总线技术在轮转胶印机中的应用
　　今天，信息交换的概念已经从设备的管理层延伸到控制层和现场层，正经历着从集散
控制系统（

DCS）向现场总线控制系统（FCS）的过渡，整个控制系统的网络结构越来越

复杂，功能越来越分散，内部的连接越来越紧密、高速化。在这种背景下，作为整个计算机
网络架构的基础，总线技术在各种自动化设备中得到了广泛的应用。在印刷领域，轮转胶印
机控制系统的结构模式也从集中式发展到分层式，并向着全分布的平面化方向发展
PLC 、DDC 以及各种智能输入/输出模块在控制现场均得到了广泛的应用，极大提高了轮转
胶印机的整体自动化水平。

　　轮转胶印机的计算机网络体系结构　　在轮转胶印机中，提供高速信息通道的计算机
网络是控制系统的神经中枢，它符合开放性、灵活性、模块化、可靠性、可扩展性的特点。目前，
轮转胶印机的控制网络体系结构以三层网络为主，并向着平面化的方向发展。
　　管理层网络主要用于工作管理、设备安排、生产预设和报表打印等。管理层上的终端设备
包括生产管理工作站、图像数据服务器、打印机以及各种

CTP 和扫描设备，通过网关或调制

解调器可实现与企业资源管理系统连通。该层的数据通信一般以数据库查询、文档打印、读取
服务器上的计算机程序或数据为主，报文数据比较长，吞吐量较大，要求网络具有较大的
带宽，目前主要由高速以太网构成。
　　中间监控层连接控制台和各印刷机组的单元控制器，主要进行轮转胶印机的生产控制、
组织生产线、传递印刷指令、进行水墨控制等，对数据通信的实时性要求较高，信息传输具
有一定的周期性，要求通讯网络达到一定的数据吞吐量，因而该层网络一般由实时性能较
好的令牌网组成，如

ARCNET。但是，随着以太网技术的发展，以太网的带宽不断提高，

实时性能越来越好，正在逐渐取代令牌总线，成为监控层总线的主流技术。
　　印刷层（现场层）位于胶印机控制网络的最底层，直接连接智能逻辑控制器（如
DDC、PLC）和各种 I/O 模块，用于变送器、执行机构等印刷机内部装置之间的信息传输，
具有传输信息长度较小、周期性和非周期性信息同时存在、有限的时间响应、信息流向具有明
显的方向性等特点。轮转胶印机的底层网络主要由低速现场总线构成。
　　随着计算机网络技术的发展，轮转胶印机的控制网络出现了两种发展趋势：一是整个
控制网络越来越扁平化，管理层和监控层逐渐融合成命令层，形成两层网络体系；二是以
太网总线不仅在胶印机的管理层、监控层得到广泛应用，并积极地向下延伸，应用于印刷现
场，似乎将会出现从管理层、监控层到印刷层基于以太网的统一，即所谓的

“e 网到底”。

　　轮转胶印机中几种常见的总线技术　　轮转胶印机的控制网络采用分层结构，不同网
络层次的数据传输特点各不相同，对网络的带宽和实时性要求也各不相同，适用于不同的
总线技术。以下是轮转胶印机中几种常见的总线技术。
　　

1.以太网（Ethernet）　　以太网总线是 IEEE802.3 支持的局域网标准，按照国际标准

化组织开放系统互连参考模型

(ISO/OSI)的 7 层结构，以太网标准只定义了数据链路层和物

理层，因而需要高层协议的支持，底层的以太网总线加上高层的

TCP/IP 通信协议，就是人

们俗称的以太网技术。以太网采用

CSMA/CD 介质访问控制规则，在网络负荷较轻时，冲突

很少发生，延迟低；当网络负荷较重时，容易出现冲突，通信实时性难以得到保证。但是，
同其他现场总线相比，以太网具有应用广泛、成本低廉、通信速率高、可持续发展、潜力大的
优点。随着

IT 技术的发展，以太网技术不断提高，实时性能得到很大改善，已经成为工业

控制领域管理层和监控层的主流总线技术。
　　

2.ARCNET 总线　　ARCNET 总线是一种应用广泛的令牌总线，传输速率为 2.5Mbps。

关键技术是令牌传递协议，即工作点对总线的控制权由令牌决定，收到令牌的节点在一段