現場儀表+模擬儀表、記錄儀及控制器)混合系統(tǒng)；
·支持多主站數字通信，節(jié)省導線，減少安裝費；
·通過租用電話線連接儀表，使遠方的現場儀表使用相對便宜的接口設備；
·允許“問答式”及“成組模式”通信方式；
·報文結構靈活、規(guī)范、一次通信可攜帶4個過程變量。
HART通信的應用通常有三種方式：
·最普通的是用手持通信終端(HHT)與現場智能儀表通信。
·帶HART通信功能的控制室儀表，可與多臺HART儀表進行通信并組態(tài)。
·第三種方式是與PＣ機或DＣS操作站進行通信。
在智能變送器與HART協(xié)議通訊器之間互聯需要遵循負載電阻之和在250～600 Ω之間，太小了不能通訊，太大了變送器無法工作。實踐中，一般在校驗室內都至少要串接一個
250 Ω以上的標準電阻，但在現場中如果系統(tǒng)基本滿足負載電阻要求，可以直接在控制室內接線端子上跨接HART通訊器。如圖1所示
由于HART儀表與原4-20mA標準的儀表具有兼容性，HART儀表的開發(fā)與應用發(fā)展迅速，特別是在設備改造中受到歡迎。HART協(xié)議與FF等協(xié)議相比，較為簡單，而且由于速度
慢及低功耗的要求，數據鏈路層及應用層一般均由軟件實現。物理層應用原有的Bell－202調制解調器。為解決不同廠家設備的互換性及互操作性問題，HART采用了設備描述
語言（DDL)。
MPI通訊協(xié)議5
MPI協(xié)議，其英文全名為Multi-point-Interface。在PLC之間可組態(tài)為主／主協(xié)議或主／從協(xié)議．如何操作依賴于設備類型：如果控制站都是s7—300／400系列PLC，那么就建
立主／主連接關系，因為MPI協(xié)議支持多主站通訊，所有的s7—300 CPU都可配置為網絡主站，通過主／主協(xié)議可以實現PLC之間的數據交換。如果某些控制站是s7—200系列
PLC，則可以建立主／從連接關系，因為s7—200 CPU是從站，用戶可以通過網絡指令實現s7—300 CPU對s7200 CPU的數據讀寫操作。
PROFIBUS通訊協(xié)議6
PROFIBUS，是一種國際化．開放式．不依賴于設備生產商的現場總線標準。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范圍內選擇且當總線系統(tǒng)啟動時，所有連接到總線上
的裝置應該被設成相同的速度。廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現場設備層數
據通信與控制的現場總線技術?？蓪崿F現場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。
PROFIBUS協(xié)議結構是根據ISO7498國際標準，以開放式系統(tǒng)互聯網絡（Open System Interconnection-OSI）作為參考模型的。該模型共有七層。 （1）PROFIBUS－DP：定
義了第一．二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設備可調用的應用功能，并詳細說明了各種不同PROFIBUS－DP設備的設備行為。
（2）PROFIBUS－FMS：定義了第一．二．七層，應用層包括現場總線信息規(guī)范（Fieldbus Message Specification - FMS）和低層接口(Lower Layer Interface － LLI)。
FMS包括了應用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務。LLI協(xié)調不同的通信關系并提供不依賴設備的第二層訪問接口。 （3） PROFIBUS－PA：PA的數據傳輸
采用擴展的PROFIBUS－DP協(xié)議。另外，PA還描述了現場設備行為的PA行規(guī)。根據IEC1158－2標準，PA的傳輸技術可確保其本征安全性，而且可通過總線給現場設備供電。
使用連接器可在DP上擴展PA網絡。 注：第一層為物理層，第二層為數據鏈路層，第三－六層末使用，第七層為應用層。
TCP/UDP協(xié)議7
TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協(xié)議屬于傳輸層協(xié)議。其中TCP提供IP環(huán)境下的數據可靠傳輸，它提供的服務包括數據流傳送、可靠性、
有效流控、全雙工操作和多路復用。通過面向連接、端到端和可靠的數據包發(fā)送。通俗說，它是事先為所發(fā)送的數據開辟出連接好的通道，然后再進行數據發(fā)送；而UDP則不
為IP提供可靠性、流控或差錯恢復功能。一般來說，TCP對應的是可靠性要求高的應用，而UDP對應的則是可靠性要求低、傳輸經濟的應用。TCP支持的應用協(xié)議主要有：
Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的應用層協(xié)議主要有：NFS（網絡文件系統(tǒng)）、SNMP（簡單網絡管理協(xié)議）、DNS（主域名稱系統(tǒng)）、TFTP（通用文件傳輸協(xié)議）等。
TCP：
TCP是面向連接的通信協(xié)議，通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。
TCP提供的是一種可靠的數據流服務，采用“帶重傳的肯定確認”技術來實現傳輸的可靠性。TCP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進行流量控制，所謂窗口實際表示接收能力，
用以限制發(fā)送方的發(fā)送速度。
如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包，那么IP將把它們向‘上’傳送到TCP層。TCP將包排序并進行錯誤檢查，同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認，所以
未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。
TCP將它的信息送到更高層的應用程序，例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層，TCP層便將它們向下傳送到IP層，設備驅動程序和物理介質，最后
到接收方。
面向連接的服務（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP（發(fā)送和接收域名數據庫），但使
用UDP傳送有關單個主機的信息。
UDP：
UDP是面向無連接的通訊協(xié)議，UDP數據包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實現廣播發(fā)送。
UDP通訊時不需要接收方確認，屬于不可靠的傳輸，可能會出現丟包現象，實際應用中要求程序員編程驗證。
UDP與TCP位于同一層，但它不管數據包的順序、錯誤或重發(fā)。因此，UDP不被應用于那些使用虛電路的面向連接的服務，UDP主要用于那些面向查詢---應答的服務，例如
NFS。相對于FTP或Telnet，這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP（網絡時間協(xié)議）和DNS（DNS也使用TCP）。
欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易，因為UDP沒有建立初始化連接（也可以稱為握手）（因為在兩個系統(tǒng)間沒有虛電路），也就是說，與UDP相關的服務面臨著更大的危險。
數據格式：
數據幀：幀頭+IP數據包+幀尾 （幀頭包括源和目標主機MAC初步地址及類型，幀尾是校驗字）
IP數據包：IP頭部+TCP數據信息（IP頭包括源和目標主機IP地址、類型、生存期等）
TCP數據信息：TCP頭部+實際數據 (TCP頭包括源和目標主機端口號、順序號、確認號、校驗字等）
UDP（User Data Protocol，用戶數據報協(xié)議）是與TCP相對應的協(xié)議。它是面向非連接的協(xié)議，它不與對方建立連接，而是直接就把數據包發(fā)送過去！
PPI通訊協(xié)議8
是西門子公司專為S7-200系列PLC開發(fā)的通訊協(xié)議。內置于S7-200CPU中。PPI協(xié)議物理上基于RS-485口，通過屏蔽雙絞線就可以實現PPI通訊。PPI協(xié)議是一種主-從協(xié)議。主
站設備發(fā)送要求到從站設備，從站設備響應，從站不能主動發(fā)出信息。主站靠PPI協(xié)議管理的共享連接來與從站通訊。PPI協(xié)議并不限制與任意一個從站的通訊的主站的數量，但
在一個網絡中，主站不能超過32個。PPI協(xié)議最基本的用途是讓西門子STEP7-Micro/WIN編程軟件上傳和下載程序和西門子人機界面與PC通信。
pofinet通訊協(xié)議9
PROFINET由PROFIBUS國際組織（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工業(yè)以太網技術的自動化總線標準。
PROFINET由PROFIBUS國際組織（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工業(yè)以太網技術的自動化總線標準。作為一項戰(zhàn)略性的技術創(chuàng)新，PROFINET為自動化通
信領域提供了一個完整的網絡解決方案，囊括了諸如實時以太網、運動控制、分布式自動化、故障安全以及網絡安全等當前自動化領域的熱點話題，并且，作為跨供應商的技
術，可以完全兼容工業(yè)以太網和現有的現場總線（如PROFIBUS）技術，保護現有投資。
PROFINET是適用于不同需求的完整解決方案，其功能包括8個主要的模塊，依次為實時通信、分布式現場設備、運動控制、分布式自動化、網絡安裝、IT標準和信息安全、故
障安全和過程自動化。
分布式現場設備：
通過集成PROFINET接口，分布式現場設備可以直接連接到PROFINET上。
對于現有的現場總線通訊系統(tǒng)，可以通過代理服務器實現與PROFINET的透明連接。例如，通過IE/PB Link（PROFINET和PROFIBUS之間的代理服務器）可以將一個PROFIBUS
網絡透明的集成到PROFINET當中，PROFIBUS各種豐富的設備診斷功能同樣也適用于PROFINET。對于其他類型的現場總線，可以通過同樣的方式，使用一個代理服務器將現場
總線網絡接入到PROFINET當中。
運動控制：
通過PROFINET的同步實時（IRT）功能，可以輕松實現對伺服運動控制系統(tǒng)的控制。
在PROFINET同步實時通訊中，每個通訊周期被分成兩個不同的部分，一個是循環(huán)的、確定的部分，稱之為實時通道；另外一個是標準通道，標準的TCP/IP數據通過這個通道傳
輸。
在實時通道中，為實時數據預留了固定循環(huán)間隔的時間窗，而實時數據總是按固定的次序插入，因此，實時數據就在固定的間隔被傳送，循環(huán)周期中剩余的時間用來傳遞標準
的TCP/IP數據。兩種不同類型的數據就可以同時在PROFINET上傳遞，而且不會互相干擾。通過獨立的實時數據通道，保證對伺服運動系統(tǒng)的可靠控制。
網絡安裝：
PROFINET支持除星形、總線形和環(huán)形拓撲結構。為了減少布線費用，并保證高度的可用性和靈活性，PROFINET提供了大量的工具幫助用戶方便的實現PROFINET的安裝。
特別設計的工業(yè)電纜和耐用連接器滿足EMC和溫度要求，并且在PROFINET框架內形成標準化，保證了不同制造商設備之間的兼容性。
根據響應時間的不同，PROFINET支持下列三種通訊方式。
TCP/IP標準通訊
PROFINET基于工業(yè)以太網技術，使用TCP/IP和IT標準。TCP/IP 是IT 領域關于通信協(xié)議方面事實上的標準，盡管其響應時間大概在100 ms的量級，不過，對于工廠控制級的應
用來說，這個響應時間就足夠了。
實時（RT）通訊
對于傳感器和執(zhí)行器設備之間的數據交換，系統(tǒng)對響應時間的要求更為嚴格，大概需要5－10ms的響應時間。目前，可以使用現場總線技術達到這個響應時間，如PROFIBUS
DP。
對于基于TCP/IP的工業(yè)以太網技術來說，使用標準通信棧來處理過程數據包，需要很可觀的時間，因此，PROFINET提供了一個優(yōu)化的、基于以太網第二層（Layer 2）的實時
通訊通道，通過該實時通道，極大地減少了數據在通訊棧中的處理時間，因此，PROFINET獲得了等同、甚至超過傳統(tǒng)現場總線系統(tǒng)的實時性能。
同步實時（IRT）通訊
在現場級通訊中，對通訊實時性要求最高的是運動控制（Motion Control），PROFINET的同步實時（Isochronous Real-Time, IRT）技術可以滿足運動控制的高速通訊需求，
在100個節(jié)點下，其響應時間要小于1ms，抖動誤差要小于1μs，以此來保證及時的、確定的響應。
DEVICENET通訊協(xié)議10
Devicenet是90年代中期發(fā)展起來的一種基于CAN（Controller Area Network）技術的開放型、符合全球工業(yè)標準的低成本、高性能的通信網絡，最初由美國Rockwell公司開
發(fā)應用。
Devicenet是一種低成本的通訊總線。它將工業(yè)設備（如：限位開關，光電傳感器，閥組，馬達啟動器，過程傳感器，條形碼讀取器，變頻驅動器，面板顯示器和操作員接口）
連接到網絡，從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互連性改善了設備間的通訊，并同時提供了相當重要的設備級診斷功能，這是通過硬接線I/O接口很難實現的。
Devicenet的優(yōu)點：
1、提高設計的彈性
·通過提供網絡數據流的能力來提供無限制的IO端口
·提供互操作性和即插即用能力
2、改善的過程數據管理
·提供對等(Peer-to-Peer)或主/從(Master/Slave)管理
·作為一個快速響應處理元的結果，提高了吞吐量和可重復性
·包含在位置刻度和預先事件及報警通知中的隱含診斷信息
·在診斷中可延長定期檢修的間隔周期
3、降低安裝成本
·簡化配線，避免了潛在的錯誤點，減少了所需的文件，減少勞動力資源并節(jié)省了安裝空間
Devicenet協(xié)議是一個簡單、廉價而且高效的協(xié)議，適用于最低層的現場總線，例如：過程傳感器、執(zhí)行器、閥組、電動機起動器、條形碼讀取器、變頻驅動器、面板顯示器、
操作員接口和其他控制單元的網絡。可通過DeviceNet連接的設備包括從簡單的擋光板到復雜的真空泵各種半導體產品。DeviceNet也是一種串行通信鏈接，可以減少昂貴的硬
接線。DeviceNet所提供的直接互連性不僅改善了設備間的通信，而且同時提供了相當重要的設備級診斷功能，這是通過硬接線I/O接口很難實現的。除了提供OSI模型的第7層
（應用層）定義之外，DeviceNet規(guī)范還定義了部分第1層（物理收發(fā)器）和第0層（傳輸介質）。圖為DeviceNet在ISO模型中的相關層。對DeviceNet節(jié)點的物理連接也作了
清楚的規(guī)定。連接器、電纜類型和電纜長度，以及與通信相關的指示器、開關、相關的室內銘牌都作了詳細規(guī)定。
Ethernet通訊協(xié)議11
以太網(Ethernet)指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發(fā)的基帶局域網規(guī)范，是當今現有局域網采用的最通用的通信協(xié)議標準。以太網絡使用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測）技術，并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。以太網與IEEE802.3系列標準相類似。
Ethernet的工作原理：
以太網(Ethernet)采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問（CSMA/CD）機制。以太網中節(jié)點都可以看到在網絡中發(fā)送的所有信息，因此，我們說以太網是一種廣播網絡。
以太網的工作過程如下：
當以太網中的一臺主機要傳輸數據時，它將按如下步驟進行：
1、監(jiān)聽信道上是否有信號在傳輸。如果有的話，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑為止。
2、若沒有監(jiān)聽到任何信號，就傳輸數據
3、傳輸的時候繼續(xù)監(jiān)聽，如發(fā)現沖突則執(zhí)行退避算法，隨機等待一段時間后，重新執(zhí)行步驟1（當沖突發(fā)生時，涉及沖突的計算機會發(fā)送會返回到監(jiān)聽信道狀態(tài)。
注意：每臺計算機一次只允許發(fā)送一個包，一個擁塞序列，以警告所有的節(jié)點）
4、若未發(fā)現沖突則發(fā)送成功，所有計算機在試圖再一次發(fā)送數據之前，必須在最近一次發(fā)送后等待9.6微秒（以10Mbps運行）。
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