随着分布式控制系统的发展，急需一种能适合远程数字通信的总线。一个控制系统常常由几台、几十台，甚至更多的变频器组成各种形式的分布式调速系统，变频器独立完成本地子系统的功能，控制站负责调速系统的管理。所有的变频器连接成网络互通信息，为完成整体目标而相互协调配合，达到更高的控制水平和管理层次。系统的通信因此成为控制系统协调一致的关键环节。
1.通信网络的开放系统互连模型 要实现不同厂家生产的智能设备之间的通信，就要有一套通用的计算机网络通信标准，否则代价会很昂贵。国际标准化组织ISO提出了开放系统互连模型OSI，作为通信网络国际标准化的参考模型，它详细描述了软件功能的七个层次，如图8-1所示。
图8-1 开放系统互连模型
①物理层：物理层的下面是物理媒体，如双绞线、同轴电缆等。物理层为用户提供建立、保持和断开物理连接的功能，RS-232C、RS-422A、RS-485等就是物理层标准的接口。
②数据链路层：数据以帧为单元传送，每一帧包含一定数量的数据和必要的控制信息，如同步信息、地址信息、差错控制和流量控制信息。数据链路层负责在两相邻节点间的链路上实现差错控制、数据成帧、同步控制等。
③网络层：网络层的主要功能是报文包的分段、报文包阻塞处理和通信子网内路径的选择。
④传输层：传输层的信息传送单元式报文（message），主要功能是流量控制，差错控制、连接指出，传输层向上一层提供一个可靠的端到端（end-to-end）的数据传送服务。
⑤会话层：会话层的功能是支持通信管理和实现最终用户应用进程的同步，按正确的顺序收发数据，进行各种对话。
⑥表示层：表示层用于应用层信息内容的形式变换，如数据加密/解密、信息压缩/解压和数据兼容，把应用层提供的信息变成能够共同理解的形式。
⑦应用层：应用层作为OSI的最高层，为用户的应用服务提供信息交换，为应用接口提供操作标准。
2.网络通信方式
（1）并行通信与串行通信：并行数据通信是以字节或字为单位的数据传输方式，处理数据的是8根或16根数据线、一根公共线，还需要数据通信联络用的控制线。并行通信的传输速度快，但是传输线的根数多，成本高，一般用于近距离数据的传送，如打印机与计算机之间的数据传送。
串行数据通信是以二进制的位（bit）为单位的数据传输方式，每次只传送一位，除了地线外，在一个数据传输方向上只需要一根数据线，这根线既作为数据线又作为通信联络控制线，数据和联络信号在这根线上按位进行传输。串行通信需要的信号线少，最少的只需要两、三根线，但是数据传送的效率较低，适用于距离较远的场合。计算机和变频器都备有通用的串行通信接口，工业控制中一般使用串行通信。
在变频器及其网络中，并行通信一般发生在变频器的内部，它指的是多处理器变频器中多台处理器之间的通信，以及各个CPU单元与智能模版的CPU之间的通信。多处理器变频器中多台处理器之间的通信是在协处理器的控制和管理下，通过共享存储区实现多处理器之间的数据交换的；CPU单元与智能模版CPU之间的通信则是经过背板总线通过双口RAM实现通信的。
串行通信的传输速率的单位是波特，即每秒传送的二进制位数，其符号为bit/s。常用的标准波特为300bit/s、600bit/s、1200bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s和19200bit/s等。不同的串行通信网络的传输速率差别极大，有的只有数百bit/s，高速串行通信网络的传输速率可达100Mbit/s。(www.xing528.com)
在串行通信中，通信的速率与时钟脉冲有关，接收方和发送方的传送速率应相同。但是实际的发送速率与接收速率之间总是有一些微小的差别，如果不采取一定的措施，在传送大量的信息时，将会因积累误差造成错位，使接收方受到错误的信息。为了解决这一问题，需要使发送过程和接收过程同步。按同步方式的不同，可将串行通信分为异步通信和同步通信。
2.异步通信与同步通信
图8-2 异步通信格式
异步通信的信息格式如图8-2所示，发送的数据字符由一个起始位、5～8个数据位、一个奇偶校验位（可以没有）和停止位（1位、1位半或两位）组成。在通信开始之前，通信的双方需要对所采用的信息格式和数据的传输速率做相同的约定。接收方检测到停止位和起始位之间的下降沿后，将它作为加收的起始点，在每一位的中点接收信息。由于一个字符包含的位数不多，即使发送方和接收方的收发频率略有不同，也不会因两台设备之间的时钟周期的误差积累而导致错误。异步通信传送附加的非有效信息较多，它的传输效率较低，一般用于低速通信，变频器一般使用异步通信。
同步通信以字节为单元（一个字节由8位二进制数组成），每次传送1～2个同步字符、若干个数据字节和校验字符。同步字符起联络作用，用它来通知接收方开始接收数据。在同步通信中，发送方和接收方要保持完全的同步，这意味着发送方和接收方应使用同一个时钟脉冲。在近距离通信时可以在传输线中设置一根时钟信号线。在远距离通信时，可以通过调制解调方式在数据流中提取同步信号，使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。
由于同步通信方式不需要在每个数据字符中加起始位、停止位和奇偶位，只需在数据块（往往很长）之前加一两个同步字符，所以传输效率高，但是对硬件的要求较高，一般用于高速通信。
3.单工与双工通信方式
单工通信方式只能沿单一方向发送和接收数据。双工方式的信息可沿两个方向传送，每个站点既可以发送数据，也可以接收数据。双工方式的信息又分为全双工和半双工两种方式。
①全双工方式。数据的发送和接收分别由两根或两组不同的数据线传送，通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息，这种传送方式称为全双工方式，如图8-3所示。
②半双工方式。用同一根线或同一组线接收和发送数据，通信的双方在同一时刻只能发送数据或接收数据，这种传送方式称为半双工方式，如图8-4所示。
图8-3 全双工方式
图8-4 半双工方式
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