工业数据通信概述

工业数据通信是指在工业生产过程中，计算机及其周边设备、变送器和控制设备生产过程中检测工艺参数值和状态的控制设备。在各种设备和计算机、设备和设备之间，各设备的不同功能单元相互遵循通信规则，利用数据传输技术传输数据信息。许多节点的数据通信系统通常使用串行数据通信，可以在两根导线上悬挂许多设备，具有经济实用、安装简单、通信方便的优点。串行数据通信的两条导线称为总线。总线不仅可以传输测量控制的数据外，还可以传输设备状态，参数控制和设备故障诊断等信息。

在工业数据通信中，数据传输总线可分为传感器总线、设备总线和现场总线。传感器总线通信帧只有几个或十几个数据位，属于数据位级。设备总线是几到几十个字节，属于字节级。现场总线的通信帧可以达到数百个字节，当需要传输更长的数据时，也可以分包传输，属于数据块。然而，与现场总线传输和控制直接相关的数据帧只有几个或十个字节。一般来说，不同长度的总线统称为现场总线。早期现场总线又称工业电话线，用于工业测量设备之间的信息传输，典型包括Culter-Hammer公司的Directrol,General的Electric I/O，Phoenix的Interbus-S,Turck的Sensoplex,Process Data的P-Net.由于计算机技术的快速发展，依托计算机，现场总线也发展迅速。根据数据，现场总线有100多条，其中开放总线有40多条，其中典型代表RS-工业以太网485总线，PROFIBUS总线，FF总线，CAN总线、光总线等。

工业数据通信是计算机与通信技术相结合的产物，是软硬件的结合。数据通信系统的基本任务是利用某种传输介质准确、及时地将数据传输到正确的目的地。数据通信技术主要涉及通信协议、接口、同步、信号编码、数据交换、安全、通信控制和管理等问题。在工业数据通信系统中，具有通信能力的现场测量控制仪器和监控计算机是主要通信设备，是控制网络的节点。工业数据通信系统由数据信息发送设备、接收设备、传输报纸、通信协议、传输介质等组成。

发送/接收设备和传输介质是工业数据通信系统的硬件。发送设备通过编码将信息源产生的报纸转换为方便传输的信号形式，并将其发送给传输介质。接收设备从干扰信号中正确恢复原始信号进行解码和解密。典型的工业数据通信发送/接收设备有：1.各种变送器2.可编程逻辑控制器PLC，PID控制器等3.各种调节阀4.各种数据采集装置5.监控计算机或工作站6.电机控制设备7.机器人8.变频器9网络连接设备，如中继器、网桥、网关等。传输介质是从传输设备到接收设备之间传输信号的媒介，是世界传输信息的载体。电磁波、红外线等工业数据通信系统传输介质。双绞线、电缆、电力线、光缆等有线传输介质。传输介质的特性是影响数据通信质量的主要因素。

报纸和通信协议属于工业数据通信系统中的软件。原始数据或测控参数值，或是经过计算机处理后的结果，或是某些指令或标志经过数字化处理之后，形成需要传送的信息，包括文本，命令，参数值，图片，声音等，这些都称之为报文。通信协议是通信设备之间控制数据通信和理解通信数据意义的规则。语法、语义和时序是通信协议的关键要素。

对工业数据通信系统的流行理解，我们以打电话为例。甲方通过固定电话拨打乙方手机，双方通过普通话。其中，固定电话和手机可视为系统的发送设备和接收设备，电话线和电磁波是系统的传输介质，对话内容是系统的报纸，我们一起说普通话，普通话语法是系统的通信协议。

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