施耐德電氣拉開(kāi)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的序幕

Modbus是由Modicon公司（現(xiàn)為施耐德電氣的一個(gè)品牌）在1978年發(fā)明的，這是一個(gè)劃時(shí)代、里程碑式的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因?yàn)楣I(yè)網(wǎng)絡(luò)從此拉開(kāi)了序幕。

Modbus是全球第一個(gè)真正用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線(xiàn)協(xié)議，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：截至到2004中，Modbus的節(jié)點(diǎn)安裝數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了800萬(wàn)個(gè)，而且75％的產(chǎn)品為非施耐德產(chǎn)品，安裝的地區(qū)遍及世界各地，可見(jiàn)其普及的程度，已經(jīng)成為了事實(shí)上的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。雖然已經(jīng)走過(guò)了27個(gè)年頭，Modbus今天仍然活躍在工業(yè)、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域中。

Modbus的巨大成功，可以歸結(jié)到以下3個(gè)方面：
1． 標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放：用戶(hù)可以免費(fèi)、放心地使用Modbus協(xié)議，不用交納許可證費(fèi)，也不會(huì)侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，支持Modbus的廠(chǎng)家超過(guò)400家，支持Modbus的產(chǎn)品超過(guò)600種，而且在國(guó)內(nèi)也有很多的用戶(hù)支持和使用Modbus的產(chǎn)品。
2． 由于Modbus是面向消息的協(xié)議，所以它可以支持多種電氣接口，如：RS232、RS422、RS485等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，如：雙絞線(xiàn)、光纜、無(wú)線(xiàn)射頻等。要說(shuō)明的是：和很多的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)不同，它不用專(zhuān)用的芯片與硬件，完全采用市售的標(biāo)準(zhǔn)部件！ 這就保證了采用Modbus的產(chǎn)品造價(jià)最低。
3． Modbus的幀格式是最簡(jiǎn)單、最緊湊的協(xié)議，可以說(shuō)：簡(jiǎn)單高效，通俗易懂。所以用戶(hù)使用容易，廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單。用戶(hù)和廠(chǎng)商可以通過(guò)www.Modbus－IDA.org網(wǎng)站和其他網(wǎng)站，下載各種語(yǔ)言的樣例程序、控件、以及各種Modbus工具軟件，更好地使用Modbus。
多年的現(xiàn)場(chǎng)證明：Modbus具有安全可靠的通訊能力。

1989年Modicon公司又開(kāi)發(fā)出了新一代的Modbus＋網(wǎng)絡(luò)，以滿(mǎn)足用戶(hù)和市場(chǎng)的需求。 Modbus＋也以Modbus為基礎(chǔ)，它采用了令牌傳遞、對(duì)等方式、即插即用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為用戶(hù)提供了更快的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。多年的實(shí)踐表明：Modbus＋仍然是最好的工業(yè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)之一。

1998年施耐德公司又推出了新一代基于TCP/IP以太網(wǎng)的Modbus TCP，目的是滿(mǎn)足用戶(hù)和市場(chǎng)的進(jìn)一步要求。 ModbusTCP是第一家采用TCP/IP以太網(wǎng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，是至今唯一獲得IANA賦予TCP端口的自動(dòng)化通訊協(xié)議。我們知道：因特網(wǎng)上前1000個(gè)端口都分配給著名的、公開(kāi)的通訊協(xié)議，如：80號(hào)口分配給了著名的HTTP（超文本傳輸協(xié)議），供因特網(wǎng)瀏覽器使用。這說(shuō)明：Modbus TCP是標(biāo)準(zhǔn)的、開(kāi)放的、免費(fèi)的通訊協(xié)議，這也秉承了施耐德公司的一貫做法，為用戶(hù)提供了新的選擇。

Modbus TCP的應(yīng)用層還是采用Modbus協(xié)議，簡(jiǎn)單高效；傳輸層使用TCP協(xié)議，并使用TCP502號(hào)口，用戶(hù)使用方便，連接可靠；網(wǎng)絡(luò)層采用IP協(xié)議，因?yàn)橐蛱鼐W(wǎng)就使用這個(gè)協(xié)議尋址，故ModbusTCP不但可以在局域網(wǎng)使用，還可以在廣域網(wǎng)和因特網(wǎng)上使用。

要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)的是：ModbusTCP全部采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)硬件！因?yàn)橐恍S(chǎng)商對(duì)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)進(jìn)行了改進(jìn)，所以不能使用市售的產(chǎn)品，勢(shì)必增加用戶(hù)成本，而施耐德向用戶(hù)承諾：決不使用特殊硬件，確保用戶(hù)選擇的自由度。

目前的ModbusTCP以太網(wǎng)的速度為10M/100M位/秒，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸能力。除此之外，施耐德的TCP/IP以太網(wǎng)還為用戶(hù)提供了更多的服務(wù)，如：I/O掃描、全局?jǐn)?shù)據(jù)、故障設(shè)備替換、網(wǎng)絡(luò)管理、電子郵件報(bào)警、時(shí)鐘同步等功能，為用戶(hù)帶來(lái)更多的附加值。

Modbus 的今后的發(fā)展

為了更好的普及和推動(dòng) 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(dòng)化接口)組織，并成立了Modbus-IDA組織，為Modbus今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

Modbus-IDA組織是一個(gè)非盈利、獨(dú)立的、基于web的社團(tuán)，網(wǎng)址為：www.Modbus-IDA.org。
Modbus-IDA組織的任務(wù)是：鼓勵(lì)自動(dòng)化設(shè)備的獨(dú)立使用者和制造商，采用 Modbus 通訊協(xié)議，使用分布式自動(dòng)化架構(gòu)，為多個(gè)市場(chǎng)提供相應(yīng)的產(chǎn)品。Modbus-IDA將提供基礎(chǔ)平臺(tái)，使用戶(hù)能得到和共享協(xié)議、應(yīng)用和認(rèn)證信息，最終降低使用的成本。

施耐德公司在Modbus-IDA組織中的角色為：創(chuàng)建Modbus.org網(wǎng)站作為市場(chǎng)上共享信息的web平臺(tái)，幫助建立Modbus組織，成為分離的、非盈利的組織，并在開(kāi)放市場(chǎng)上管理Modbus協(xié)議。施耐德公司是Modbus-IDA創(chuàng)建成員，極力把兩個(gè)組織二合為一，目前還是Modbus-IDA組織中的執(zhí)行成員和積極參與者。

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(lèi)別D”的聯(lián)絡(luò)員身份。Modbus-IDA正參與制造和過(guò)程自動(dòng)化環(huán)境的數(shù)字化通訊方面的定義，目前已提交了基于TCP/IP的Modbus 和RTPS( Real-time Publish/ Subscribe：實(shí)時(shí)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)。

施耐德公司作為Modbus 的發(fā)明者和市場(chǎng)的積極推廣者，仍將不遺余力的推動(dòng)Modbus 在能源、電力、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和工廠(chǎng)中的應(yīng)用，并把Modbus 內(nèi)置于全系列產(chǎn)品中，現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品有：
Web內(nèi)置的功率設(shè)備。
工業(yè)用計(jì)算機(jī)。
軟啟動(dòng)器和變頻調(diào)速器。
可編程控制器。
功率表和電路監(jiān)視器。
斷路開(kāi)關(guān)和中壓繼電器。
為用戶(hù)和開(kāi)發(fā)者使用的工業(yè)以太網(wǎng)工具。
基于以太網(wǎng)的分布式I/O.
工業(yè)以太網(wǎng)連接設(shè)備。
工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和設(shè)備服務(wù)器。

我們堅(jiān)信：通過(guò)施耐德公司、Modbus-IDA及其各成員和廣大用戶(hù)的努力，Modbus 今后將有更大、更快的發(fā)展，為工控和自動(dòng)化行業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。


關(guān)于Web服務(wù)

Web服務(wù)是因特網(wǎng)上最具標(biāo)志性的服務(wù)，通常我們把瀏覽器的出現(xiàn)視為因特網(wǎng)時(shí)代的真正開(kāi)始。

Web服務(wù)是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、由服務(wù)器端和客戶(hù)機(jī)端共同參與完成的服務(wù)，這種服務(wù)器被稱(chēng)之為Web服務(wù)器，而客戶(hù)機(jī)端使用的就是瀏覽器。由于瀏覽器是一種動(dòng)態(tài)的圖形界面，使用者感覺(jué)新奇、操作容易，所以一經(jīng)推出，就獲得了巨大的成功。

施耐德公司在推出了ModbusTCP以太網(wǎng)后，一直尋找如何把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化的方法，這樣容易監(jiān)控和管理；同時(shí)，也在思考如何把因特網(wǎng)上的現(xiàn)成技術(shù)用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)之中。結(jié)果就是找到了Web，因?yàn)樗每梢詫?shí)現(xiàn)以上的兩個(gè)希望，可以說(shuō)：透明就緒是施耐德公司的一項(xiàng)重大創(chuàng)新！ 因此，在現(xiàn)在的市場(chǎng)上，支持Web服務(wù)是施耐德產(chǎn)品的一大特色。

關(guān)于透明就緒

透明就緒的定義：使用開(kāi)放的、基于ModbusTCP、因特網(wǎng)技術(shù)與Web技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制設(shè)備與管理系統(tǒng)的無(wú)縫集成，使用戶(hù)可以從任何地方訪(fǎng)問(wèn)所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

通過(guò)透明就緒產(chǎn)品，用戶(hù)可以獲得更多、更好的服務(wù)，比如：通過(guò)施耐德產(chǎn)品提供的缺省網(wǎng)頁(yè)，可以對(duì)CPU、I/O模板、以太網(wǎng)模板的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；可以用變量名、地址名來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；可以對(duì)系統(tǒng)的報(bào)警信息進(jìn)行瀏覽和處理；高級(jí)用戶(hù)還可以編制工藝流程畫(huà)面，下載到Web服務(wù)器后，進(jìn)行觀察與操作；用戶(hù)還可以使用：數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)庫(kù)連接、把報(bào)警以電子郵件或短信的方式發(fā)送給指定人員、PLC之間的對(duì)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)管理等功能；現(xiàn)場(chǎng)的用戶(hù)還可以完成：以太網(wǎng)I/O設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的掃描、設(shè)備組之間數(shù)據(jù)的組播與多播、故障設(shè)備替換、新設(shè)備網(wǎng)絡(luò)地址和功能參數(shù)的自動(dòng)配置。

總之，通過(guò)施耐德透明就緒的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了“單一網(wǎng)絡(luò)，多種服務(wù)”的功能，用戶(hù)完全可以按照自己的需要，選擇和實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，真正做到自主地開(kāi)發(fā)自己的系統(tǒng)，最終降低整個(gè)系統(tǒng)的建立、安裝、調(diào)試和維護(hù)的成本。

施耐德電氣（中國(guó)）投資有限公司 華镕