《工业控制系统信息安全》课件_第二节 工业数据通信的实例与仿真 -p2.pptx

ModBus通信协议主从查询—回应Modbus协议是一个master/slave架构的协议。有一个节点是master节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave节点。每一个slave设备都有一个唯一的地址。ModBus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据和错误检测域。从设备回应消息也由ModBus协议构成，包括确认要行动的域、要返回的数据和错误检测域。所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令。所有的Modbus命令包含了检查码，以确定到达的命令没有被破坏。基本的ModBus命令能指令一个RTU改变它的寄存器的某个值，控制或者读取一个I/O端口，以及指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据功能代码告之从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。

常用ModBus协议ASCII方式起始位设备地址功能代码数据LRC校验结束符1个字符2个字符2个字符N个字符2个字符2个字符RTU方式起始位设备地址功能代码数据CRC校验结束符T1-T2-T3-T48位8位N个字符2个字符T1-T2-T3-T4数据的校验的方式有两种，LRC（纵向冗余校验）和CRC（循环冗余校验）。以太网格式

常用ModBus协议主设备查询格式从设备响应格式

现场总线现场总线被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线控制系统既是一个开放的通信网络，又是一种全分布控制系统。它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。这是一项以智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络为主要内容的综合技术。

现场总线现场总线是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络，是以数据通信代替传统4~20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemount公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），ModBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有80%左右的市场。

现场总线现场总线除具有一对N结构、互换性、互操作性、控制功能分散、互连网络、维护方便等优点外，还具有如下特点：网络体系结构简单综合自动化功能容错能力强提高了系统的抗干扰能力和测控精度

现场总线-FF总线基金会现场总线FF（FoundationFieldbus）FF的参考模型具备ISO/OSI参考模型中的三层，即物理层、数据链路层和应用层，并按照现场总线的实际要求，把应用层划分为两个子层——总线范围子层与总线报文规范子层。此外，FF增加了用户层，因此可以将通信模型看作是四层。物理层规定了信号如何发送；数据链路层规定如何在设备间共享网络和调度通信；应用层规定了在设备间交换数据、命令、事件信息以及请求应答中的信息格式；用户层用于组成用户所需要的应用程序，如规定标准的功能块、设备描述，实现网络管理、系统管理等。

现场总线-过程现场总线ProfiBusProfiBus是PROCESSFieldbus的缩写。ProfiBus针对不同的应用需要推出了三种类型：ProfiBus-DP(DecentralizedPeriphery)、ProfiBus-PA(ProcessAutomation)和ProfiBus-FMS(FieldbusMessageSpecification)。这三种类型均使用统一的总线访问协议，其中PROFIBUS-DP采用经过优化的高速、廉价通信连接，专为自动控制系统和设备级的分散I/O之间通信设计，能满足设备级分布式控制系统的实时性、稳定性和可靠性的要求；PROFIBUS-PA专为过程自动化设计，数据传