工业控制网络类型详解：现场总线与主干网络及组网技术

在工业控制网络讲义的第二章中，主要探讨了控制网络的分类及其相互关系。工业自动化与信息化的层次模型为理解这些网络提供了框架。首先，我们可以将控制网络分为两大类： 1. 面向设备的现场总线控制网络：这类网络侧重于直接连接生产设备，例如PROFIBUS-DP（一种基于令牌环协议的现场总线）、MODBUS（广泛应用于工业自动化中的通信协议）、HART（用于仪表和控制系统的通信标准）等。它们设计简单，易于安装和维护，适合处理实时控制任务。 2. 面向自动化的主干控制网络：这些网络则服务于整个生产过程的高层次控制，如ETHERNET/IP（工业以太网），它可以支持高速数据传输和复杂的网络拓扑结构，常用于工厂的信息集成和监控系统。 从网络组网技术角度看，控制网络可以进一步分为共享式控制网络和交换式控制网络。共享式网络，如带有冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）协议，如早期的以太网，每个节点在发送数据前需检测信道是否空闲。而交换式网络通过硬件交换机制提高数据传输效率，如IEEE 802.3系列标准中的交换机。 连接单元接口（AUI）和媒质无关接口（MII）是局域网物理层的标准接口，前者用于连接更长距离的介质，后者则提供标准化的电气接口，使得不同类型的网络设备能够在兼容的环境下通信。 在硬件连接方面，还涉及到一些专门术语，如VXI总线（Standard）和VME总线的扩展，这些都是工业控制系统中的专用总线标准，用于连接仪器设备。此外，AWG（American Wire Gauge）是一种表示导线粗细的美国标准，单线导体的线号越大，导体的横截面积越小，这在选择电缆时对信号传输质量和功率消耗有直接影响。 总结来说，控制网络的类型不仅取决于其功能定位，还取决于组网技术、通信协议以及硬件接口的选择，这些都对工业生产环境中的信息传递、设备协作和整体性能起着关键作用。理解这些概念对于设计和优化工业控制网络至关重要。