Modbus协议与USS协议的主要区别-如何挑选

一、Modbus协议

Modbus早间是由Modicon（现为施耐德电器）于1979年开发的串行通信协议，最初用于PLC间的数据交换，成为工业自动化中最早且最广泛采用的串口通信标准。它有多个变体，包括Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP，支持通过RS-232/RS-485串行通信和以太网传输。Modbus采用主从结构，主站发起请求，多个从站根据请求进行响应。它使用线性总线拓扑，通过RS-232或RS-485物理层连接设备。Modbus协议简洁且稳定，广泛应用于各种工控自动化系统，且至今仍在不断发展，支持新的变体如Modbus/TCP。

二、USS协议

USS（通用串行接口）协议是西门子开发的串行通信协议，专用于控制其AC和DC驱动器系列，支持读取/写入过程数据、监控寄存器，并通过总线修改驱动器参数。USS协议也采用主从结构，主站通常为PLC，从站为驱动器，使用RS-485物理层。它允许在驱动器上进行精确的控制和监控，广泛应用于西门子的SINAMICS和MICROMASTER等变频器系列。USS协议已演变为Profibus-DP驱动器配置文件，适用于更广泛的设备，如Danfoss、Eurotherm等。与Modbus相比，USS协议是专门为西门子的驱动器和控制器定制的，且在设备间的数据交换和控制上具有更高的定制性和精确性。

三、USS协议和MODBUS协议的主要区别

（一）通信架构：主从模式与数据传输

Modbus和USS协议都采用主从模式，其中Modbus协议的主站可以是任何设备（如PLC、计算机等），从站是感应器、执行器等外部设备。主站通过请求和响应形式传输数据，主站发送请求，从站返回数据。而USS协议的主站通常是西门子的PLC（如S7系列），从站是西门子控制器。USS不仅传输控制参数，还支持获取和修改运行参数，专注于驱动控制和监控。

（二）传送数据：信息结构形态编码

在传送数据方面，Modbus协议根据存储器（Registers）完成数据的传输，每一个存储器可以承载不同种类的数据信息，如离散变量键入、离散变量导出、键入存储器、维持存储器等。这种存储器在数据传输中扮演着关键人物角色，域名用不同的功能码来访问这种存储器。

USS协议则更加专注于驱动器的操作控制监管。它消息格式简约，关键传送控制代码（如运行、终止、速度调整等）以及设备配置信息。因为USS协议的运用比较专一，因而它的功能比Modbus协议的作用要简化很多。

（三）主要用途和设备适用

Modbus协议广泛应用于各种机器设备之间的通信，如PLC、感应器、变频调速器、执行机构等。Modbus的优势是其开放式，设备生产厂家可以根据实际情况完成Modbus适用，这使其变成跨知名品牌设备机房的要求通讯协议。

USS协议则专门用来西门子机器设备，特别是在其变频调速器、控制器和PLC之间的通信中应用较为广泛。虽然USS协议仅限特殊厂家的机器设备，但它在这种设备之间的兼容模式和高效化上面有明显优点。

（四）性能和传输速度

Modbus协议性能某些情况下可能会受到其数据文件结构与传输速度限制。特别是在串口通信模式中，Modbus RTU一般的传输速度比较低，尽管能通过Modbus TCP提升速度，但是其通信的延迟和网络带宽仍然是一个制约因素。

与其不一样，USS协议在降低控制器层面表现的更高效。因其专门给西门子的驱动和PLC设计方案，USS可以在各种设备之间给予更快地通讯速度与较低的延迟时间。其致力于少量实际操作传送数据，而非繁杂的机器通信，因而在一定运用中，它的性能明显优于Modbus。

（五） 稳定性与可扩展性

Modbus协议的稳定性比较高，尤其是在工业生产环境里，它已被证明在各类设备机房的长时间运行中安全可靠。但是，Modbus的可扩展性较为有限，特别是在必须联接很多设备和应用繁杂算法设计时，Modbus很有可能不能满足更为复杂要求。

USS协议在西门子机器的控制中展示出相对较高的稳定性和可靠性，但是它的可扩展性也相对较弱，由于其设计关键能够满足特殊机器设备（如西门子变频调速器）的需要。如果涉及到跨知名品牌机器设备的通信，USS协议的适用范围会受到非常大限定。

四、挑选协议的参考标准

在选择用Modbus或USS协议时，客户应该根据设备型号、业务需求及其通讯自然环境来作出决策。假如需要实现多个品牌设备之间的互用，Modbus可谓是更加合适的选择。它开放性和跨知名品牌兼容模式进而在各种工业工业自动化中广泛应用。但是如果应用领域牵涉到很多西门子机器的控制和监管，USS协议则以其高效率、专业化的设计而更有优势。