在工业自动化领域，设备之间的数据通信至关重要，而通信协议是实现这一目标的关键。本文将介绍工业硬件领域中常见的通信协议和设备，以及它们的特点和应用场景。
一、工业硬件通信协议
- Modbus
Modbus是一种串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。它是一个开放的通信协议，支持多种不同的传输介质和网络拓扑结构，可以实现控制器和设备之间的数据通信。Modbus协议相对简单易用，采用读写寄存器的方式进行通信，开放性高、适用于多种传输介质和数据格式，以及灵活的网络拓扑结构，使得Modbus协议成为工业自动化领域中广泛使用的通信协议之一。
- Profibus
Profibus是一种基于域总线技术的工业通信协议，可以连接工业自动化系统中的各种设备和控制器。它支持高速数据传输和实时通信，可以适应复杂的网络拓扑结构和大规模控制系统。Profibus协议适用于各种工业自动化应用，包括传感器和执行器、PLC和HMI等设备。
- CAN
CAN是一种控制器局域网络通信协议，广泛应用于汽车、机器人、航空航天和工业自动化等领域。它是一种高速、可靠、实时性强的通信协议，支持多节点通信和优先级控制。CAN协议通常用于控制任务比较紧急且数据量比较小的应用场景。
- Ethernet/IP
Ethernet/IP是一种基于以太网技术的工业通信协议，可以实现工业自动化设备和控制器之间的数据交换和通信。它支持高速数据传输和实时通信，并且兼容标准以太网技术，可以通过现有的以太网基础设施进行通信。Ethernet/IP协议通常用于高速数据传输和实时控制的应用场景。
- Profinet
Profinet是一种基于以太网技术的工业通信协议，可以实现高速数据传输和实时通信。它支持多种通信方式和拓扑结构，并且可以与其他通信协议进行互操作。Profinet协议适用于各种工业自动化。
本文主要介绍Modbus通讯协议，在工业自动化领域中，常用的产品包括：
- PLC：PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制工业过程的数字计算机。它们可以接收来自传感器和执行器的输入信号，对其进行逻辑处理，然后输出控制信号来控制工业过程。
- HMI：HMI（人机界面）是一种用于操作和监视工业系统的设备。它们通常包括触摸屏和键盘，可以提供实时数据和操作指令，帮助操作人员监视和控制工业过程。
- 传感器和执行器：传感器和执行器是工业自动化中常用的设备，用于检测和控制工业过程。它们可以将物理量转换为电信号，并将其传输到PLC或其他控制设备中。
- 通信设备：通信设备包括以太网交换机、串口服务器、网关等，用于实现不同设备之间的通信。例如，通过以太网交换机将PLC和HMI连接起来，可以实现实时数据传输和控制指令的传递。
在这些产品中，PLC通常是最关键的设备之一。Modbus协议可以在PLC和其他设备之间进行通信，实现数据的读取和控制指令的发送。HMI可以通过Modbus协议与PLC通信，实时监视和控制工业过程。传感器和执行器可以通过Modbus协议与PLC或其他控制设备通信，将物理量转换为数字信号并传输到PLC中。通信设备可以将不同设备之间的通信进行转换和管理，从而实现不同设备之间的协同工作。
当您使用Modbus时，通常需要指定以下参数：
- Slave ID：设备的从站地址，允许1-247之间的值。如果您只与一个设备通信，则从站地址通常为1。
- 功能码：指示Modbus命令的操作类型。常见的功能码包括读取单个或多个寄存器、写入单个或多个寄存器、读取线圈和读取离散输入。
- 起始地址：指示要读取或写入的第一个寄存器或线圈的地址。对于输入寄存器和保持寄存器，通常使用十进制地址，对于线圈和离散输入，通常使用二进制地址。
- 数量：指示要读取或写入的寄存器或线圈数量。
- 数据：要写入寄存器或线圈的数据，以及从设备读取的数据。
当使用Modbus时，通常需要发送一些字节的二进制数据，以便与设备进行通信。这些字节的顺序对于成功通信非常重要，因此需要了解Modbus通信所使用的字节顺序，以确保正确发送和接收数据。
在使用Modbus进行通信时，还需要了解Modbus RTU、ASCII和TCP三种通信方式的区别。Modbus RTU和ASCII是串行通信协议，它们分别使用二进制和ASCII编码格式。而Modbus TCP是基于TCP/IP协议的，使用以太网连接进行通信。选择哪种通信方式取决于您的应用程序和设备的类型。