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)通信驅動程序和協(xié)議構成了工業(yè)自動化的基礎。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用而設計的。例如，以太網/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絡，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)務和技術目的。OEM可以選擇特定的協(xié)議，因為他們的供應商會根據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)要求的關注。獨立軟件開發(fā)商或原始設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 和以太網是一些用于有線協(xié)議的物理介質。Wi-Fi、LoRa、LTE 和 BLE 是一些無線協(xié)議媒介。

1. Ethernet/IP

EtherNet/IP是一種開放式應用協(xié)議，可通過互聯(lián)網將數(shù)據從工廠車間擴展到企業(yè)網絡。作為 CIP 應用協(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用提供通信能力，包括監(jiān)控、監(jiān)控、運動與同步、信息和網絡管理。

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（需要基礎和異步信息）和I/O 消息（連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據消息）。此消息傳輸使用面向對象的體系結構啟動，該體系結構支持相同對象和設備配置文件的可重用性。從而確保在多個子網中運行的不同供應商的多個設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 位結構。由于 OPC 服務器、數(shù)據采集軟件程序、SCADA、HMI 和其他軟件程序支持它，因此很容易將該協(xié)議集成到兼容設備中。使用Mod-bus RTU 的挑戰(zhàn)之一是開發(fā)和訓練新模型可能有點困難。Modbus TCP/IP 是一種供應商中立的通信協(xié)議，可用于 Intranet 和 Internet 環(huán)境。此通信協(xié)議的數(shù)據事務是無狀態(tài)的，因此它們不太可能被中斷或破壞。它可用于事件記錄、高性能和時間關鍵的應用程序。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)以太網解決方案。它是一種在控制器和設備之間交換數(shù)據的通信協(xié)議?？刂破骺梢允?PLC、DCS 或 PAC。設備可以是 I/O 塊、機器視覺系統(tǒng)、RFID 閱讀器、驅動器、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：光虎光學內部培訓資料】

【圖片來源：官方標識】