將具有獨(dú)立功能而又分散在不同地理位置的多臺(tái)計(jì)算機(jī),通過通信設(shè)備和通信線路連接起來構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。PLc與計(jì)算機(jī)之問或多臺(tái)PLc之間也可直接或通過通信處理
器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),以實(shí)現(xiàn)信息交換;各PLC或遠(yuǎn)程I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行分散控制,再用網(wǎng)絡(luò)連接起來,組成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)。分布式網(wǎng)絡(luò)以適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展性好及維護(hù)簡手指套
單等優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用?;ミB和通信是網(wǎng)絡(luò)的核心,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸控制、傳輸介質(zhì)和通道利用方式是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的四大要素。
1.?dāng)?shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
在網(wǎng)絡(luò)中,通過傳輸線路互連的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)也可定義為網(wǎng)絡(luò)中通向任何一個(gè)分支的端點(diǎn),或通向兩個(gè)或兩個(gè)以上分支的公共點(diǎn)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)互連的方式和形式稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有樹型、星型、總線型和環(huán)型等。
(1)樹型結(jié)構(gòu)
樹型結(jié)構(gòu)在分級分布通信系統(tǒng)中廣泛使用。其特點(diǎn)是,通信控制軟件比較簡單,而且為控制和差錯(cuò)處理提供了一個(gè)集中點(diǎn)。結(jié)構(gòu)中處于較高位置的站點(diǎn)控制位于它下面的那些站點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。同級站點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸要通過上一級站點(diǎn)的轉(zhuǎn)接來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)某一級站點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),它下級站點(diǎn)的通信就會(huì)癱瘓,而它上級站點(diǎn)的通信仍能進(jìn)行,只是不能與該站點(diǎn)進(jìn)行通信。若一個(gè)上級站點(diǎn)連接的下級站點(diǎn)較多手指套,數(shù)據(jù)通信量較大時(shí),會(huì)發(fā)生“瓶頸阻塞”問題。
(2)總線型結(jié)構(gòu)
總線型結(jié)構(gòu)是利用總線把所有節(jié)點(diǎn)連接起來,其特點(diǎn)是所有站點(diǎn)共享一個(gè)公共通信總線,總線不封閉,容易掛接新的站點(diǎn)或摘除舊站點(diǎn)。在主干鏈路(總線)上,任何時(shí)刻只允許兩站之
間進(jìn)行通信,但任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間可通過總線直接通信,速度快,延遲開銷小。某站點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),對整個(gè)系統(tǒng)的影響較小。通信協(xié)議簡單,但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)爭用總線控制權(quán),而降低傳輸效率的
問題。通信總線一旦發(fā)生故障,整個(gè)通信系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。為了解決這個(gè)問題,通常采用冗余總線。通信介質(zhì)常使用雙絞線、同軸電纜或光纖,這種結(jié)構(gòu)特別適用于工業(yè)控制領(lǐng)域,是工業(yè)控制手指套
局域網(wǎng)中常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
(3)星型結(jié)構(gòu)
星型結(jié)構(gòu)是以中央節(jié)點(diǎn)為中心與各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接組成無塵布、無塵擦拭布,網(wǎng)絡(luò)中任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信都由中央控制站點(diǎn)控制并轉(zhuǎn)換。其特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、數(shù)據(jù)流向明確
便于程序集中開發(fā)和資源共享。但由于中央控制站點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換無塵布、無塵擦拭布,存在著“瓶頸阻塞”和“危險(xiǎn)集中”兩大問題。如果采用冗余中央控制站點(diǎn)的方法來解決
,則會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜程和成本。在小系統(tǒng)、通信不頻繁的場合可以使用。上位計(jì)算機(jī)(也稱主機(jī)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、中央處理機(jī))通過點(diǎn)到點(diǎn)的方式與各現(xiàn)場處理器(也稱從機(jī)、下位機(jī))進(jìn)行通信
就是一種星型結(jié)構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)可使用雙絞線為傳輸介質(zhì)。
(4)環(huán)型結(jié)構(gòu)
環(huán)型結(jié)構(gòu)是以環(huán)型網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)首尾順序連接形成。一個(gè)環(huán)在多數(shù)情況下,信息是以一個(gè)方向在環(huán)上從源點(diǎn)傳遞到目的點(diǎn)。每個(gè)站都是通過一個(gè)中繼器連接到網(wǎng)絡(luò)上,數(shù)據(jù)以分組形式發(fā)
送,由于多節(jié)點(diǎn)共用一條環(huán)線,需對此進(jìn)行控制無塵布、無塵擦拭布,以決定每個(gè)站什么時(shí)候可把信息放在環(huán)上發(fā)送,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有控制發(fā)送和接收的訪問邏輯,環(huán)型網(wǎng)絡(luò)常用高達(dá)10Mbps的
雙絞線作為傳輸介質(zhì)。其特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、掛接或摘除節(jié)點(diǎn)容易、安裝費(fèi)用低。每個(gè)站點(diǎn)的任務(wù)就是接收相鄰上一站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù),然后把數(shù)據(jù)發(fā)送到相鄰的下一個(gè)站點(diǎn)上。各站點(diǎn)之間可
采用不同的傳輸媒介和不同的傳輸速度。在數(shù)據(jù)通信頻繁的場合,它的傳輸效率比較高。但某個(gè)站點(diǎn)發(fā)生故障會(huì)阻塞信息通路,可靠性較差,節(jié)點(diǎn)較多時(shí)會(huì)影響傳送效率。
2.介質(zhì)訪問控制
介質(zhì)訪問控制也稱傳輸控制,是指對網(wǎng)絡(luò)通道占有權(quán)的管理和控制。局部網(wǎng)絡(luò)上的信息交換方式有兩種。
①線路交換,即發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)之間有固定的物理通道,且該通道一直保持到通話結(jié)束,如電話系統(tǒng)。
②“報(bào)文交換”或“包交換”,這種交換方式是把編址數(shù)據(jù)組,從一個(gè)轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn),直到目的站。發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間無固定的物理通道。如某節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障,則
通過其他通道把數(shù)據(jù)組送到目的節(jié)點(diǎn)。這有些像傳遞郵包或電報(bào)的方式,每一個(gè)編址數(shù)據(jù)組即類似一個(gè)郵包,故稱“包交換”或“報(bào)文交換”。
目前局域網(wǎng)應(yīng)用較多的傳輸控制有兩種即令牌傳送方式和爭用方式。