工业网络通信协议MODBUSPROFINET和 EtherNetIP 对比
在现代自动化系统中，工控PLC（Programmable Logic Controller）作为控制核心，其与外部设备的通信能力直接影响到整个系统的效率和可靠性。不同类型的工控PLC需要支持多种网络通信协议，以实现对各种传感器、执行器以及其他自动化设备的有效控制。在众多工业网络通信协议中，MODBUS、PROFINET和 EtherNet/IP 是最为常见且广泛应用于工控领域的一些标准。下面我们将对这三种协议进行详细比较分析。
1. MODBUS 协议
1.1 MODBUS 的基本概念
MODBUS 是一种简单而广泛使用的通讯协定，由亨利·斯塔克曼（Henri Stockman）于1979年提出。它主要用于远程监测和控制设备之间数据交换，尤其适用于RTU（Remote Terminal Unit）、PLC等智能仪表与主机计算机或其他智能仪表之间。
1.2 MODBUS 通信方式
MODBITS采用串行通讯方式，可以通过电缆或无线介质连接，并支持异步传输。由于其易于实施且成本低廉，它成为了许多老旧系统中的首选选择。
1.3 MODBUS 的优缺点
优点：
易于实现并维护。
兼容性强，有大量现成硬件与软件支持。
成本相对较低。
缺点：
通信速度慢，大约为9600bps至115200bps。
只能在单片环境下工作，不适合复杂网络结构。
2. PROFINET 协议
2.1 PROFINET 的基本概念
PROFINET是德国VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) 和 Siemens 公司共同开发的一个基于以太网技术的工业以太网标准。这项技术不仅可以用来建立一个独立但高效的生产流水线，也可以集成到现有的IT基础设施中，从而促进了信息共享和协作。
2.2 PROFINET 通信方式
PROFINET 采用TCP/IP 网络模型提供高性能、高速率数据交换服务，同时保证了数据完整性。此外，它还提供了一种称为Real-Time Ethernet（即实时以太网）的特殊功能，该功能确保关键任务能够按时完成，即使是在拥塞的情况下也能保持一定程度的可靠性。
2.3 PROFINET 的优缺点
优点：
高速率：可以达到100 Mbps或更高速度，满足高速数据交换需求。
强大的实时特性，使得对于时间敏感性的应用非常合适，如车辆制造业。
可扩展性强，可以轻松集成到现有IT基础设施中，便于管理与维护。
缺点：
相对于其他一些更简单快捷设置要求来说，对安装人员有一定的技能要求及学习曲线长期以来一直是一个挑战之一；
需要专业知识来设计及配置网络，这可能会增加项目成本；
在某些情况下可能需要额外投资新型设备，比如具有Profinet接口的人员计数器等；
3.EtherNet/IP 协议
3.1 EtherNet/IP 的基本概念
EtherNet/IP是由ODVA组织定义的一个开放式工业互联网解决方案，它结合了IP地址分配、TCP/UDP传输层协议，以及HTTP/HTTPS超文本传输协议等多种技术标准，为用户提供了一套灵活且易用的方法来访问所有类型的事物(AMCI)——包括I/O模块、HMI终端以及企业级服务器。这使得EtherNet/IP成为一种极具灵活性的解决方案，无论是在小规模还是大规模自动化项目上都能发挥作用。
3.2 EtherNet/IP 通信方式
EtherNet/IP 使用TCP/UDP作为传输层协议，因此它能够处理丰富类型的事务，从简单的小包量请求操作到复杂的大包量文件下载。如果需要的话，还可以利用IP地址分配策略动态地添加或者移除节点，而不会影响整体网络性能。此外，与HTTP相关联的是Web服务架构，这样就允许客户端从任何地方访问这些资源，无论他们位于何处，都不受限制地访问它们。
3.3 EtherNet/IP 的优缺点
优点：
支持丰富事务类型，可满足各种需求;
设备间无需专门编程，只需知道如何发送请求即可;
提供高度灵活性的同时，又保持了兼容性;
能够很好地融入当前IT环境;
缺点
需要了解IP地址管理与路由原理;
对初学者来说可能难以理解其工作原理;
它依赖商业云服务，安全问题是个潜在风险;
总结:
每个工控PLC都会根据不同的应用场景选择最佳匹配的通信规范。在实际工程项目中，我们应当考虑以下因素：所需数据速率、系统复杂度程度、新旧设备兼容问题以及预算限制。当决定使用哪一款工控PLC及其相应通信规范时，我们应该全面评估这些因素，并根据具体情况制定最合适的人力资源计划，以确保我们的自动化解决方案既高效又经济。
