一、以太网的标准 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
以太网是一种局域网。早期标准为IEEE 802.3,数据链路层使用CSMA/CD,10Mb/s速度物理层有:(1)10 Base 5粗同轴电缆,RG-8,一段最长为500m;(2)10 Base 2细同轴电缆,RG-58,一段最长为185m;(3)10 Base T双绞线,UTP或STP,一段最长为100m。 WWW_PLCJS※COM-PLC-技×术_网(可编程控※制器技术门户)
快速以太网为100Mb/s,标准为802.3a,介质为100 Base Tx双绞线、100 Base Fx光纤。 WWW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
目前10/100M以太网使用最为普遍,很多企事业用户已实现100M到以太网桌面,确实体验到高速“冲浪”的快感,另外从距离而言,非屏蔽双绞线(UTP)为100m,多模光纤可达2~3km,单模光纤可大于100km。 ——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
千兆以太网1000Mb/s为802.3z/802.3ab,万兆以太网10Gb/s为802.3ae,将为新一轮以太网的发展带来新的机遇与冲击。 WWW_PLCJS※COM-PLC-技×术_网(可编程控※制器技术门户)
二、工业以太网与商用以太网的区别 WWW_P※LCJS_CO※M-PLC-技-.术_网
什么是工业以太网?技术上,它与IEEE802.3兼容,故从逻辑上可把商用网和工业网看成是一个以太网,而用户可根据现场情况,灵活装配自己的网络部件,但从工业环境的恶劣和抗干扰的要求,设计者希望采用市场上可找到的以太网芯片和媒介,兼顾考虑下述工业现场的特殊要求:首先要考虑高温、潮湿、振动;二是对工业抗电磁干扰和抗辐射有一定要求,如满足EN50081-2、EN50082-2标准,而办公室级别的产品未经这些工业标准测试,表1列出了一些常用工业标准。为改善抗干扰性和降低辐射,工业以太网产品多使用多层线路板或双面电路板,且外壳采用金属如铸铝屏蔽干扰;三是电源要求,因集线器、交换机、收发器多为有源部件,而现场电源的品质又较差,故常采用双路直流电或交流电为其供电,另外考虑方便安装,工业以太网产品多数使用DIN导轨或面板安装;四是通信介质选择,在办公室环境下多数配线使用UTP,而在工业环境下推荐用户使用STP(带屏蔽双绞线)和光纤。 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
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四、开放和标准的Modbus TCP WWW_PLC※JS_COM-PLC-技.术_网(可编程控※制器技术门户)
Modbus是开放协议,IANA(Internet Assigned Numbers Authority, 互联网编号分配管理机构)给Modbus协议赋予TCP端口502,Modbus协议可免费从www.Modbus.org得到。 WWW_PL※CJS_COM-PLC-技.术_网
Modbus是标准协议,它已提交给IETF(Internet Engineering Task Force, 互联网工程任务部),将成为Internet标准。因自1978年,工业自动化行业已安装了百万计串口Modbus设备和十万计Modbus TCP/IP设备,拥有超过300个Modbus兼容设备厂商,还有90%的第三厂家I/O支持Modbus TCP/IP,所以是使用广泛的事实标准。Modbus的普及得益于使用门坎很低,无论用串口还是用以太网,硬件成本低廉,Modbus和Modbus TCP都可以免费得到,不需交任何费用,且在网上有很多免费资源,如C/C++、JAVA样板程序、ActiveX控件、各种测试工具等,所以用户使用很方便。另外,几乎可找到任何现场总线到Modbus TCP的网点,方便用户实现各种网络之间的互联。 WWW_PLCJS※COM-PLC-技×术_网(可编程控※制器技术门户)
1.Modbus TCP/IP WWW_PLC※JS_COM-PmLC-技.术_网
如果使用TCP/IP以太网的5层:第一层:物理层,提供设备的物理接口,与市售的介质/网络适配器相兼容;第二层:数据链路层,格式化信号到源/目的硬件地址的数据帧;第三层:网络层,实现带有32位IP地址的IP报文包;第四层:传输层,实现可靠性连接、传输、查错、重发、端口服务、传输调度;第五层:应用层,Modbus协议报文。 WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网
2.Modbus TCP数据帧 WWW※PLCJS_COM-PL#C-技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
在TCP/IP以太网上传输,支持Ethernet II和802.3两种帧格式。 W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
图6所示,Modbus TCP数据帧包含报文头、功能代码和数据3部分。 WWW※PLCJS_COM-PL#C-技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
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MBAP报文头(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus应用协议)分4个域,共7个字节,如表3所示。 WWW_PLC※JS_COM-PLC-技.术_网(可编程控※制器技术门户)
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3.Modbus功能代码 WWW_PLCJS※COM-PLC-技×术_网(可编程控※制器技术门户)