一、 問(wèn)題提出：
1 ．什么是可編程控制器的通信？
2 ．通信的方式有哪些？
3 ．什么是實(shí)時(shí)性？
4 ．可編程序控制器之間是如何連接的？
可編程序控制器的組網(wǎng)與通訊是近年來(lái)自動(dòng)化領(lǐng)域頗受重視的新興技術(shù)。在可編程控制器及其網(wǎng)絡(luò)中存在兩類通信：一類是并行通信，另一類是串行通信。
二、通信方法的含義
可編程控制器網(wǎng)絡(luò)是由幾級(jí)子網(wǎng)復(fù)合而成，每級(jí)子網(wǎng)中都配置不同的協(xié)議，其中大部分是公司的專用通信協(xié)議。
各級(jí)子網(wǎng)的通信過(guò)程是由通信協(xié)議決定的。從根本上講，要搞清楚某級(jí)可編程控制器子網(wǎng)的通信就必須徹底剖析它所采用的通信協(xié)議，這個(gè)工作量很大，更何況大多數(shù)又都是各公司的專用協(xié)議。繁瑣的協(xié)議規(guī)定常會(huì)掩蓋問(wèn)題的本質(zhì)，通常會(huì)遇到這樣的情況：兩個(gè)公司的專用協(xié)議，從協(xié)議的規(guī)定，幀格式等表面現(xiàn)象看可能有明顯的不同，然而它們關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)通信的思路卻極為相似，如出一轍。抓住它們的同一性，就會(huì)把表面上孤立無(wú)關(guān)的事情串聯(lián)起來(lái)。正是基于這樣一種思想，我們引入了“通信方法”這一概念。
可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的各級(jí)子網(wǎng)無(wú)論采用總線結(jié)構(gòu)，還是環(huán)形結(jié)構(gòu)，它的通信介質(zhì)是共享資源。掛在共享介質(zhì)上的各站要想通信，首先要解決共享通信介質(zhì)使用權(quán)的分配問(wèn)題，這就是常說(shuō)的存取控制或訪問(wèn)控制。
一個(gè)站取得了通信介質(zhì)使用權(quán)，并不等于完成了通信過(guò)程，還有怎樣傳送數(shù)據(jù)的問(wèn)題，這就是常說(shuō)的數(shù)據(jù)傳送方式。比如說(shuō)采用的數(shù)據(jù)傳送方式是否要先建立一種邏輯連接，然后再傳送？所采用的數(shù)據(jù)傳送方式發(fā)給對(duì)方的數(shù)據(jù)是否要對(duì)方應(yīng)答？發(fā)出去的數(shù)據(jù)是由一個(gè)站收，或者多個(gè)站收，還是全體接收？諸如此類就是所謂的數(shù)據(jù)傳送方式。
這里所謂的通信方法 = 存取控制方式 + 數(shù)據(jù)傳送方式。本來(lái)存取控制方式與數(shù)據(jù)傳送方式都是通信協(xié)議有關(guān)層次的內(nèi)容，這里專門(mén)把它們抽出來(lái)加以介紹，是因?yàn)橛盟鼈儊?lái)描述一種通信過(guò)程與人們意念上有關(guān)通信的概念非常接近。對(duì)于局域網(wǎng)來(lái)說(shuō)，存取控制方式與數(shù)據(jù)傳送方式是其通信協(xié)議最核心的內(nèi)容。
三、工業(yè)局域網(wǎng)實(shí)時(shí)性的含義
工業(yè)局域網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性是有要求的，各級(jí)子網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不同。通常愈靠底層的子網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求愈高，愈靠上層的子網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求愈低。
實(shí)時(shí)性通常采用“響應(yīng)時(shí)間”來(lái)定量描述。響應(yīng)時(shí)間是指某一系統(tǒng)對(duì)輸入做出響應(yīng)所需的時(shí)間，以 ms, s, min, h 為計(jì)量單位。響應(yīng)時(shí)間越短，就標(biāo)志著系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性越好。
可編程控制器網(wǎng)絡(luò)中，各站通過(guò)通信子網(wǎng)互連在一起，當(dāng)某站對(duì)子網(wǎng)請(qǐng)求通信時(shí)，它對(duì)響應(yīng)時(shí)間是有要求的。不同站對(duì)實(shí)時(shí)性的要求可能不同，同一站中不同通信任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求也可能不同。一項(xiàng)通信任務(wù)的實(shí)時(shí)性得到滿足是指其響應(yīng)時(shí)間小于規(guī)定的時(shí)限；一個(gè)站的實(shí)時(shí)性合乎要求是指該站提出的所有通信任務(wù)在指定的時(shí)限內(nèi)都能獲得響應(yīng)。整個(gè)通信子網(wǎng)的實(shí)時(shí)性符合要求是指分布在子網(wǎng)上每一個(gè)站的每項(xiàng)通信任務(wù)的實(shí)時(shí)性均得到保證。
要保證可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性必須滿足下列三個(gè)時(shí)間約束條件：
（ 1 ）必須限定每個(gè)站每次取得通信權(quán)的時(shí)間上限值，以防某一站長(zhǎng)期霸占子網(wǎng)而導(dǎo)致其它各站實(shí)時(shí)性惡化。
（ 2 ）應(yīng)當(dāng)保證在某一固定的時(shí)間周期內(nèi)，通信子網(wǎng)上的每個(gè)站都有機(jī)會(huì)取得通信權(quán)，這將為每個(gè)站提供基本實(shí)時(shí)性。
（ 3 ）對(duì)于重要的站可優(yōu)先服務(wù)，對(duì)于某項(xiàng)緊急通信任務(wù)應(yīng)當(dāng)給予優(yōu)先處理，應(yīng)當(dāng)可以用靜態(tài)（固定）的方式賦予某些站以較高的優(yōu)先權(quán)，應(yīng)當(dāng)可以用動(dòng)態(tài)（臨時(shí)）方式賦予某些緊急任務(wù)緊急以較高的優(yōu)先權(quán)。
可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性首先是由它所選用的存取控制方式來(lái)保證的。此外提高實(shí)時(shí)性還可以通過(guò)減少通信協(xié)議的層數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般靠底層的子網(wǎng)采用只包含 3 層通信協(xié)議的塌縮結(jié)構(gòu)，這正是為了提高實(shí)時(shí)性，另外選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳送方式對(duì)于提高實(shí)時(shí)性有明顯的效果，發(fā)送數(shù)據(jù)要求對(duì)方應(yīng)答，比無(wú)應(yīng)答服務(wù)慢得多，要求連接又要應(yīng)答的服務(wù)則更慢，而廣播式通信最快。當(dāng)然不能只考慮實(shí)時(shí)性，還要考慮可靠性。
四、可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)的概念
可編程控制器網(wǎng)絡(luò)包括可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)兩種，人們常常不加以區(qū)分，把這兩種可編程控制器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)成一回事，其實(shí)它們是不同的。
1 ．可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)
（ 1 ）功能
可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)是只傳送 on/off 開(kāi)關(guān)量，且一次傳送的數(shù)據(jù)量較少的網(wǎng)絡(luò)。例如可編程控制器的遠(yuǎn)程 I/O 鏈路，通過(guò) bbbb 區(qū)交換數(shù)據(jù)的可編程控制器同位系統(tǒng)。
（ 2 ）特點(diǎn)
可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)盡管要傳送的開(kāi)關(guān)量遠(yuǎn)離可編程控制器，但可編程控制器對(duì)它們的操作，就像直接對(duì)自己的 I/O 區(qū)操作這樣簡(jiǎn)單、方便迅速。
2 ．可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)
（ 1 ）功能
可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)又稱高速數(shù)據(jù)公路，這類網(wǎng)絡(luò)既可傳送開(kāi)關(guān)量又可傳送數(shù)字量，一次通信傳送的數(shù)據(jù)量較大。這類網(wǎng)絡(luò)的工作過(guò)程類似于普通局域網(wǎng)。
（ 2 ）特點(diǎn)
隨著通信技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)既傳送開(kāi)關(guān)量又能傳送數(shù)字量，其實(shí)開(kāi)關(guān)量與數(shù)字量沒(méi)有界限，多位開(kāi)關(guān)量并在一起就是數(shù)字量。
3 ． 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)別
兩種可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)區(qū)別在于： 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò) 工作過(guò)程就像可編程控制器對(duì)自己 I/O 區(qū)操作一樣， 可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò) 類似于普通局域網(wǎng)工作過(guò)程。
還需要說(shuō)明一點(diǎn)的是：人們常把應(yīng)用系統(tǒng)中的可編程控制器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)稱為可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)，這是針對(duì)應(yīng)用而言，與通信無(wú)關(guān)，一般不會(huì)造成混淆。
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