11、工业自动化网络：拓扑、通信与协议解析

工业自动化网络：拓扑、通信与协议解析

在工业自动化领域，网络的构建和通信至关重要。不同的网络拓扑结构、通信模式、媒体访问控制机制以及通信协议，共同构成了工业自动化网络的基础。下面将详细介绍这些方面的内容。

网络拓扑结构

网络拓扑结构是指网络中各个节点之间的连接方式。常见的拓扑结构有树形、总线型等，实际应用中通常采用混合拓扑结构。
- 树形拓扑 ：在树形拓扑中，节点分层连接，每个节点在层次结构中与下一级的特定固定数量的节点相连，这个数量被称为层次树的“分支因子”。
- 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）。为防止信号反射，电缆两端需要进行终端处理。信号从源节点向两个方向传输到总线上连接的所有节点。如果节点地址不匹配，节点将忽略数据；如果匹配，则接受数据。总线型拓扑实现成本较低，但网络管理成本较高。而且，由于只使用一根电缆，一旦电缆中断，整个网络将瘫痪。

在实际应用中，网络拓扑通常是混合类型，例如将树形、星形与总线型拓扑结合，用于分布式过程参数的传感和控制。

通信模式

在任何网络中，都需要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。

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）模式尝试发送数据。因此，需要一些预定义的规则（协议）来确保节点之间能够正确通信。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：
- 主从模式 </