MODBUS协议在Simatic WinCC生产线自动化中的应用与TCP/IP支持

通信应用层在SIMATIC WinCC生产线自动化系统信息化平台中扮演着关键角色，特别是在4.4节中专门讨论了MODBUS客户端。MODBUS是一种广泛应用在工业自动化领域的通信协议，它位于OSI模型的第7层，即应用层，负责设备间的客户机/服务器通信。自1979年发布以来，MODBUS已经成为工业串行链路的标准，使得大量自动化设备能够相互通信，其简单性和灵活性使其在多种通信媒介上得到支持，如以太网、异步串行传输、光纤和无线等。 MODBUS协议的核心是功能码，这是一种规定服务的元素，用于指示请求的类型，例如读取输入寄存器、写入寄存器等。本部分详述了MODBUS事务处理中的功能码定义，遵循了RFC791（互联网协议）和MODICON公司发布的MODBUS协议参考指南。 在实现上，MODBUS可以与TCP/IP协议结合，利用保留的系统端口502来访问MODBUS服务，这使得在TCP/IP网络环境下的通信成为可能。除此之外，MODBUS还支持其他技术，如MODBUSPLUS，一种高速令牌传递网络，以及与特定硬件如EIA/TIA-232或EIA/TIA-485的物理层接口。 MODBUS应用层涉及到了TCP的使用，因为它基于TCP/IP协议栈，使得主站（通常指的是PLC或其他控制设备）和从站（如传感器或执行器）之间的通信更加可靠。在实际应用中，HMI（人机界面）也常常作为用户与系统交互的桥梁，通过I/O设备收集和发送命令和数据。 图1和图2展示了MODBUS通信栈的结构，包括物理层、数据链路层（如HDLC）、网络层（如以太网II/802.3）以及应用层（包括MODBUS协议本身），这些图示直观地描绘了不同层级间的交互关系。 总结来说，通信应用层的MODBUS客户端在SIMATIC WinCC的生产线自动化系统中扮演了至关重要的角色，它支持设备间的数据交换，促进了不同网络架构下的设备集成和通信效率，对于理解和优化整个生产流程的信息传递至关重要。