工业通信网络：PLC系统的“神经系统”

通信网络的层次与常见协议：
工业网络通常分为三个层次：信息层（工厂级）、控制层（车间级）和设备层（现场级）。

1. 设备层网络： 连接PLC与现场传感器、执行器、简单驱动器。特点是实时性高、数据量小。常见协议有PROFIBUS-DP、DeviceNet、CC-Link，以及近年来快速普及的基于以太网的PROFINET IO、EtherNet/IP、EtherCAT等。这些协议实现了I/O点的分布式扩展。

2. 控制层网络： 连接多个PLC、HMI、运动控制器等，进行生产数据、状态信息、控制指令的交互。对实时性和确定性有较高要求。PROFINET、EtherNet/IP、Modbus TCP/IP 是这一层的常见选择。

3. 信息层网络： 连接控制系统与工厂管理系统（MES）、企业资源计划（ERP）等，传输生产报表、设备状态等管理信息。标准以太网和TCP/IP协议是主流。

通信技术核心概念：

• 主从与对等通信： 主从模式中，主站发起请求，从站响应；对等通信（如S7通信）中，任何站都可主动发送数据。

• 实时性与确定性： 工业控制要求信息在规定时间内可靠传输。工业以太网协议通过时间片、优先级调度等技术提升确定性，满足运动控制等苛刻要求。

• 拓扑结构与介质： 总线型、星型、环型等不同网络结构，以及双绞线、光纤等传输介质，适用于不同的物理环境和可靠性需求。

工程师在设计网络时，需综合考虑数据量、响应时间、设备兼容性、成本及未来扩展性。一个稳定、高效的通信网络是构建可靠、智能自动化系统的基石，确保了从现场设备到管理层的无缝信息流通。