一、 問題提出：

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)與通訊是近年來自動化領(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)是由幾級子網(wǎng)復(fù)合而成，每級子網(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。

各級子網(wǎng)的通信過程是由通信協(xié)議決定的。從根本上講，要搞清楚某級可編程控制器子網(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)定常會掩蓋問題的本質(zhì)，通常會遇到這樣的情況：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，就會把表面上孤立無關(guān)的事情串聯(lián)起來。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)的各級子網(wǎng)無論采用總線結(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)的分配問題，這就是常說的存取控制或訪問控制。

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程，還有怎樣傳送數(shù)據(jù)的問題，這就是常說的數(shù)據(jù)傳送方式。比如說采用的數(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)給對方的數(shù)據(jù)是否要對方應(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，這里專門把它們抽出來加以介紹，是因?yàn)橛盟鼈儊砻枋鲆环N通信過程與人們意念上有關(guān)通信的概念非常接近。對于局域網(wǎng)來說，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)對實(shí)時(shí)性是有要求的，各級子網(wǎng)對實(shí)時(shí)性的要求不同。通常愈靠底層的子網(wǎng)對實(shí)時(shí)性要求愈高，愈靠上層的子網(wǎng)對實(shí)時(shí)性的要求愈低。

實(shí)時(shí)性通常采用“響應(yīng)時(shí)間”來定量描述。響應(yīng)時(shí)間是指某一系統(tǒng)對輸入做出響應(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，各站通過通信子網(wǎng)互連在一起，當(dāng)某站對子網(wǎng)請求通信時(shí)，它對響應(yīng)時(shí)間是有要求的。不同站對實(shí)時(shí)性的要求可能不同，同一站中不同通信任務(wù)對實(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)會取得通信權(quán)，這將為每個(gè)站提供基本實(shí)時(shí)性。

（ 3 ）對于重要的站可優(yōu)先服務(wù)，對于某項(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保證的。此外提高實(shí)時(shí)性還可以通過減少通信協(xié)議的層數(shù)來實(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)傳送方式對于提高實(shí)時(shí)性有明顯的效果，發(fā)送數(shù)據(jù)要求對方應(yīng)答，比無應(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 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)盡管要傳送的開關(guān)量遠(yuǎn)離可編程控制器，但可編程控制器對它們的操作，就像直接對自己的 I/O 區(qū)操作這樣簡單、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)既傳送開關(guān)量又能傳送數(shù)字量，其實(shí)開關(guān)量與數(shù)字量沒有界限，多位開關(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) 工作過程就像可編程控制器對自己 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)工作過程。

還需要說明一點(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)，這是針對應(yīng)用而言，與通信無關(guān)，一般不會造成混淆。