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工业控制网络中几种介质访问方式的分析
张玉萍佟为明李辰
(哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院,哈尔滨 150001)
摘要本文阐述了应用于工业控制网络中的多种介质访问控制方式,并对其中几种常用介质访问控制方式的优缺点进行了分析,重点分析了载波监听多路访问、时分复用、令牌环及总线令牌等介质访问方式,同时给出了各种方式的应用实例。
关键词工业控制网络介质访问控制方式 CSMA 令牌
中图分类号 TP336 文献标识码 A 国家标准学科分类与代码 621.
The Analysis of Several Medium Access Control Modes in Industry works
Zhang Yuping Tong Weiming Li Chen
(School of Electrical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)
Abstract This paper introduces mon media access control modes in industry works and analyses the advantages and disadvantages of them, respectively. The difference of CSMA、TDMA、Token-Ring and Bus-Token is especially detailed. And the applications of them are presented.
Key words industry works MAC CSMA Token
1 引言
工业控制网络是一种局域网,但又不同于一般的局域网。因为工业控制网络必须满足工业现场的环境特点及控制的要求,它具有自身的特点,例如对于实时性、抗干扰性等有很高的要求。现场总线技术的出现是工业控制网络发展过程中的一次飞跃,工业控制网络将简单的现场设备连接起来,通过现场总线在各个控制设备之间传送信息,对生产过程进行优化,节能降耗、获取更大的经济效益。随着现场总线技术的快速发展,工业控制网络呈现出各种各样的形式。
针对各种具体的工业现场,现场总线的连接方式以及控制方法有很大的不同,在选用总线时,我们需要对其性能有所了解,而介质访问方式与总线的性能紧密相关,因此,对于介质访问方式的分析非常必要。
2 工业总线中介质访问方式的分析对比
介质是指物理层中的传输媒体,介质访问方式是一种信道共享技术,关系到信道的利用率。现场总线网络属于广播式网络,仅有一条通信通道,由网络上的所有节点共享。这就产生了所有节点如何使用一个共享通道的问题。MAC(Medium Access Control)层就是用来解决共享信道使用权的分配问题。通信中对于介质的访问可以是随机的,也可以是受控的。到目前为止网络上常用的介质访问控制方法分为三大类:随机竞争类,固定分配类和按需分配类[1-2]。
下面对工业现场常见的几种总线协议的介质访问方式进行分析对比。
随机竞争类
1)CSMA/CD
普遍使用的随机竞争MAC技术为CSMA/CD(Carrier Sense Mult