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，在空間上具有較強的分散性，需要發(fā)送至現(xiàn)場的控制量信號及采集的狀態(tài)有上千個，如此分散而龐大的信號量要實現(xiàn)實時、可靠的通信最好的解決方法就是采用工業(yè)現(xiàn)場總線?？紤]到以太網(wǎng)技術的成熟性、開放性及高的性價比，極向場電源控制系統(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（例如以太網(wǎng)）和其他設備之間可以通信，它已成為一種通用工業(yè)標準。通過它，不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡進行集中監(jiān)控。

Modbus/TCP協(xié)議是為制造自動化和過程自動化獨立設計的一種開放的現(xiàn)場總線標準。它是MODBUS協(xié)議的變異，可以通過TCP/IP的連接來優(yōu)化現(xiàn)場的通訊。MODBUS/TCP協(xié)議定義了通過以太網(wǎng)通訊時，服務器/客戶機請求和響應消息的幀格式。如圖1所示：

通訊標識、協(xié)議標識、單元標識均為16進制0x0000，這是因為底層的IP幀頭中已經(jīng)有類似的標識符?？刂破魍ㄟ^IP幀頭已經(jīng)可以識別幀是發(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機制可以保證數(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。

WAGO以太網(wǎng)總線通訊時，需要在以太網(wǎng)標準上疊加幾種重要的通訊協(xié)議。在ISO/OSI標準化模型的第三層網(wǎng)絡層上需疊加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)議用于對模塊讀取和寫入數(shù)據(jù)，端口號為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的HTML頁面以監(jiān)控總線適配器的狀態(tài)，端口號為80。圖2所示為數(shù)據(jù)傳輸時協(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)的對現(xiàn)場總線模塊的寫入或讀出。在極向場電源控制系統(tǒng)中對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.