在工业数据采集中，数据的采集、传输和处理都离不开一种“语言”——这就是工业通信协议。可以说，通信协议是将各种设备、传感器和系统连接在一起的桥梁，让它们能够“说”同一种语言，从而顺利地实现数据的传递和控制。
那么，在这个复杂的工业世界中，常见的通信协议有哪些？它们又各自具备什么特点呢？今天，我们就来探讨一下那些常见的工业通信协议，帮助管理者们在构建数据采集系统时做出明智的选择。
Modbus：工业界的“通用语言”
如果你在工厂工作过，那么你一定听说过Modbus。作为最早的一种工业通信协议，Modbus就像是一种通用的工业“语言”，被广泛应用于各类自动化设备的数据交换。
Modbus的优势
简单易用：Modbus协议设计简单，易于实现和维护。
高兼容性：几乎所有的工业设备和系统都支持Modbus，兼容性极强。
多种变体：支持Modbus RTU（基于串行通信）和Modbus TCP（基于以太网），可以适应不同的工业应用场景。
常见设备
各类传感器设备
应用实例
Modbus通常用于监控和控制生产设备，比如在传送带系统上，Modbus可以传输传感器数据，实时监测设备的运行状态，从而实现精准控制。
还有各类传感器设备，例如温度、重量、压力等传感器的变送器，基本都采用Modbus作为传输协议，把数据传输到PC或排产管理、仓储管理等系统中。
OPC-UA：现代工业的“智能语言”
随着工业4.0和智能制造的兴起，越来越多的工厂开始转向OPC-UA（开放平台通信统一架构）协议。相比Modbus，OPC-UA不仅仅是一个通信协议，更是一个全面的数据交换平台，它集成了多种功能，使得工业设备之间的数据交换更为智能和高效。
OPC-UA的特点：
平台无关性：OPC-UA可以在不同的操作系统和硬件平台上运行，具有高度的兼容性。
安全性高：OPC-UA内置了安全机制，包括加密和认证功能，确保数据传输的安全性。
信息模型：支持复杂的数据模型，可以传输更多种类的数据，如温度、速度、质量等，适合复杂的自动化系统。
常见设备
新一代数控系统、DCS系统
适用场景：
在化工领域，因此通常会用DCS（分布式控制系统）进行不同工段的统一控制，这里涉及到非常复杂和大量的数据监控点，监控的同时还必须确保足够的安全性。因此，往往采用OPC-UA作为其传输协议。
Profibus/Profinet：西门子家族的“专用语言”
Profibus和Profinet都是西门子公司开发的工业通信协议，二者的关系就像是Modbus和Modbus TCP一样。Profibus主要用于串行通信，而Profinet则基于以太网进行数据传输。
Profibus的特点
高可靠性：Profibus在现场总线系统中表现优异，尤其适合需要高实时性和高可靠性的场景。
多种应用：可用于各种类型的自动化系统，如PLC、传感器、驱动器等。
Profinet的优点：
高速传输：基于以太网的Profinet能够实现高速数据交换，适合大规模自动化生产线的实时控制。
集成性强：Profinet可以与IT系统无缝对接，支持大规模数据的集成和分析。
常见设备
西门子PLC、西门子伺服器
典型应用
Profibus一般运用在采用西门子PLC的大型设备上，如高速冲压机，高速工业相机等需要实时性特别高的场景中。
EtherCAT：工业实时控制的“高速公路”
在工业应用中，一些场景对数据传输的实时性要求极高，比如机械手臂的精确控制或高速装配线的协同运作。这时候，EtherCAT协议便成为了理想选择。EtherCAT是由德国倍福公司开发的一种实时工业以太网协议，以其高速和高精度而闻名。
EtherCAT的优势
超高速：EtherCAT能够在极短的时间内传输大量数据，非常适合高实时性的应用场景。
灵活拓扑：支持星形、树形、菊花链等多种网络拓扑结构，便于工业现场的灵活布置。
成本优势：相比其他高速通信协议，EtherCAT的实现成本较低，性价比高。
常见设备
机械臂、自动生产线
应用实例
EtherCAT一般会用在如汽车装配线、电子产品总装产线，这类在高度自动化的同时还需要经常变更工艺流程的产线上。
CAN Bus：嵌入式系统的“短距离语言”
CAN Bus是一种适用于短距离、低成本、高可靠性的通信协议。它最早应用于汽车领域，但现在也广泛用于工业自动化中，特别是在嵌入式系统和设备控制方面。
CAN Bus特点
高容错性：CAN Bus具有较高的容错能力，即使在恶劣的工业环境下也能保证数据的准确传输。
低成本：适合中小型自动化系统和嵌入式设备，节省成本。
实时性：CAN Bus能够实现低延迟的数据传输，非常适合嵌入式控制系统。
常见设备
车、船、飞机等交通工具系统
适用场景
CAN Bus目前是车载系统的主流通信协议，一般用在新能源车的车机系统、大型工程设备（塔吊、装载机等）远程监控场景中。
BACnet：楼宇自动化的“专属语言”
BACnet是一种专门为楼宇自动化设计的通信协议，广泛应用于暖通空调（HVAC）、照明、安防和消防系统中。它通过一个统一的平台，将楼宇内的各个系统连接在一起，实现集中管理和控制。
BACnet特点：
·高度集成：能够将多个楼宇系统（如HVAC、照明、安全等）整合到一个平台上。
·兼容性强：支持多种通信方式，包括IP、RS-485等，适合不同类型的楼宇自动化设备。
·开放性：BACnet是一个开放标准，易于与其他系统集成。
常见设备
中央空调、门禁、电梯、车闸、灯光
典型应用
在工业厂房或办公楼中，BACnet可以用于整合厂区的环境控制和安防系统，为生产设备和人员提供安全、舒适的工作环境。
私有协议：定制化的“企业语言”
在一些大型企业或特定设备制造商中，私有协议是一种常见的解决方案（如三菱、松下、法纳克等国际化设备品牌）。私有协议通常由设备制造商或工厂根据自身需求定制，确保设备间通信的专属性和高效性。
私有协议的优势
高度定制化：可以根据企业的特定需求进行量身定制，适配性极高。
数据安全性：私有协议通常包含独特的加密和认证方式，确保通信数据的安全性和保密性。
紧密集成：由于是定制开发的协议，私有协议可以与企业现有的系统和设备紧密集成，实现高效的数据流通。
常见设备
注塑机、CNC、各大品牌PLC、质量检测设备
应用场景
例如，一些大型注塑机制造商会开发自己的私有协议，确保其设备在不同模块之间能够无缝通信。这种协议可以实时传输注塑过程中的压力、温度、循环时间等核心参数，以优化生产效率。同样地，一些CNC机床制造商也会使用私有协议，帮助客户在其特定设备环境下实现精准控制和数据采集。
标签：协议,系统,通信协议,Modbus,从零开始,数采,工业,设备 From： https://blog.csdn.net/liheng88/article/details/143213907数据采集的基础是掌握机器的语言。
选择一款对各种协议都支持的网关产品，或选择一家具有丰富现场经验，并具备协议开发能力的企业，是数字化项目成功的关键。如果您的工厂有数据采集相关的疑难点，不妨在帖子下留言，我将尽我所能的为您解答。