為什麼40多年來，Modbus經久不衰？

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Modbus 是一種基于主從架構的開放串列通信協議。在典型的 Modbus 網絡中，一個伺服器可以與多達 247 個客戶端進行通信，使用 EIA/TIA-485 標準的 2 綫或 4 綫拓撲結構。Modbus 還可以使用 EIA/TIA-232 標準的 RS-232 綫進行點對點（1 伺服器到 1 客戶端）通信。




自問世以來，Modbus 協議一直在發展，已經開發出了不同的變體和高級版本。最初的串列 Modbus 協議更具體地被稱為 Modbus RTU 和 Modbus ASCII。其他變體包括（但不限于）支持通過乙太網通信的以下類型：

Modbus TCP/IP（Modbus TCP）

ND Modbus over TCP/IP

Modbus UDP

Modbus Plus（非乙太網基礎，Modicon專用，應用少不予介紹）



每種變體都為標準帶來了新的優勢，包括在可靠性、速度或距離方面的改進。主要關注 Modbus RTU 和 Modbus TCP/IP，因為它們似乎是當今使用最廣泛的。這裡我們已經在前期詳細介紹：

Modbus RTU vs. Modbus TCP


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Modbus替代





當 Modbus 在 20 世紀 70 年代末首次出現時，周圍並沒有很多通信替代品。如果有替代品，它通常是專有的，不是開源的。今天，有數十種工業通信協議，並且開源趨勢日益增長。

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OPC Unified Architecture (OPC UA):

OPC UA 是一種跨平台、跨語言的工業通信標準，支持高度的安全功能，包括數據加密和用戶認證。OPC UA 也支持複雜的資料結構和方法調用，使其適用於複雜的工業應用。



Distributed Network Protocol (DNP3):

DNP3 是一種廣泛用於電力和水資源監控系統的通信協議。它提供了強大的數據傳輸安全性和可靠性，適用於分散式控制系統。



Controller Area Network (CAN):

CAN 協議最初用於汽車行業，但因其高可靠性和實時性能，也被廣泛應用於工業自動化領域。



DeviceNet:

DeviceNet 是一種基于 CAN 的通信協議，專為工業設備設計，支持即插即用功能，簡化了設備的整合過程。



Ethernet/IP:

由 ODVA 組織開發，Ethernet/IP 結合了乙太網的高速數據傳輸能力與工業控制網絡的確定性通信特性。



Profibus/Profinet:

Profibus 是一種現場匯流排系統，適用於各種工業環境。Profinet 則是基于乙太網的開放通信標準，支持實時乙太網通信。



Highway Addressable Remote Transducer (HART):

HART 協議通過在傳統的 4-20 mA 模擬信號上疊加數字信號，實現了模擬和數字信號的混合傳輸。



EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology):

EtherCAT 是一種基于乙太網的實時工業乙太網通信協議，以其極低的更新週期和高同步精度而著稱。



ControlNet:

ControlNet 是由 Rockwell Automation 開發的一種工業乙太網通信協議，提供確定性通信和高數據吞吐量。



Optomux:

Optomux 是一種開放的工業通信協議，支持多種通信介質和拓撲結構，適用於靈活的工業網絡設計。



當自動化或控制工程師需要將工廠或設施的控制系統連接到第三方設備時，通常有幾種選擇。

當第三方設備是另一個控制系統時，無論是單一設備如電機驅動器，還是多個設備網絡如驅動器、儀器或其他設備，通常 Modbus 是組件間介面的一個選項。

事實上，有時 Modbus 是除了硬接線連接之外唯一的通信選項。Modbus 是最廣泛接受和最簡單的第三方通信形式。

幾乎所有工控行業的工程師，沒有不瞭解Modbus的，都對Modbus協議應用非常熟悉。這也是我們花了這麼多期內容來介紹的原因，同時它也是各位朋友投票選擇的前3名通信協議之一。

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為什麼受歡迎？





開發者和製造商發現，開放協議允許更多的設備嵌入，使控制系統更有價值和吸引力，因為它可以連接更多的設備。

儘管有許多 Modbus 的替代品，但並非所有通信協議都是可互換的。當然，Modbus 已經有一段時間了，但它比今天可用的較新的通信協議有幾個優勢。

廣泛可用性

Modbus的一個優勢是它對現代控制系統的廣泛可用性。在今天市場上的不同協議中，Modbus 被認為是市場上最可用的。幾乎所有帶有通信通道的工業自動化設備都可以配置有 Modbus RTU、ASCII 或 Modbus TCP/IP。很多時候，Modbus 甚至作為設備的標準配置。

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開放開源性

它允許任何人在不支付版稅的情況下使用它。開放協議的一個關鍵優勢是促進了不同設備和系統之間的互操作性，因為它們遵循相同的通信規則。

然而，"開源"通常指的是原始碼可以被公眾訪問和修改的軟件。Modbus 協議本身作為一個標準，是開放的，但並不意味著所有實現 Modbus 協議的軟件或硬件都是開源的。實際上，許多公司開發了專有的 Modbus 通信庫或設備，這些可能不公開原始碼。

儘管如此，有許多開源項目和庫提供了 Modbus 協議的實現，這些可以在開源許可證下使用，例如：

libmodbus: 一個用於 Modbus 協議的開源 C 庫。

pymodbus: 一個 Python 庫，實現了 Modbus 協議的客戶端和伺服器功能。

這些開源實現允許開發者在他們的項目中使用 Modbus 協議，而不需要支付額外的費用或擔心版權問題。

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協議的簡單性

協議的簡單性是一些人可能選擇 Modbus 作為新控制系統介面的另一個原因。在與其他控制系統設計介面時，遇到過許多立即建議OPC 作為首選介面的情況，因為它是開放的。像 Modbus 一樣，OPC 在各種設備上都可用。

相對比OPC 和 Modbus而言，Modbus 是兩者中更簡單、更可靠的。

OPC 也是基于伺服器/客戶端的，通常由安裝在運行 Windows 版本的個人計算機上的伺服器組成。相比之下，Modbus 嚴格在工業化設備上，不依賴于 Windows 操作系統、還有安全上的和DCOM配置的繁瑣步驟。

雖然不確定 Modbus 的未來以及它將存在多久，但我願意打賭它會在我的控制系統職業生涯之後還在這裡，至少下一代人還會使用。Modbus 可能會繼續成為未來多年的“首選”介面。

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好了，關於Modbus協議還有哪些需要瞭解的，請留言區留言討論！