工业控制系统中常用的通信协议

在工业控制系统（ICS）中，通信协议是连接传感器、PLC、DCS、SCADA、HMI等设备的“语言”，其设计需满足实时性、可靠性、抗干扰性，部分场景还需兼顾安全性和兼容性。以下是工业控制领域最常用的几类通信协议，按应用场景和技术特点分类说明：

一、传统现场总线协议（Fieldbus）

现场总线是早期工业控制的主流通信方式，基于串行通信，适用于短距离、低速率、高可靠性的设备间通信（如传感器、执行器、小型PLC）。

1. Modbus

   • 背景：1979年由施耐德（Modicon）推出，是工业领域最普及的协议之一。
   • 特点：结构简单，基于主从通信模式（1个主站控制多个从站）；支持两种物理层：
     • Modbus RTU：通过RS-485/RS-232串行总线传输，数据以二进制帧格式发送，速率通常为9600-115200 bps，抗干扰性强，适合工业现场。
     • Modbus ASCII：以ASCII码传输，可读性强但效率低，逐渐被RTU替代。
   • 应用：中小型控制系统（如机床、楼宇设备、小型生产线），兼容几乎所有厂商的PLC、仪表、传感器。

2. Profibus

   • 背景：1989年由西门子主导，欧洲最流行的现场总线之一，属于IEC标准（IEC 61158）。
   • 特点：支持多种传输速率（9.6 kbps-12 Mbps），按应用分两类：