11、工业自动化网络技术解析

工业自动化网络技术解析

1. 网络拓扑结构

网络拓扑结构主要有树型和总线型，并且实际中常采用混合拓扑。

1.1 树型拓扑

树型拓扑具有层次结构，每个节点在层次结构中连接下一级的特定数量节点，该数量被称为分层树的“分支因子”。

1.2 总线型拓扑

在总线型拓扑中，每个节点通过某种连接器连接到单个总线（如电缆）。电缆两端需要进行端接以防止信号反射。信号从源节点向连接到总线的所有节点双向传播。如果节点地址不匹配，节点会忽略数据；如果匹配，则接受数据。其优点是实施成本低，因为只需要一根电线；缺点是网络管理成本高，且一旦网络电缆损坏，整个网络将瘫痪。

1.3 混合拓扑

实际应用中，网络拓扑通常是混合类型，结合多种拓扑来配置整个自动化网络。例如，将树型、星型与总线型拓扑组合用于分布式过程参数传感和控制。

2. 通信模式

在任何网络中，都会建立通信链路来连接两个设备（节点），通信链路主要有三种类型。

3. 媒体访问控制机制

在工业自动化网络中，大量节点通过物理介质相互连接并以时分复用（TDM）模式发送数据，因此需要预定义的规则（协议）来确保正确通信。媒体访问控制（MAC）机制为各个发送节点提供了访问物理介质的系统方法。以下是几种常见的MAC机制：

3.1 主从模式

主从模式（也称为轮询 - 响应模式）是从连接到总线的节点（仪器）访问信息的最常用方法。其工作流程如下：
1. 主节点按顺序向特定从节点发送消息。
2. 总线上的所有从节点都会读取消息，但只有目标从节点会识别并接受该消息。 <