modbus通信协议，profibus、FF、CAN总线等几种现场总线知识合集
在工业的发展中，现场总线起着非常重要的作用，主要应用于石油、化工、电力、医药、冶金、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域。
今天小编就给大家介绍一下modbus通信协议，profibus、ff、can总线等几种现场总线。
modbus通信协议
modbus的起源和发展
modbus是由modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。
为更好地普及和推动modbus在基于以太网上的分布式应用，目前施耐德公司已将modbus协议的所有权移交给ida（interface for distributed automation，分布式自动化接口）组织，并成立了modbus-ida组织，为modbus今后的发展奠定了基础。在中国，modbus已经成为国家标准gb/t19582-2008。据不完全统计：截止到2007年，modbus的节点安装数量已经超过了1000万个。
为更好地普及和推动modbus在基于以太网上的分布式应用，目前施耐德公司已将modbus协议的所有权移交给ida（interface for distributed automation，分布式自动化接口）组织，并成立了modbus-ida组织，为modbus今后的发展奠定了基础。在中国，modbus已经成为国家标准gb/t19582-2008。据不完全统计：截止到2007年，modbus的节点安装数量已经超过了1000万个。
modbus的应用
应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。
当在同一modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。
此协议支持传统的rs-232、rs-422、rs-485和以太网设备。许多工业设备，包括plc，dcs，智能仪表等都在使用。
modbus的特点
标准、开放，用户可以免费、放心地使用modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持modbus的厂家超过400家，支持modbus的产品超过600种。
modbus可以支持多种电气接口，如rs-232、rs-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。
ff现场总线
什么是ff现场总线？
基金会现场总线，即foudationfieldbus，简称ff。它以iso/osi开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为ff通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
ff现场总线的特点
基金会现场总线分低速h1和高速h2两种通信速率。h1的传输速率为 3125kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长),可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。h2的传输速率为 1mbps和 2.5mbps两种，其通信距离为750m和500m。
物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合iec1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。
profibus
profibus的由来
profibus是过程现场总线（process field bus ）的缩写，profibus是联邦德国于九十年代初制定的国家工业现场总线协议标准，代号din19245，由十三家工业企业及五家研究所经过两年多的时间完成。
1996年经欧洲电工委员会批准被列为欧洲标准en50170。根据欧洲标准化规则，en50170于当年自动地在法律上得到欧洲所有国家标准化机构的认可。德国注销了原有的profibus国家标准din19245，以en50170取而代之。
从现在起，欧洲所有公开的招标都是在en50170的基础上进行的.en50170在保护投资方面为生产厂家和用户提供了一个最高的标准。 profibus 提供一个从传感器直至管理层的透明网络。正因为如此，profibus 可以在许多方面——从汽车工业、机器制造业、食品工业、运输业直到环保工程等，获得应用。
profibus的特点
最大传输信息长度为255b，最大数据长度为244b，典型长度为120b。
网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。
传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6kb/s到12mb/s不等。
站点数取决于信号特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），最多127个站点带转发器。
传输介质为屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。
当用双绞线时，传输距离最长可达9.6km，用光纤时，最大传输长度为90km。
传输技术为dp和fms的rs-485传输、pa的iec1158-2传输和光纤传输。
采用单一的总线方位协议，包括主站之间的令牌传递与从站之间的主从方式。
数据传输服务包括循环和非循环两类。
profibus的应用
现场设备层
主要功能是连接现场设备，如分散式i/o、传感器、驱动器、执行机构、开关灯设备，完成现场设备控制及设备间连锁控制。主站负责总线通信管理及所有从站的通信。
车间监控层
如一个车间三条生产线主控制器之间的连接，完成车间级设备监控。车间级监控包括生产设备状态在线监控、设备故障报警及维护等。通常还具有诸如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。车间级监控通常要设立车间监控室，在操作员工作站及打印设备上。车间级监控网络可采用profibus-fms，它是一个多主网络，在这一级，数据传输速度不是最重要的，而是要能够传送大容量信息。
工厂管理层
车间操作员工作站可通过集线器与车间办公管理网连接，将车间生产数据送到车间管理层。车间管理网作为主网的一个子网，通过交换机、网桥或路由器等连接到厂区骨干网上，将车间数据集成到工厂管理层。
can总线
can总线的由来
can是德国bosch及几个半导体集成电路制造商开发出来的，起初是专为汽车工业所设计的，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信，目前，己推广应用于离散领域，并已由iso/tc22技术委员会批准为国际标准is011898(通信速率1 mbps)和is011519 (通信速率1251cbps )。
can总线技术特点
采用的通信传输介质为双绞线，通信速率最高可达1 mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/50kbps。可挂接设备最多可达110个。
can的信号传输采用短帧结构，每一帧有效字节数最长为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低。
can支持多主站工作方式。网络上任何节点均可在任何时间主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接受/发送数据。它采用总线仲裁技术，当出现几个节点同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可继续发送数据，而优先级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。
can总线的应用
can总线在工控领域主要使用低速-容错can即iso11898-3标准，在汽车领域常使用500kbps的高速can。
某进口车型拥有，车身、舒适、多媒体等多个控制网络，其中车身控制使用can网络，舒适使用lin网络，多媒体使用most网络，以can网为主网，控制发动机、变速箱、abs等车身安全模块，并将转速、车速、油温等共享至全车，实现汽车智能化控制，如高速时自动锁闭车门，安全气囊弹出时，自动开启车门等功能。
can系统又分为高速和低速，高速can系统采用硬线是动力型，速度：500kbps，控制ecu、abs等；低速can是舒适型，速度：125kbps，主要控制仪表、防盗等。
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modbus的起源和发展
modbus是由modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。
为更好地普及和推动modbus在基于以太网上的分布式应用，目前施耐德公司已将modbus协议的所有权移交给ida（interface for distributed automation，分布式自动化接口）组织，并成立了modbus-ida组织，为modbus今后的发展奠定了基础。在中国，modbus已经成为国家标准gb/t19582-2008。据不完全统计：截止到2007年，modbus的节点安装数量已经超过了1000万个。
为更好地普及和推动modbus在基于以太网上的分布式应用，目前施耐德公司已将modbus协议的所有权移交给ida（interface for distributed automation，分布式自动化接口）组织，并成立了modbus-ida组织，为modbus今后的发展奠定了基础。在中国，modbus已经成为国家标准gb/t19582-2008。据不完全统计：截止到2007年，modbus的节点安装数量已经超过了1000万个。
modbus的应用
应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。
当在同一modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。
此协议支持传统的rs-232、rs-422、rs-485和以太网设备。许多工业设备，包括plc，dcs，智能仪表等都在使用。
modbus的特点
标准、开放，用户可以免费、放心地使用modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持modbus的厂家超过400家，支持modbus的产品超过600种。
modbus可以支持多种电气接口，如rs-232、rs-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。
ff现场总线
什么是ff现场总线？
基金会现场总线，即foudationfieldbus，简称ff。它以iso/osi开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为ff通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
ff现场总线的特点
基金会现场总线分低速h1和高速h2两种通信速率。h1的传输速率为 3125kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长),可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。h2的传输速率为 1mbps和 2.5mbps两种，其通信距离为750m和500m。
物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合iec1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。
profibus
profibus的由来
profibus是过程现场总线（process field bus ）的缩写，profibus是联邦德国于九十年代初制定的国家工业现场总线协议标准，代号din19245，由十三家工业企业及五家研究所经过两年多的时间完成。
1996年经欧洲电工委员会批准被列为欧洲标准en50170。根据欧洲标准化规则，en50170于当年自动地在法律上得到欧洲所有国家标准化机构的认可。德国注销了原有的profibus国家标准din19245，以en50170取而代之。
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最大传输信息长度为255b，最大数据长度为244b，典型长度为120b。
网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。
传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6kb/s到12mb/s不等。
站点数取决于信号特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），最多127个站点带转发器。
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当用双绞线时，传输距离最长可达9.6km，用光纤时，最大传输长度为90km。
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采用单一的总线方位协议，包括主站之间的令牌传递与从站之间的主从方式。
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现场设备层
主要功能是连接现场设备，如分散式i/o、传感器、驱动器、执行机构、开关灯设备，完成现场设备控制及设备间连锁控制。主站负责总线通信管理及所有从站的通信。
车间监控层
如一个车间三条生产线主控制器之间的连接，完成车间级设备监控。车间级监控包括生产设备状态在线监控、设备故障报警及维护等。通常还具有诸如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。车间级监控通常要设立车间监控室，在操作员工作站及打印设备上。车间级监控网络可采用profibus-fms，它是一个多主网络，在这一级，数据传输速度不是最重要的，而是要能够传送大容量信息。
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can总线
can总线的由来
can是德国bosch及几个半导体集成电路制造商开发出来的，起初是专为汽车工业所设计的，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信，目前，己推广应用于离散领域，并已由iso/tc22技术委员会批准为国际标准is011898(通信速率1 mbps)和is011519 (通信速率1251cbps )。
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采用的通信传输介质为双绞线，通信速率最高可达1 mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/50kbps。可挂接设备最多可达110个。
can的信号传输采用短帧结构，每一帧有效字节数最长为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低。
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