Modbus的應用及解決方案
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計算機通信結構已從最老的主機/終端(Mainframe-Terminal)，過渡到客戶機/服務器(C/S)，再到現(xiàn)今的Web服務器/Browser瀏覽器方式，本文Web服務指的就是后者。
Web服務實際定義了3個標準：
(1)Web服務器使用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器進行動態(tài)交互了。
互聯(lián)網(wǎng)上Web的出現(xiàn)可與計算機上出現(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領域，Web服務已非常成熟和成功，那么能否把它引入工業(yè)網(wǎng)絡，使用戶網(wǎng)絡得到增值？答案是肯定的，施耐德公司已對此進行了有益的探索，很多用戶也從中受益，取得了很多成果。
1. Web服務的可擴展性
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服務功能，用戶可按自己的需要，實現(xiàn)不同層次的服務。 字串7
(1)層次A：無Web功能，用戶可通過TCP/IP Modbus，實現(xiàn)Modbus信息交換和FDR(Faulty Device Replacement，故障設備在線更換)，對設備監(jiān)控和I/O服務。
(2)層次B：基本W(wǎng)eb功能，通過內(nèi)置web服務器，可對設備進行組態(tài)、配置、維護、監(jiān)視診斷和建立文檔，并對網(wǎng)絡進行管理。
(3)層次C：可配置的Web功能，用戶可自已制作動態(tài)網(wǎng)頁，實現(xiàn)瘦客戶機的人機界面功能，另外，還可實現(xiàn)信息的發(fā)布與訂閱(也稱全局數(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。
(4)層次D：更有效的Web服務，通過進一步擴展的服務，如將來的分布式控制、更高級的人機界面，以及和IT網(wǎng)絡更緊密的連接；如通過電子郵件、手機短信、各種數(shù)據(jù)庫接口，來實現(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的，還可從網(wǎng)上免費下載。
使用操作界面無需預先的知識和培訓，可通過不同超級鏈接，接至如操作、維護、工藝流程、產(chǎn)品資料等服務器，實現(xiàn)在線學習、操作、維護，以及局域網(wǎng)、本地網(wǎng)、遠程網(wǎng)跨區(qū)域遠程現(xiàn)場設備的監(jiān)控功能。
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(2)對企業(yè)管理人員：低投入、具有擴展性、基于“瘦客戶機”的人機界面，使信息可在企業(yè)內(nèi)任何網(wǎng)絡級別訪問，隨時掌握企業(yè)產(chǎn)品率、成品率及銷售和財務狀況，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)正常運行，創(chuàng)造企業(yè)良性循環(huán)。
(3)對IT管理人員：因使用標準化通用網(wǎng)絡，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，降低總體費用。
由于使用通用組件，從網(wǎng)絡、計算機到應用軟件都降低了IT的采購開銷，(如瀏覽器、網(wǎng)絡計算機、瘦客戶機、TCP/IP以太網(wǎng)等)，同時維護與備件費用也很低廉。
通過已有TCP/IP以太網(wǎng)，還可提供各種增值服務，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)，加上若干安全機制，如防火墻、VPN等技術，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的部分應用舉例
(1)半導體制造業(yè)
設備：SCADA/PLC；功能：純凈水制作，化學液泄漏檢測，清潔廠房空調(diào)和設施。
(2)紡織機械
設備：PLC/運動控制；功能：T恤衫口袋自動加裝機。 字串9
(3)公共設施，如超市、倉庫、商務辦公樓等
設備：PLC/PC；功能：配電，空調(diào)系統(tǒng)，加熱與制冷。
(4)采礦業(yè)
設備：SCADA/PLC/DCS/以太網(wǎng)；功能：把遠端相關信息送至主站，如火車、卡車運送情況等。
(5)塑料機械
設備：PLC/PC/網(wǎng)絡；功能：通過網(wǎng)絡對稱重系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。
(6)微電子業(yè)
設備：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)
設備：PLC/PC/MODEM；功能：對飲料進行可靠、可重復、詳細的檢測和報告。
(8)水處理行業(yè)
設備：RTU/以太網(wǎng)/無線網(wǎng)；功能：功率表結合遠程控制，可獲得實時檢測水泵的美元/加侖值。
(9)水泥制造業(yè)
設備：PLC/PC/網(wǎng)絡；功能：水泥生產(chǎn)過程的自動化。
(10)核技術
設備：MCC/PLC/網(wǎng)絡；功能：控制氚(氫的放射性同位素)的生產(chǎn)。
(11)起重設備
設備：PLC/DC Drives/AC Drives；功能：港口吊裝機械的運行控制。
(12)冶金設備
設備：PLC/運動控制/DC Drives；功能：鋼板長度的精確切割。
(13)供水系統(tǒng) 字串7
設備：PLC/PC/網(wǎng)絡；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)上的分布式應用，目前施耐德公司已將Modbus協(xié)議的所有權移交給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。作為一家非盈利、獨立、基于Web的社團，Modbus-IDA組織的任務是：鼓勵自動化設備的獨立使用者和制造商，采用Modbus通信協(xié)議，使用分布式自動化架構，為多個市場提供相應產(chǎn)品。Modbus-IDA將提供基礎平臺，使用戶能得到和共享協(xié)議、應用和認證信息，最終降低使用成本。Modbus-IDA被IEC授予世界領先的電氣和服務標準組織“類別D”的聯(lián)絡員身份，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)。
(2)對企業(yè)管理人員：低投入、具有擴展性、基于“瘦客戶機”的人機界面，使信息可在企業(yè)內(nèi)任何網(wǎng)絡級別訪問，隨時掌握企業(yè)產(chǎn)品率、成品率及銷售和財務狀況，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)正常運行，創(chuàng)造企業(yè)良性循環(huán)。
(3)對IT管理人員：因使用標準化通用網(wǎng)絡，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，降低總體費用。
由于使用通用組件，從網(wǎng)絡、計算機到應用軟件都降低了IT的采購開銷，(如瀏覽器、網(wǎng)絡計算機、瘦客戶機、TCP/IP以太網(wǎng)等)，同時維護與備件費用也很低廉。
通過已有TCP/IP以太網(wǎng)，還可提供各種增值服務，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)，加上若干安全機制，如防火墻、VPN等技術，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的部分應用舉例
(1)半導體制造業(yè)
設備：SCADA/PLC；功能：純凈水制作，化學液泄漏檢測，清潔廠房空調(diào)和設施。
(2)紡織機械
設備：PLC/運動控制；功能：T恤衫口袋自動加裝機。 字串9
(3)公共設施，如超市、倉庫、商務辦公樓等
設備：PLC/PC；功能：配電，空調(diào)系統(tǒng)，加熱與制冷。
(4)采礦業(yè)
設備：SCADA/PLC/DCS/以太網(wǎng)；功能：把遠端相關信息送至主站，如火車、卡車運送情況等。
(5)塑料機械
設備：PLC/PC/網(wǎng)絡；功能：通過網(wǎng)絡對稱重系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。
(6)微電子業(yè)
設備：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)
設備：PLC/PC/MODEM；功能：對飲料進行可靠、可重復、詳細的檢測和報告。
(8)水處理行業(yè)
設備：RTU/以太網(wǎng)/無線網(wǎng)；功能：功率表結合遠程控制，可獲得實時檢測水泵的美元/加侖值。
(9)水泥制造業(yè)
設備：PLC/PC/網(wǎng)絡；功能：水泥生產(chǎn)過程的自動化。
(10)核技術
設備：MCC/PLC/網(wǎng)絡；功能：控制氚(氫的放射性同位素)的生產(chǎn)。
(11)起重設備
設備：PLC/DC Drives/AC Drives；功能：港口吊裝機械的運行控制。
(12)冶金設備
設備：PLC/運動控制/DC Drives；功能：鋼板長度的精確切割。
(13)供水系統(tǒng) 字串7
設備：PLC/PC/網(wǎng)絡；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)上的分布式應用，目前施耐德公司已將Modbus協(xié)議的所有權移交給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。作為一家非盈利、獨立、基于Web的社團，Modbus-IDA組織的任務是：鼓勵自動化設備的獨立使用者和制造商，采用Modbus通信協(xié)議，使用分布式自動化架構，為多個市場提供相應產(chǎn)品。Modbus-IDA將提供基礎平臺，使用戶能得到和共享協(xié)議、應用和認證信息，最終降低使用成本。Modbus-IDA被IEC授予世界領先的電氣和服務標準組織“類別D”的聯(lián)絡員身份，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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