浅谈边缘计算网关中的EtherNet/IP、ModBus和OPC UA工业通信协议

大家好，今天我要和大家聊聊三个在工业自动化领域非常重要的通信协议：EtherNet/IP、ModBus和OPC UA。它们作为三大主流的工业通信协议，在边缘计算网关中扮演着至关重要的角色，它们各自独特的特性和优势使得边缘计算系统能够高效、灵活地与各种工业设备进行数据交换与控制。

EtherNet/IP、ModBus和OPC UA工业通信协议

EtherNet/IP，作为基于以太网的控制网络协议，以其高速、可靠和易于集成到现有IT网络中的特点，在边缘计算网关中尤为受欢迎。通过EtherNet/IP，网关能够无缝连接基于CIP（Common Industrial Protocol）的设备，实现实时数据通信和远程控制，为智能制造和工业自动化提供了强大的数据支撑。

EtherNet/IP的工作原理其实和以太网差不多，都是通过发送和接收数据包来进行通信。不过，它还有一些特殊的地方。首先，EtherNet/IP能够处理模拟信号，也就是说，它可以把连续变化的信号，比如温度、湿度，转换成数字信号，这样就可以通过网络传输了。其次，EtherNet/IP的实时性非常好，可以快速地响应工业生产中的各种变化。

而ModBus，这一历史悠久且广泛应用的协议，以其简单性和灵活性著称。在边缘计算场景中，ModBus协议支持多种物理层接口，如RS-232、RS-485等，使得网关能够轻松接入传统工业设备，进行数据采集和指令下发。即便是在复杂的工业环境中，ModBus也能通过其主从站架构，实现高效、稳定的数据传输。

ModBus的工作原理是基于串行通信的。也就是说，数据是一点一点地传输的，不像以太网那样是一整包数据。这种通信方式虽然速度相对较慢，但胜在简单、稳定，而且成本低。

至于OPC UA（OLE for Process Control Unified Architecture），则是一种面向未来的、安全的通信协议。在边缘计算网关中，OPC UA不仅提供了强大的数据建模和交换能力，还通过其内置的安全机制，确保了数据传输的完整性和机密性。这使得OPC UA成为连接边缘计算与云端、实现跨平台、跨厂商数据共享的理想选择。

OPC UA的工作原理是基于客户端-服务器架构的。客户端可以向服务器发送请求，服务器则会返回相应的数据。这种通信方式非常适合跨系统通信，比如连接不同的工业自动化系统和软件平台。

EG系列边缘计算网关中的工业协议支持

 在EG系列边缘计算网关中，我们可以使用不同的Node-RED节点，来轻松完成与不同的工业协议的对接工作。在EtherNet/IP对接的时候，由于EtherNet/IP采用网口通信，所以需要确定网关的LAN口与PLC的IP在同一网段。然后从左侧拖入对应的PLC节点，并配置节点设置项和数据点位设置信息，就能完成该协议的通信了。具体可以参考这里。

而针对ModBus协议，EG边缘计算网关，不仅支持使用modbus请求节点/modbus解析节点匹配设置来解析数据，还支持使用modbus读/modbus写/modbus服务等多个特色功能节点，方便用户对接该协议。

最后是对于OPC UA，EG网关提供了Browse节点快速浏览/订阅OPC UA Server中的数据标签。Server节点用于将EG8200边缘计算网关采集到的数据转换为符合OPC UA的数据临时存储在本地，以供局域网内的OPC UA客户端读写。EG边缘计算网关还提供了Client节点用于和OPC UA服务端通信。支持匿名登录和用户名密码登录。这些节点可以帮助用户非常快速地完成项目部署，节约项目开发成本。

其实，EG系列边缘计算网关是多协议支持的边缘计算网关。

• 数据协议支持：标准的modbus协议、OPCUA协议、支持99%的PLC协议（西门子s7系列、三菱网口mc协议、AB、Beckhoff（倍福）、欧姆龙fins协议、PANASONIC（松下）、LS产电、罗克韦尔、汇川、基恩士、台达、信捷、麦格米特、安川、永宏、富士、丰炜、通用电气等），当前对非标协议可以通过JS语言去解析实现；

• 网络协议支持：TCP/MQTT/UDP/HTTP/websocket等协议；

• 行业协议支持：环境规约HJ212、电力DLT645-2007 、IEC104、CJT188协议。

总结

EtherNet/IP、ModBus和OPC UA在边缘计算网关中的应用，不仅增强了系统的灵活性和扩展性，还提升了数据传输的安全性和效率。随着工业4.0和智能制造的深入发展，这些协议将继续在边缘计算领域发挥关键作用，推动工业生产的智能化、网络化进程。