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施耐德拉开工业网络的序幕

供稿:Schneider Electric-施耐德电气(中国)投资有限公司-HEC 2014/7/22 10:34:03

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    关键字: 电机 流量计 modbus 直流调速
    产品分类: 现场总线 Modbus
    品牌: 施耐德
    产品简介:
    Modbus是全球第一个真正用于工业现场的总线协议,据不完全统计:截至到2004中,Modbus的节点安装数量已经超过了800万个,而且75%的产品为非施耐德产品,安装的地区遍及世界各地,可见其普及的程度,已经成为了事实上的协议标准。

    Modbus是由Modicon公司(现为施耐德电气的一个品牌)在1978年发明的,这是一个划时代、里程碑式的网络协议,因为工业网络从此拉开了序幕。

    Modbus是全球第一个真正用于工业现场的总线协议,据不完全统计:截至到2004中,Modbus的节点安装数量已经超过了800万个,而且75%的产品为非施耐德产品,安装的地区遍及世界各地,可见其普及的程度,已经成为了事实上的协议标准。虽然已经走过了27个年头,Modbus今天仍然活跃在工业、建筑、基础设施等领域中。

    Modbus的巨大成功,可以归结到以下3个方面:
    1. 标准、开放:用户可以免费、放心地使用Modbus协议,不用交纳许可证费,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,而且在国内也有很多的用户支持和使用Modbus的产品。
    2. 由于Modbus是面向消息的协议,所以它可以支持多种电气接口,如:RS232、RS422、RS485等,还可以在各种介质上传送,如:双绞线、光缆、无线射频等。要说明的是:和很多的现场总线不同,它不用专用的芯片与硬件,完全采用市售的标准部件! 这就保证了采用Modbus的产品造价最低。
    3. Modbus的帧格式是最简单、最紧凑的协议,可以说:简单高效,通俗易懂。所以用户使用容易,厂商开发简单。用户和厂商可以通过www.Modbus-IDA.org网站和其他网站,下载各种语言的样例程序、控件、以及各种Modbus工具软件,更好地使用Modbus。
    多年的现场证明:Modbus具有安全可靠的通讯能力。

    1989年Modicon公司又开发出了新一代的Modbus+网络,以满足用户和市场的需求。 Modbus+也以Modbus为基础,它采用了令牌传递、对等方式、即插即用的网络结构,为用户提供了更快的工业网络。多年的实践表明:Modbus+仍然是最好的工业实时网络之一。

    1998年施耐德公司又推出了新一代基于TCP/IP以太网的Modbus TCP,目的是满足用户和市场的进一步要求。 ModbusTCP是第一家采用TCP/IP以太网用于工业自动化领域的标准协议,是至今唯一获得IANA赋予TCP端口的自动化通讯协议。我们知道:因特网上前1000个端口都分配给著名的、公开的通讯协议,如:80号口分配给了著名的HTTP(超文本传输协议),供因特网浏览器使用。这说明:Modbus TCP是标准的、开放的、免费的通讯协议,这也秉承了施耐德公司的一贯做法,为用户提供了新的选择。

    Modbus TCP的应用层还是采用Modbus协议,简单高效;传输层使用TCP协议,并使用TCP502号口,用户使用方便,连接可靠;网络层采用IP协议,因为因特网就使用这个协议寻址,故ModbusTCP不但可以在局域网使用,还可以在广域网和因特网上使用。

    要强调的一点的是:ModbusTCP全部采用标准的以太网硬件!因为一些厂商对标准以太网进行了改进,所以不能使用市售的产品,势必增加用户成本,而施耐德向用户承诺:决不使用特殊硬件,确保用户选择的自由度。

    目前的ModbusTCP以太网的速度为10M/100M位/秒,大大提高了数据传输能力。除此之外,施耐德的TCP/IP以太网还为用户提供了更多的服务,如:I/O扫描、全局数据、故障设备替换、网络管理、电子邮件报警、时钟同步等功能,为用户带来更多的附加值。

    Modbus 的今后的发展

    为了更好的普及和推动 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。

    Modbus-IDA组织是一个非盈利、独立的、基于web的社团,网址为:www.Modbus-IDA.org。
    Modbus-IDA组织的任务是:鼓励自动化设备的独立使用者和制造商,采用 Modbus 通讯协议,使用分布式自动化架构,为多个市场提供相应的产品。Modbus-IDA将提供基础平台,使用户能得到和共享协议、应用和认证信息,最终降低使用的成本。

    施耐德公司在Modbus-IDA组织中的角色为:创建Modbus.org网站作为市场上共享信息的web平台,帮助建立Modbus组织,成为分离的、非盈利的组织,并在开放市场上管理Modbus协议。施耐德公司是Modbus-IDA创建成员,极力把两个组织二合为一,目前还是Modbus-IDA组织中的执行成员和积极参与者。

    Modbus-IDA被IEC 授予世界领先的电气和服务标准组织“类别D”的联络员身份。Modbus-IDA正参与制造和过程自动化环境的数字化通讯方面的定义,目前已提交了基于TCP/IP的Modbus 和RTPS( Real-time Publish/ Subscribe:实时数据的发布与订阅)协议,作为IEC的PAS (Publicly Available Specification:公共可用规范)。

    施耐德公司作为Modbus 的发明者和市场的积极推广者,仍将不遗余力的推动Modbus 在能源、电力、建筑、基础设施和工厂中的应用,并把Modbus 内置于全系列产品中,现在已经实现的产品有:
    Web内置的功率设备。
    工业用计算机。
    软启动器和变频调速器。
    可编程控制器。
    功率表和电路监视器。
    断路开关和中压继电器。
    为用户和开发者使用的工业以太网工具。
    基于以太网的分布式I/O.
    工业以太网连接设备。
    工业以太网网关和设备服务器。

    我们坚信:通过施耐德公司、Modbus-IDA及其各成员和广大用户的努力,Modbus 今后将有更大、更快的发展,为工控和自动化行业做出应有的贡献。


    关于Web服务

    Web服务是因特网上最具标志性的服务,通常我们把浏览器的出现视为因特网时代的真正开始。

    Web服务是通过互联网、由服务器端和客户机端共同参与完成的服务,这种服务器被称之为Web服务器,而客户机端使用的就是浏览器。由于浏览器是一种动态的图形界面,使用者感觉新奇、操作容易,所以一经推出,就获得了巨大的成功。

    施耐德公司在推出了ModbusTCP以太网后,一直寻找如何把网络数据实现可视化的方法,这样容易监控和管理;同时,也在思考如何把因特网上的现成技术用于工业自动化系统之中。结果就是找到了Web,因为它正好可以实现以上的两个希望,可以说:透明就绪是施耐德公司的一项重大创新! 因此,在现在的市场上,支持Web服务是施耐德产品的一大特色。

    关于透明就绪

    透明就绪的定义:使用开放的、基于ModbusTCP、因特网技术与Web技术的体系结构,完成现场设备、控制设备与管理系统的无缝集成,使用户可以从任何地方访问所需的实时数据。

    通过透明就绪产品,用户可以获得更多、更好的服务,比如:通过施耐德产品提供的缺省网页,可以对CPU、I/O模板、以太网模板的状态进行监控;可以用变量名、地址名来访问和监控数据;可以对系统的报警信息进行浏览和处理;高级用户还可以编制工艺流程画面,下载到Web服务器后,进行观察与操作;用户还可以使用:数据运算、数据库连接、把报警以电子邮件或短信的方式发送给指定人员、PLC之间的对时、网络管理等功能;现场的用户还可以完成:以太网I/O设备和现场设备的扫描、设备组之间数据的组播与多播、故障设备替换、新设备网络地址和功能参数的自动配置。

    总之,通过施耐德透明就绪的体系结构,实现了“单一网络,多种服务”的功能,用户完全可以按照自己的需要,选择和实现相应的功能,真正做到自主地开发自己的系统,最终降低整个系统的建立、安装、调试和维护的成本。

    施耐德电气(中国)投资有限公司 华镕

    更多内容请访问 Schneider Electric-施耐德电气(中国)投资有限公司-HEC(http://c.gongkong.com/?cid=39190)

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