随着微电子技术的出现和发展,现场总线技术日益成为国内外仪表界的关注焦点。ModBus作为一种有效支持分布式控制和实时控制的现场总线协议,以其稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强、通讯速率高、维护成本低及其独特的设计越来越受到人们的重视,并被公认为最有前途的现场总线之一。因此,基于ModBus协议的现场总线的研究与开发具有非常现实的意义。ModBus协议最早是应用于电子控制器上的一种通用语言,是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。而基于该现场总线技术的控制系统(Field control system, FCS)最大的优点就是开放性,与传统控制系统比较,代表着技术发展的潮流。本文在简要分析了国际上最具影响的几种现场总线协议的基础上,对ModBus总线协议和基于该协议的现场总线控制系统进行了研究,设计了FCS-2000现场总线控制系统,同时对设计的系统的可行性在实际中的应用做了说明。主要包括以下几部分:1、研究并阐述了ModBus协议的格式和定义及其体系结构,对该总线协议的各个部分,包括协议的传输方式、帧的构成、错误校验、功能码等给出了详尽的描述;2、研究了基于ModBus协议的现场总线控制系统的设计思想和系统结构,并设计了FCS-2000现场总线控制系统。该系统本质上是一种对生产现场进行控制和管理的网络,具有很高的实时性、可靠性、数据完整性和可用性,通过专门的接口和设备完成与上层工厂信息系统的数据交换和传递。3、通过文字、数据、图片等方式展示了研究设计的FCS-2000现场总线控制系统在一个实际的工业工程控制领域的成功应用,体现了设计的FCS-2000现场总线控制系统的可行性。同时,简要说明了系统应用的情况和市场前景。通过实际应用表明,基于ModBus总线协议设计的控制系统在可靠性、容错处理、数据交换、系统管理、抗环境干扰等方面都比传统仪表组成的系统功能强。在控制系统领域将会有很大的发展空间和市场。