PLC工业通信网络基础知识有哪些
发布于2022-10-24 15:41
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工业网络与通信必定和网络通信技术紧密相连，在本节中，简单地给大家介绍和工业网络与通信密切相关的基础知识。工业数据通信的技术基础主要涉及通信协议、信号编码、数据传输和交换、安全、通信控制和软硬件平台等，下面对其中的主要概念进行一下讲解。
数据编码
首先看看为什么要进行数据编码。在工业数据通信系统中，数据通常是以离散的二进制0、1序列的方式来表示的，即用0、1序列的不同组合来表示不同的信息内容。例如用00~01、10、11分别表示一个阀门的关闭、打开、故障和不确定等4种不同的工作状态。多个二进制0、1 序列的组合可以表示更多的信息。通过编码，把一种组合与一个确定的信息内容联系起来，这种联系的约定必须得到参与通信的各方的认同和理解。
数据分数字数据和模拟数据，它们都可以用模拟信号或数字信号来发送和传递，如图8-2所示。除了用模拟信号来传输模拟数据外，其他情况下都需要对数据进行编码，然后进行传输。
下面主要对数字数据的数字编码进行讨论，大家对这些只需有一个简单了解即可。
用高低电平的矩形脉冲信号来表示数据的1、0状态，称作数字编码。数字编码有单极性码、双极性码、归零码、非归零码、差分码、曼彻斯特编码等。
非归零码(NRZ)是相对于归零码来说的。如果逻辑1表示高电平信号，逻辑0表示低电平信号，则在整个码元时间内都维持有效电平的编码就是非归零码。双极性非归零码如图8-3(a)所示。这种编码的缺点是信号中存在直流分量，并且无法确定一位的开始或结束，使接收和发送之间不能保持同步。所以必须采用某种措施来保证发送和接收的同步。其优点是能够比较有效地利用信道的带宽。后面介绍的现场总线PROFIBUS-DP就是使用NRZ编码。曼彻斯特编码(Manchester Code)是在工业数据通信中最常用的一种基带信号编码，这种编码也叫相位编码。它具有内在的时钟信息。它的特点是在每一个码元中间都产生一个跳变，这个跳变沿既可以作为时钟，也可以代表数字信号的取值。在曼彻斯特编码中，可以用由低电平跳变至高电平代表“1”，由高电平跳变至低电平代表“0”也可以用相反的跳变，即由高电平跳变至低电平代表“1”，由低电平跳变至高电平代表“0”。曼彻斯特编码的优点是不需要外同步信号，不存在直流分量缺点是需要双倍的传输带宽(即信号速率是数据速率的2倍)。曼彻斯特编码举例如图8-3(b)所示。后面介绍的现场总线AS-i就是使用曼彻斯特编码。
