通信网络，公共汽车将控制与现实世界联系起来

随着控制和自动化变得更加分布式和集成化，工业通信网络和总线变得越来越重要，因为它们将控制与现实世界的制造过程联系起来。然而，由于网络、协议、总线和节点连接的选择越来越多，在选择整体体系结构之前，了解每个网络或总线的基本方面是有帮助的。

物理拓扑包括线性总线(带滴)、雏菊链、环形(所有节点都连接在一个物理环形中)、星形和混合类型。每一种都有自己的优点和缺点。

总线仲裁方案包括主从和点对点(CSMA或碰撞感知/多访问，以及令牌传递)。在主从网络上，主节点管理网络访问，通常轮询每个节点并授予访问权限。点对点网络共享总线所有权，所有节点拥有平等访问权。令牌传递总线(令牌环/令牌总线)赋予令牌持有者总线所有权，直到令牌被传递。

CSMA允许任何网络节点在总线空闲时交换数据。每个节点监控传输，如果发现冲突，就会暂时后退。这使得总线有效地利用带宽，但有时会降低重载网络的吞吐量。

许多总线能够定期广播状态数据，然后任何节点都可以检索它需要的数据并立即使用它。这就是所谓的生产者/消费者技术。ControlNet、DeviceNet、Fieldbus Foundation和WorldFIP协议基于生产者/消费者行业技术，允许网络上的所有节点从单一来源同时访问相同的数据。

工业通信网络可以分为三个基本类别:通用网络、现场总线和设备总线(也称为位级总线)。每种类型都存在各种物理拓扑和仲裁方案。

通用通信网络在节点之间提供广播和点对点消息，也可能通过网桥向其他网络提供消息。以太网、ARCNet、FDDI、IBM令牌环和MAP等网络用于数据收集、控制数据和排序信息的进程间交换以及远程访问。

现场总线经过优化，可以与I/O设备交换定期数据(也称为生产者/消费者信息)，同时为点到点消息传递和网络管理任务提供时间切片。消息传递和网络管理功能都有助于I/O设备的远程协调(例如配置和诊断)。许多设备在节点之间提供总线电气隔离，并添加设备配置文件，这些配置文件虚拟化来自不同制造商的设备，从而在应用程序中提供公共访问模型。Fieldbus Foundation、Profibus、SP50为典型。

设备总线，如as -I (as接口)和Seriplex，提供到I/O设备的低成本连接。尽管布线和数据速率通常并不先进，但由于减少了帧大小和简化了总线仲裁和寻址方案，实际吞吐量可以相当高。

其他网络和总线往往介于这些类别之间。更新的所谓传感器总线，如DeviceNet、CAN和SDS提供了现场总线的一些优点，同时使连接成本更接近设备总线。有些提供I/O设备的远程配置和可编程性。

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