Modbus协议
当在网络上通信时，Modbus协议决定了 每个控制器须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。 如果需要回应，控制器将生成应答并使用 Modbus协议发送给询问方。
Modbus协议
Modbus协议需要对数据进行校验，串行 协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC 校验，RTU模式采用16位CRC校验。另外， Modbus采用主从方式定时收发数据，在实际 使用中如果某从站点断开后（如故障或关 机），主端可以诊断出来，而当故障修复后， 网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可 靠性较好。
第四讲
HART协议
HART协议
HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道 的开放通信协议，是美国ROSEMOUNT公司于 1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制 室设备之间的通信协议。 HART装置提供具 有相对低的带宽，适度响应时间的通信，经 过10多年的发展，HART技术在国外已经十分 成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准。
HART协议
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频 移键控信号，在低频的4-20mA模拟信号上叠 加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数 字通讯，数据传输率为1.2Mbps。由于FSK信 号的平均值为0，不影响传送给控制系统模 拟信号的大小，保证了与现有模拟系统的兼 容性。在HART协议通信中主要的变量和控制 信息由4-20mA传送，在需要的情况下，另外 的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断 信息通过HART协议访问。
RS-232通讯协议
“发送”和“接收” RS-232标准中所提到的“发送”和 “接收”，都是站在DTE立场上，而不是站 在DCE的立场来定义的。由于在计算机系统 中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两 者都是DTE，因此双方都能发送和接收。
RS-232通讯协议
电气特性 EIA-RS-232 对电器特性、逻辑电平和各种信 号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上： 逻辑1(MARK)=-3V～-15V 逻辑0(SPACE)=+3～+15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～ +15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～15V
modbus通讯协议 RS-232通讯协议 RS-485通讯协议 HART通讯协议。
第一讲
Modbus协议
Modbus协议
Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在 1979年末该公司成为施耐德自动化部门的一部分， 现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。此 协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网 设备。 由于modbus协议是完全公开透明的，所需 的软硬件又非常简单，这就使它成为了一种通用的 工业标准。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪 表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。 有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网 络，进行集中监控。
RS-485通讯协议
RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英 尺，实际上可达 3000米(理论上的数据，在 实际操作中，极限距离仅达1200米左右）， 另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个 收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线 上是允许连接多达128个收发器。即具有多 站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接 口方便地建立起设备网络。
数据帧
广播模式（只用于写操作）
非广播模式
Modbus之RTU通讯方式
起始位 地址码 功能码 数据区 校验码 停止位
地址码、功能码、数据区与ASCII通讯相同。 校验码：CRC校验（16位） 起始位：无字符，保持无信号时间大于10ms 。 停止位：无字符，保持无信号时间大于10ms 。 数据内容由通讯程序编写，所有的信息均用 十六进制形式发送和接收。
Modbus通讯协议
特点 Modbus 协议是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。它已经成为一通用工业标准。 此协议定义了一个控制器能认识使用的消息 结构,而不管它们是经过何种网络进行通信 的。
modbus通讯方式
modbus通讯协议是一种主从式异步半双 工通信协议，采用主从式通讯结构，可以使 一个主站对应多个从站进行双向通信。它描 述了一控制器请求访问其它设备的过程,如 何回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测 错误并记录。它制定了消息域格局和内容的 公共格式。
Modbus协议
Modbus协议包括ASCII、RTU等通讯方式，并没 有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使 用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通 信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行 的Modbus。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、 数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用主 -从方式，主站发出数据请求消息，从站接收到正 确消息后就可以发送数据到主站以响应请求；主站 也可以直接发消息修改从站的数据，实现双向读写。
第三讲
RS-485通讯协议
RS-485通讯协议
诞生 RS-485标准是在RS232的基础上发展来的， 增加了多点、双向通信能力，即允许多个发 送器连接到同一条总线上，同时增加了发送 器的驱动能力和。
RS-485通讯协议
RS-232通讯协议
RS-232接口定义（9芯）
RS-232通讯协议
RS-232接口定义(25芯) 1 频蔽地线 3 接收数据 RXD 5 允许发送 CTS 7 信号地 SG 9 发送返回(+) 11 数据发送(-) 18 数据接收(+) 20 数据终端准备好 DTR 22 振铃 RI 25 接收返回(-)
RS-232通讯协议
远程通信连接数据终端 RS-232标准最初是远程通信连接数据终端设备 （DTE）数据通信设备（DCE）而制定的。因此这个 标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但 目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说， 是计算机接口）与终端或外设之间的近端连接标准。 显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一 致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解， 我们对RS-232C标准与计算机不兼容的地方就不难 理解了。
9针D型串口：2“RXD”，3“TXD”，5“逻辑地”。
25针串口通信接线方法
RS-232通讯协议
RS-232缺点
（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯 片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方 能与TTL电路连接。 （2）传输速率较低，在异步传输时，波特率 ≤20Kbps。 （3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成 共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所 以抗噪声干扰性弱。 （4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺 （实际≤15米）。
主/从原理
Modbus协议
当在一Modbus网络上通信时,此协议决定 了每个控制器须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。 如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用 Modbus协议发出。在其它网络上,包含了 Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的 帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的 网络解决节地址、路由路径及错误检测的方 法。
RS-485接口定义
9针型接口 RS485接口 3 4 5 7
信号含义 RXD- 接收数据 RXD+ 接收数据 TXD+ 发送数据 TXD- 发送数据
缺点
很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用 一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。 而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合 是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患共模干扰 问题：RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并 不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检 测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了 收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模 电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网 络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范 围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。
仪表通讯协议分类及其特点
学习课件
主讲人：东油
什么是通讯协议
通讯协议又称通信规程，是指通讯双方对数 据传送控制的一种约定。约定中包括对数据 格式，同步方式，传送速度，传送步骤，检 纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一 规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链 路控制规程。
通讯协议分类
常用的仪表通讯协议有：
Modbus与OSI参考模型
Modbus之ASCII通讯方式
起始位 地址码 功能码 数据区 校验码 停止位
数据帧
地址码：从站的地址（8位） 功能码：主站发送，告诉从站执行功能（8位） 数据区：具体数据内容（N*8位） 校验码：LRC校验（8位） 起始位：用“：”号，（3AH）（ASCII为58） 停止位：用“CR”（0DH），“LF”（0AH） 数据位内容由程序编写，所有信息通讯均用ASCII 码形式发送和接收。
协议基本情况
4~20mA模拟信号+数字控制信号（FSK技术）
支持双绞线全数字通信，可构成15个站网络 支持OSI开放体系结构，1、2、7、层
RS-485的电气特性 逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232降 低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该 电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连 接。
RS-485通讯协议
传播速率 RS-485的数据最高传输速率为10Mbps RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收 器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声 干扰性好。 波特率