iec61850协议和modbus协议的核心区别

iec61850协议和modbus协议的核心区别

在现代工控自动化和电力系统中，IEC 61850和Modbus是两个常见的通讯协议。尽管它们都用以设备间的数据传输与控制，但设计构思、主要用途、通讯系统等方面存在明显差异。本文将详细讨论IEC 61850与Modbus协议的关键差别，有利于了解其各自的优势和可用领域。

1.设计概念与目标

IEC 61850

• 设计概念：IEC 61850是专门为电力系统中的变电站自动化设计的通信协议。选用面向对象的建模方法，旨在标准变电站设备之间的通信，实现高可执行性和灵活性。
• 目标：提供统一的通信平台，适用于及时传输数据、高速通信和复杂的维护控制功能，满足现代智能能源的需要。

Modbus

• 设计构思:Modbus是一种较早的工业通信协议，最初由Modicon企业(现施耐德电气)于1979年开发，用以可编程逻辑控制器（PLC）二者之间的通信。选用主从从。（Master-Slave）结构紧凑，便于进行。
• 目标：为机械设备和控制系统中间的数据传输给予简易可靠的通信方式。

2. 通信体系

IEC 61850

• 面向对象的模型：IEC 61850挑选面向对象的方式，将变电站设备和结构抽象为逻辑节点和数据对象，便于统一管理和相互操作。
• 通信服务：提供多种通信服务，如汇报控制块（Report Control Block，RCB）、采样值（Sampled Values，SV）和一般目标导向配电站（Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE），满足不同的及时传输数据规定。
• 协议栈：依据以太网和TCP/IP协议栈，适用于高带宽、快速传输数据。

Modbus

• 存储器和位置地址：Modbus挑选存储器和位置地址来表示设备的数据和状况，数据模型非常简单。
• 通信方式：可用二种基本通信方式：Modbus RTU(串口通讯)和Modbus TCP(依据以太网的通信)。RTU依据RS-232或RS-485插孔进行通信，而TCP则按照以太网进行通信。
• 主从构造：Modbus挑选主从构造，主设备（如PLC或计算机）轮查设备（如感应器或执行器）获取数据或推送命令。

3. 互操作性和扩展性

IEC 61850

• 高互操作性：由于采用规范化的对象模型和通信服务，IEC 61850设备具有很高的互操作性，适用于不同厂家设备的无缝集成。
• 扩展性强：面向对象的协议模型和规范化语言（SCL）推动系统拓展和优化变得简单，可以满足供电系统高速发展的规定。

Modbus

• 有限的互操作性：尽管Modbus协议简易广泛应用，但不同厂家的设备进行可能会有所不同，导致互操作难题。
• 扩展性有限：Modbus的数据模型和通讯系统较为简单，对需要繁杂操作和大量传输数据的应用，扩展性相对较弱。

4. 主要用途

IEC 61850

• 供电系统：专为电力系统中的变电站自动化设计，广泛用于配电站、配网和智能能源中。
• 高实用性要求：适用于务必迅速传输数据和实时响应的运用，如维护操作、故障测试和同歩测量。

Modbus

• 工控自动化：广泛用于PLC等工业自动化技术中、HMI(人机界面)、SCADA(监测和数据管理系统)等。
• 传送数据简易：适用于传输数据和设备控制较为简单、无高带宽、通信服务繁杂的场地。

5. 安全性

IEC 61850

• 嵌入安全机制：IEC 61850包括一些安全机制，如身份验证、加密和密钥管理，以保证供电系统的通信安全。
• 适应现代规定：随着智能能源的发展，IEC为应对网络安全威胁，61850协议不断演变，增加了更多的安全功能。

Modbus

• 安全功能有限：传统Modbus协议欠缺内置的安全机制，通信数据容易被捕捉和仿冒。Modbus虽然TCP需要根据网络安全策略(如VPNP)、IPSec）提升安全性，但协议自身对安全性的可用有限。
• 适用于封闭环境：因为安全功能偏少，Modbus更适用于封闭工业网络或通过物理隔离确保安全界面。

IEC 61850与Modbus协议在设计构思、通讯系统、互操作性、主要用途和安全性等方面存在明显差异。IEC 61850专为供电系统设计，具有高互操作性、高速通信和丰富通信服务，适用于当今智能能源。Modbus因其简易性和可靠性广泛用于工业控制自动化，适用于简易的数据传输与控制。掌握这些关键差别，有益于在每个应用场景中选择合适的通讯协议，优化软件设计和性能。