第五节 工业控制机的通信技术

一、工控系统通信网络概述

根据系统构成的层次结构，工控系统通信类型可分成标准通信总线（外总线）、现场总线（field bus）和局域网通信。工控系统通过这3种类型的通信方法将主机与各种设备连接起来，将现场信号传输到控制级，再将控制级信息传输到监控级和管理级，形成系统信息传输的神经网络，从而完成从低层到上层信息共享的目的。

如果系统需要进一步扩大，可以从局域网（LAN）发展成广域网（WAN），支持X.25通信协议。通信系统网络框图如图2-4所示。

二、工控系统通信网络类型

1.标准通信总线

标准通信总线又称外总线，用于工控机和各终端设备、仪器或其他设备间的通信，有时也用于系统之间的通信。

通信总线又分并行总线和串行总线两种。并行总线一般为位并行、字节串行形式，即数据宽度为一个字节、一次一个字节连续传送。其优点是数据传输速率高，适用于短距离传输；缺点是与串行总线相比要用较多的导线或电缆，成本较高。串行总线是完全串行形式，即一次一位连续传送。其缺点是数据传输速率比并行总线低，但成本也低。

在工控机系统中常用的标准串行总线有RS—232、RS—422、RS—485和RS—449，常用的标准并行总线是IEC625。

2.现场总线

现场总线是指适用于工业现场的数字处理与通信系统，采用数字多路复用通信技术使现场装置与计算机间进行有效的通信，减少现场布线，并实现变送器远程操作。具体参看本章第二节。

图 2-4 工控机通信系统网络框图

3.实时工业控制网络F—NET

F—NET是一个基于DOS（也支持windows）的实时性、可靠性高、无服务器、点对点直接通信、成本较低的高速工业网络，尤其适合分散型计算机控制系统。

F—NET网络基本组成包括F—NET软件、DOS工作站、ARCNET网卡、同轴电缆或双绞线、终结器以及有源huh或无源huh。

各工作站之间地位平等，任何两台工作站之间均可进行对等通信，抗干扰性强，可靠性高。任一工作站的进网、退网不影响网络其他工作站之间的正常通信。由于没有服务器，任何一台工作站发生故障都不会影响其他工作站之间的通信。