工業(yè)以太網(wǎng)專題">工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議主要有以下幾種：Modbus TCP/IP（Schneider，1998）、Interbus（Phoenix，1999）、EtherNet/IP（ODVA，1999）、IDA（Vendor Alliance，2000）、HSE（Foundation Fieldbus，2000）、ProfiNet（Profibus，2001）。

EAST極向場(chǎng)電源控制系統(tǒng)由12套電源子系統(tǒng)組成，在空間上具有較強(qiáng)的分散性，需要發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)的控制量信號(hào)及采集的狀態(tài)有上千個(gè)，如此分散而龐大的信號(hào)量要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、可靠的通信最好的解決方法就是采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線?？紤]到以太網(wǎng)技術(shù)的成熟性、開放性及高的性價(jià)比，極向場(chǎng)電源控制系統(tǒng)使用德國WAGO公司的以太網(wǎng)總線模塊，采用Modbus Tcp/IP協(xié)議，Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其他設(shè)備之間可以通信，它已成為一種通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中監(jiān)控。

Modbus/TCP協(xié)議是為制造自動(dòng)化和過程自動(dòng)化獨(dú)立設(shè)計(jì)的一種開放的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。它是MODBUS協(xié)議的變異，可以通過TCP/IP的連接來優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)的通訊。MODBUS/TCP協(xié)議定義了通過以太網(wǎng)通訊時(shí)，服務(wù)器/客戶機(jī)請(qǐng)求和響應(yīng)消息的幀格式。如圖1所示：

通訊標(biāo)識(shí)、協(xié)議標(biāo)識(shí)、單元標(biāo)識(shí)均為16進(jìn)制0x0000，這是因?yàn)榈讓拥?/SPAN>IP幀頭中已經(jīng)有類似的標(biāo)識(shí)符。控制器通過IP幀頭已經(jīng)可以識(shí)別幀是發(fā)給誰的了。消息長度是用來描述此區(qū)域后總共還有多少個(gè)字節(jié)。功能代碼是用來描述此幀數(shù)據(jù)是干什么用的。傳輸數(shù)據(jù)是用來描述想要讀寫的I/O通道，及所傳送的數(shù)據(jù)值。此外, 由于TCP/IP 協(xié)議以及鏈路層的求和校驗(yàn)機(jī)制可以保證數(shù)據(jù)包傳遞的正確性,所以Modbus/TCP協(xié)議中沒有定義CRC- 16 或LRC 校驗(yàn)。

WAGO以太網(wǎng)總線通訊時(shí)，需要在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)上疊加幾種重要的通訊協(xié)議。在ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)化模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層上需疊加IP,ICMP和ARP協(xié)議，在第四層傳輸層視傳輸情況需疊加TCP協(xié)議或UDP協(xié)議。另外，現(xiàn)場(chǎng)總線適配器還包含了幾種額外的用戶協(xié)議以用于傳輸和接收數(shù)據(jù)。其中Modbus/TCP協(xié)議用于對(duì)模塊讀取和寫入數(shù)據(jù)，端口號(hào)為502；Bootstrap協(xié)議用于配置總線IP地址；HTTP協(xié)議用于訪問總線適配器中存儲(chǔ)的HTML頁面以監(jiān)控總線適配器的狀態(tài)，端口號(hào)為80。圖2所示為數(shù)據(jù)傳輸時(shí)協(xié)議的疊加情況。

在WAGO以太網(wǎng)總線適配器和控制器的應(yīng)用層有Modbus協(xié)議的多種操作程序，通過這些操作程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)字或模擬輸入輸出數(shù)據(jù)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線模塊的寫入或讀出。在極向場(chǎng)電源控制系統(tǒng)中對(duì)WAGO總線模塊的操作既有讀取狀態(tài)量的操作也有發(fā)出控制量的操作，所以通常采用操作程序代碼為FC23: 0x0017.