工業(yè)通信協(xié)議定義為“數(shù)字消息格式和規(guī)則的正式描述”。這些協(xié)議集成在硬件系統(tǒng)和軟件程序中。通信協(xié)議的核心功能是在不同的系統(tǒng)、設(shè)備或軟件程序之間發(fā)送和接收消息，用于模擬和數(shù)字通信。簡而言之，工業(yè)通信驅(qū)動程序和協(xié)議構(gòu)成了工業(yè)自動化的基礎(chǔ)。機器視覺亦離不開工業(yè)通信手段。

許多類型的通信協(xié)議用于不同的目的。它們可用于傳輸信號、同步設(shè)備、檢測錯誤以及執(zhí)行更多操作。行業(yè)使用多種類型的通信協(xié)議，因為每種協(xié)議都是為特定目的和應(yīng)用而設(shè)計的。例如，以太網(wǎng)/IP 協(xié)議是一種具有高功能的重型通信協(xié)議，可用于各種應(yīng)用。另一方面，Modbus 協(xié)議是提供通用讀/寫訪問的輕量級通信協(xié)議。因此，任何自動化系統(tǒng)中使用的通信協(xié)議類型取決于OEM以及最終用戶的需要和要求。獨立軟件供應(yīng)商可以選擇具有高安全特性的協(xié)議。

想要充分利用先進技術(shù)并將流程數(shù)字化的行業(yè)需要無縫連接和互操作性。為了確保流程和端到端通信的順利自動化，OEM和行業(yè)必須分別在其產(chǎn)品和解決方案中選擇正確的通信協(xié)議。這些協(xié)議創(chuàng)建了一個跨越四個主要層的連接網(wǎng)絡(luò)，其中包括現(xiàn)場層、控制層、監(jiān)督層以及執(zhí)行和規(guī)劃層。

機器視覺與自動化系統(tǒng)中使用不同類型的工業(yè)通信協(xié)議，因為每種協(xié)議用于不同的業(yè)務(wù)和技術(shù)目的。OEM可以選擇特定的協(xié)議，因為他們的供應(yīng)商會根據(jù)他們的要求為他們提供高性能的現(xiàn)成解決方案。另一方面，最終用戶可能決定使用特定協(xié)議，因為它的地理可用性或其對行業(yè)要求的關(guān)注。獨立軟件開發(fā)商或原始設(shè)備制造商選擇特定類型的通信協(xié)議有多種原因。

各種類型的工業(yè)通信協(xié)議：

Ethernet/IP

BACnet

Modbus RTU

Modbus TCP

DeviceNet

OPC UA

ProfiNet

ProfiBus

IO-Link

EtherCAT

CC-Link

CAN Open

IEC 61131-3

ASI-Interface

LonWorks

通信協(xié)議可以是有線的或無線的。USB、SPI、12C 和以太網(wǎng)是一些用于有線協(xié)議的物理介質(zhì)。Wi-Fi、LoRa、LTE 和 BLE 是一些無線協(xié)議媒介。

1. Ethernet/IP

EtherNet/IP是一種開放式應(yīng)用協(xié)議，可通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)從工廠車間擴展到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。作為 CIP 應(yīng)用協(xié)議（通用工業(yè)協(xié)議）的重要組成部分，它被廣泛接受為各種自動化應(yīng)用提供通信能力，包括監(jiān)控、監(jiān)控、運動與同步、信息和網(wǎng)絡(luò)管理。

EtherNet/IP 協(xié)議將兩種消息傳入和傳出系統(tǒng)，并為工廠車間的操作員界面提供連接。它們是顯式消息（需要基礎(chǔ)和異步信息）和I/O 消息（連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)消息）。此消息傳輸使用面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)啟動，該體系結(jié)構(gòu)支持相同對象和設(shè)備配置文件的可重用性。從而確保在多個子網(wǎng)中運行的不同供應(yīng)商的多個設(shè)備之間的即插即用互操作性。

2. Modbus RTU 和 Modbus TCP/IP

具有主/從架構(gòu)的Modbus RTU因其可靠的性能和易用性而被廣泛使用。這種開放式串行協(xié)議使用循環(huán)冗余校驗和消息傳輸簡單的 16 位結(jié)構(gòu)。由于 OPC 服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集軟件程序、SCADA、HMI 和其他軟件程序支持它，因此很容易將該協(xié)議集成到兼容設(shè)備中。使用Mod-bus RTU 的挑戰(zhàn)之一是開發(fā)和訓(xùn)練新模型可能有點困難。Modbus TCP/IP 是一種供應(yīng)商中立的通信協(xié)議，可用于 Intranet 和 Internet 環(huán)境。此通信協(xié)議的數(shù)據(jù)事務(wù)是無狀態(tài)的，因此它們不太可能被中斷或破壞。它可用于事件記錄、高性能和時間關(guān)鍵的應(yīng)用程序。也是工業(yè)上最常用的一種通信協(xié)議。

3. PROFINET

PROFINET 是一種工業(yè)以太網(wǎng)解決方案。它是一種在控制器和設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)的通信協(xié)議。控制器可以是 PLC、DCS 或 PAC。設(shè)備可以是 I/O 塊、機器視覺系統(tǒng)、RFID 閱讀器、驅(qū)動器、過程儀器、代理，甚至其他控制器。絕大多數(shù)智能相機都支持此類通信協(xié)議。

【來源：光虎光學(xué)內(nèi)部培訓(xùn)資料】

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