随着控制技术的进步，工业控制系统已经呈现了网络化的发展趋势。伴随着现场总线技术和以太网技术的发展，工业以太网应运而生，成为了一种新型控制技术。工业以太网的出现，将为实现现场设备层的横向集成，及现场设备层与过程监控层、信息管理层的纵向集成提供契机。 Modbus协议是当今工业领域应用最为广泛的现场总线协议之一，可以用来实现不同现场总线系统的集成。基于Modbus协议的研究，对于实现第三方通信、系统集成互连和集中监控，具有实际意义。 本文在深入解读Modbus/ASCⅡ、Modbus/RTU和Modbus/TCP协议的基础上，开发了基于上述协议的一系列上位机应用软件，实现了相应的串口通信和工业以太网通信。应用采样数据，从理论上深入分析了造成三种协议下通信效率存在差异的原因。还利用罗克韦尔公司的ABSLC500、PowerFlex40变频器、BASIC-T模块等硬件设备，设计了一个基于Modbus网络的小型工业通信系统。开发了相应的应用程序，成功地实现了系统通信。通信的实现表明Modbus协议具有很好的集成互连作用。实验结果表明该系统具有良好的互操作性、确定性和效率。 此外，本文还对针对CSMA/CD访问机制及TCP/IP协议特点，以提高工业以太网的实时性为出发点，分别研究了实时性改进的有关策略。在对工业以太网实时性理论进行研究的基础上，对系统集成化这一趋势进行了初步探讨。采用SNMP协议，设计了一个现场总线与信息网络集成的方案。整个方案的设计本着实现管控一体化，性能实时化、确定化、高效化的目标而展开。所设计的方案对于系统集成理论的发展具有一定的参考价值。