工业总线协议，工业 总线

总线在工业控制中应用广泛，在工业控制设备中随处可见。常用的工业总线有Modbus总线、CAN总线（Canopen总线、DeviceNet总线）、Profibus总线、EtherCAT总线、Profinet总线、EtherNet/IP总线等。 Modbus总线是一种非常古老的总线，应用范围很广，几乎所有的设备和模块，如变频器、伺服驱动器、PLC等都标配Modbus总线。各种总线数据传输的物理层和编码方式是不同的。例如Modbus、Profibus总线采用RS-485传输，EtherCAT总线、Profinet总线、EtherNet/IP采用以太网传输。近年来，随着工业互联网的快速发展，工业互联网总线已经超越传统总线。

HMS Networks 预计2020 年工业网络市场份额- 现场总线、工业以太网、无线

工业总线要求数据长度短、实时性好、数据利用率高。例如，在最简单的Modbus版本中，数据帧中的所有数据都是有效的，并且不会浪费总线带宽。

站点地址

命令码

函数地址

数据

CRC校验

01H

06H

2000小时

1388H

8F5通道

Modbus 总线价格低廉，支持多种设备，例如PLC、工业触摸屏和运动控制器。通讯波特率范围为9600115200，常用芯片有485EE和SN65176。 CAN总线主要应用于汽车行业，波特率范围为50Kbps至1Mbps，常用芯片为ISO1050。本人从事新能源汽车CAN通信多年，但各汽车厂商不断定制CAN协议，很难标准化。然而，Canpen 和DeviceNet 是标准总线。随着技术的进步，Canopen 总线的使用量大幅减少。主要原因是EtherCAT总线在Canopen中支持SDO和PDO。不过EtherCAT总线的实时性比Canopen总线要好很多，这些年各大厂家开发的Canopen伺服驱动器都已经被EtherCAT伺服驱动器取代了，笔者给国内一家著名的运动控制器公司打了电话。有人告诉我，公司的技术人员已经没有动力这样做了。我们支持Canopen并强烈推荐使用EtherCAT运动控制器。 DeviceNet总线也是基于CAN总线开发的，主要用于IO，市场上应用较少。 Profibus 总线是老式西门子PLC（例如S7-300 plc）的标准通信接口。广泛应用于钢铁冶金行业等行业。随着西门子新一代PLC的普及，Profinet取代旧的Profibus总线由于新一代西门子PLC标准接口的出现，新项目都在采用Profinet作为标准通讯接口。 Profibus总线最大波特率为12Mbps，且波特率自适应。常用的从芯片有VPC3+C、VPC3、SPC3。 Profinet总线是Profibus总线的升级版，是真正的实时工业互联网，速率高达100Mbps全双工。据说最好的性能可以达到31.25us的同步周期，目前市场上有多种支持ProfiDrive的Profinet伺服驱动器。常用的从站芯片有Ertec200P-2、TPS-1、Hilscher netX系列芯片。 EtherCAT总线也是100Mbps全双工实时工业互联网，首先由德国Beckhoff公司开发。广泛应用于伺服系统和机械，典型的同步周期可以达到125s甚至62.5s。常用的从机芯片有LAN9252、ET1100、AX58100。对EtherNet/IP总线接触较少，在工业控制领域笔者也没有见过太多。大多数PLC支持Modbus总线，Profibus/Profinet主要由西门子系列PLC支持。我最常使用的是台达的DVP系列PLC，支持modbus、canopen、devicenet等总线。目前支持EtherCAT 的运动控制器有很多，包括古戈尔运动控制器、Positive 运动控制器、欧姆龙NX1P2 运动控制器、汇川AM600 运动控制器以及具有TWINCAT3 编程和调试功能的标准倍福运动控制器。未来Profinet的应用规模将远大于EtherCAT。就推进范围而言，西门子的工业规模远大于倍福，而且技术上Profinet也支持等时同步（IRT）条件下的TCP/IP，技术上并不逊于EtherCAT。从目前市场上的Profinet舵机和EtherCAT舵机来看，Profinet舵机的性能还是逊色于EtherCAT舵机，而且虽然Profinet总线在实时性能方面不如EtherCAT总线，但是区别不大。是。