Modbus簡介及其應(yīng)用解決方案
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計算機(jī)通信結(jié)構(gòu)已從最老的主機(jī)/終端(Mainframe-Terminal)，過渡到客戶機(jī)/服務(wù)器(C/S)，再到現(xiàn)今的Web服務(wù)器/Browser瀏覽器方式，本文Web服務(wù)指的就是后者。
Web服務(wù)實(shí)際定義了3個標(biāo)準(zhǔn)：
(1)Web服務(wù)器使用HTML語言編程。
(2)Browser瀏覽器使用因特網(wǎng)瀏覽器：如微軟Internet Explorer、網(wǎng)景公司Navigator等。
(3)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議為：基于TCP/IP的HTTP協(xié)議。
這樣，從客戶端就可用圖形畫面來和服務(wù)器進(jìn)行動態(tài)交互了。
互聯(lián)網(wǎng)上Web的出現(xiàn)可與計算機(jī)上出現(xiàn)的Windows相媲美，用戶可通過圖形界面得到網(wǎng)上的各種資源，入網(wǎng)門坎大大降低，上網(wǎng)人數(shù)大大增加，這也是這兩年為何網(wǎng)站和網(wǎng)民急劇增加的原因，也是為什么微軟和網(wǎng)景為爭奪瀏覽器市場份額而拼得你死我活的根源。
既然在IT領(lǐng)域，Web服務(wù)已非常成熟和成功，那么能否把它引入工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，使用戶網(wǎng)絡(luò)得到增值？答案是肯定的，施耐德公司已對此進(jìn)行了有益的探索，很多用戶也從中受益，取得了很多成果。
1. Web服務(wù)的可擴(kuò)展性
目前，施耐德公司自動化產(chǎn)品中(如NOE、ETY以太網(wǎng)模板)已內(nèi)置了許多通信和Web服務(wù)功能，用戶可按自己的需要，實(shí)現(xiàn)不同層次的服務(wù)。 字串7
(1)層次A：無Web功能，用戶可通過TCP/IP Modbus，實(shí)現(xiàn)Modbus信息交換和FDR(Faulty Device Replacement，故障設(shè)備在線更換)，對設(shè)備監(jiān)控和I/O服務(wù)。
(2)層次B：基本W(wǎng)eb功能，通過內(nèi)置web服務(wù)器，可對設(shè)備進(jìn)行組態(tài)、配置、維護(hù)、監(jiān)視診斷和建立文檔，并對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。
(3)層次C：可配置的Web功能，用戶可自已制作動態(tài)網(wǎng)頁，實(shí)現(xiàn)瘦客戶機(jī)的人機(jī)界面功能，另外，還可實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)布與訂閱(也稱全局?jǐn)?shù)據(jù)功能)、帶寬管理、I/O掃描器功能，完成更高一步的所謂“協(xié)同自動化”理念，是一種增值服務(wù)。
(4)層次D：更有效的Web服務(wù)，通過進(jìn)一步擴(kuò)展的服務(wù)，如將來的分布式控制、更高級的人機(jī)界面，以及和IT網(wǎng)絡(luò)更緊密的連接；如通過電子郵件、手機(jī)短信、各種數(shù)據(jù)庫接口，來實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)和控制網(wǎng)的無縫集成。
2. Web自動化給用戶帶來的優(yōu)勢
(1)對操作員：容易使用，因使用相同的瀏覽工具，而瀏覽器目前是免費(fèi)的，還可從網(wǎng)上免費(fèi)下載。
使用操作界面無需預(yù)先的知識和培訓(xùn)，可通過不同超級鏈接，接至如操作、維護(hù)、工藝流程、產(chǎn)品資料等服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)、操作、維護(hù)，以及局域網(wǎng)、本地網(wǎng)、遠(yuǎn)程網(wǎng)跨區(qū)域遠(yuǎn)程現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控功能。
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(2)對企業(yè)管理人員：低投入、具有擴(kuò)展性、基于“瘦客戶機(jī)”的人機(jī)界面，使信息可在企業(yè)內(nèi)任何網(wǎng)絡(luò)級別訪問，隨時掌握企業(yè)產(chǎn)品率、成品率及銷售和財務(wù)狀況，通過與SCM、ERP、CRM等互聯(lián)，可及時了解市場變化、物流供給和企業(yè)資源等信息，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，創(chuàng)造企業(yè)良性循環(huán)。
(3)對IT管理人員：因使用標(biāo)準(zhǔn)化通用網(wǎng)絡(luò)，故信息網(wǎng)和控制已合二為一，減少多重的數(shù)據(jù)庫，減少系統(tǒng)集成的難度，降低總體費(fèi)用。
由于使用通用組件，從網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)到應(yīng)用軟件都降低了IT的采購開銷，(如瀏覽器、網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)、瘦客戶機(jī)、TCP/IP以太網(wǎng)等)，同時維護(hù)與備件費(fèi)用也很低廉。
通過已有TCP/IP以太網(wǎng)，還可提供各種增值服務(wù)，如IP電話、IP視頻等。
如用戶有興趣，IT人員還可把局域網(wǎng)接入Internet網(wǎng)，加上若干安全機(jī)制，如防火墻、VPN等技術(shù)，用戶可隨時、隨地以各種上網(wǎng)方式通過互聯(lián)網(wǎng)來獲取企業(yè)內(nèi)信息。
四 Modbus和Modbus TCP的部分應(yīng)用舉例
(1)半導(dǎo)體制造業(yè)
設(shè)備：SCADA/PLC；功能：純凈水制作，化學(xué)液泄漏檢測，清潔廠房空調(diào)和設(shè)施。
(2)紡織機(jī)械
設(shè)備：PLC/運(yùn)動控制；功能：T恤衫口袋自動加裝機(jī)。 字串9
(3)公共設(shè)施，如超市、倉庫、商務(wù)辦公樓等
設(shè)備：PLC/PC；功能：配電，空調(diào)系統(tǒng)，加熱與制冷。
(4)采礦業(yè)
設(shè)備：SCADA/PLC/DCS/以太網(wǎng)；功能：把遠(yuǎn)端相關(guān)信息送至主站，如火車、卡車運(yùn)送情況等。
(5)塑料機(jī)械
設(shè)備：PLC/PC/網(wǎng)絡(luò)；功能：通過網(wǎng)絡(luò)對稱重系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。
(6)微電子業(yè)
設(shè)備：PLC/PC；功能：清潔廠房的空調(diào)，空氣處理和真空，廢料的處理，水處理，原料分配，環(huán)境監(jiān)測，電力監(jiān)控。
(7)食品和飲料業(yè)
設(shè)備：PLC/PC/MODEM；功能：對飲料進(jìn)行可靠、可重復(fù)、詳細(xì)的檢測和報告。
(8)水處理行業(yè)
設(shè)備：RTU/以太網(wǎng)/無線網(wǎng)；功能：功率表結(jié)合遠(yuǎn)程控制，可獲得實(shí)時檢測水泵的美元/加侖值。
(9)水泥制造業(yè)
設(shè)備：PLC/PC/網(wǎng)絡(luò)；功能：水泥生產(chǎn)過程的自動化。
(10)核技術(shù)
設(shè)備：MCC/PLC/網(wǎng)絡(luò)；功能：控制氚(氫的放射性同位素)的生產(chǎn)。
(11)起重設(shè)備
設(shè)備：PLC/DC Drives/AC Drives；功能：港口吊裝機(jī)械的運(yùn)行控制。
(12)冶金設(shè)備
設(shè)備：PLC/運(yùn)動控制/DC Drives；功能：鋼板長度的精確切割。
(13)供水系統(tǒng) 字串7
設(shè)備：PLC/PC/網(wǎng)絡(luò)；功能：完成供水系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。
五 Modbus今后的發(fā)展
為更好普及和推動Modbus在基于以太網(wǎng)上的分布式應(yīng)用，目前施耐德公司已將Modbus協(xié)議的所有權(quán)移交給IDA(Interface for Distributed Automation，分布式自動化接口)組織(www.Modbus-IDA.org)，并成立了Modbus-IDA組織，為Modbus今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。作為一家非盈利、獨(dú)立、基于Web的社團(tuán)，Modbus-IDA組織的任務(wù)是：鼓勵自動化設(shè)備的獨(dú)立使用者和制造商，采用Modbus通信協(xié)議，使用分布式自動化架構(gòu)，為多個市場提供相應(yīng)產(chǎn)品。Modbus-IDA將提供基礎(chǔ)平臺，使用戶能得到和共享協(xié)議、應(yīng)用和認(rèn)證信息，最終降低使用成本。Modbus-IDA被IEC授予世界領(lǐng)先的電氣和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)組織“類別D”的聯(lián)絡(luò)員身份，目前正參與制造和過程自動化環(huán)境的數(shù)字化通信方面的定義，且已提交了基于TCP/IP的Modbus和RTPS(Real-time Publish/Subscribe，實(shí)時數(shù)據(jù)的發(fā)布與訂閱)協(xié)議，作為IEC的PAS(Publicly Available Specification，公共可用規(guī)范)。
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