工业通信协议定义为“数字消息格式和规则的正式描述”。这些协议集成在硬件系统和软件程序中。通信协议的核心功能是在不同的系统、设备或软件程序之间发送和接收消息，用于模拟和数字通信。简而言之，工业通信驱动程序和协议构成了工业自动化的基础。机器视觉亦离不开工业通信手段。

许多类型的通信协议用于不同的目的。它们可用于传输信号、同步设备、检测错误以及执行更多操作。行业使用多种类型的通信协议，因为每种协议都是为特定目的和应用而设计的。例如，以太网/IP 协议是一种具有高功能的重型通信协议，可用于各种应用。另一方面，Modbus 协议是提供通用读/写访问的轻量级通信协议。因此，任何自动化系统中使用的通信协议类型取决于OEM以及最终用户的需要和要求。独立软件供应商可以选择具有高安全特性的协议。

想要充分利用先进技术并将流程数字化的行业需要无缝连接和互操作性。为了确保流程和端到端通信的顺利自动化，OEM和行业必须分别在其产品和解决方案中选择正确的通信协议。这些协议创建了一个跨越四个主要层的连接网络，其中包括现场层、控制层、监督层以及执行和规划层。

机器视觉与自动化系统中使用不同类型的工业通信协议，因为每种协议用于不同的业务和技术目的。OEM可以选择特定的协议，因为他们的供应商会根据他们的要求为他们提供高性能的现成解决方案。另一方面，最终用户可能决定使用特定协议，因为它的地理可用性或其对行业要求的关注。独立软件开发商或原始设备制造商选择特定类型的通信协议有多种原因。

各种类型的工业通信协议：

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

通信协议可以是有线的或无线的。USB、SPI、12C 和以太网是一些用于有线协议的物理介质。Wi-Fi、LoRa、LTE 和 BLE 是一些无线协议媒介。

1. Ethernet/IP

EtherNet/IP是一种开放式应用协议，可通过互联网将数据从工厂车间扩展到企业网络。作为 CIP 应用协议（通用工业协议）的重要组成部分，它被广泛接受为各种自动化应用提供通信能力，包括监控、监控、运动与同步、信息和网络管理。

EtherNet/IP 协议将两种消息传入和传出系统，并为工厂车间的操作员界面提供连接。它们是显式消息（需要基础和异步信息）和I/O 消息（连续传输的数据消息）。此消息传输使用面向对象的体系结构启动，该体系结构支持相同对象和设备配置文件的可重用性。从而确保在多个子网中运行的不同供应商的多个设备之间的即插即用互操作性。

2. Modbus RTU 和 Modbus TCP/IP

具有主/从架构的Modbus RTU因其可靠的性能和易用性而被广泛使用。这种开放式串行协议使用循环冗余校验和消息传输简单的 16 位结构。由于 OPC 服务器、数据采集软件程序、SCADA、HMI 和其他软件程序支持它，因此很容易将该协议集成到兼容设备中。使用Mod-bus RTU 的挑战之一是开发和训练新模型可能有点困难。Modbus TCP/IP 是一种供应商中立的通信协议，可用于 Intranet 和 Internet 环境。此通信协议的数据事务是无状态的，因此它们不太可能被中断或破坏。它可用于事件记录、高性能和时间关键的应用程序。也是工业上最常用的一种通信协议。

3. PROFINET

PROFINET 是一种工业以太网解决方案。它是一种在控制器和设备之间交换数据的通信协议。控制器可以是 PLC、DCS 或 PAC。设备可以是 I/O 块、机器视觉系统、RFID 阅读器、驱动器、过程仪器、代理，甚至其他控制器。绝大多数智能相机都支持此类通信协议。

【来源：光虎光学内部培训资料】

【图片来源：官方标识】