《工学工业网络》PPT课件

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1、工业网络技术第1讲工业数据通信与控制网络概述主要内容控制网络与现场总线控制网络与计算机网络的区别数据通信系统(网络)网络化控制系统全分布式控制系统传感器总线、设备总线和现场总线早期的现场总线技术控制系统对网络的要求控制网络在企业网络系统中的地位与作用控制网络面临的问题控制网络与上层网络的连接方式控制网络的技术发展与标准化第1讲工业数据通信与控制网络概述工业数据通信与控制网络是近年来发展形成的自控领域的网络技术。是计算机网络、通信技术与自控技术结合的产物适应了企业信息集成系统、管理控制一体化系统的发展趋势与需要。工业数据通信系统；生产现场网络系统

2、；网络集成式控制系统。是IT技术在自控领域的延伸;自控领域的IT技术本课程讲述多种总线的技术特点、规范、通信控制芯片、接口电路、控制网络的设计与应用等控制网络与现场总线什么是现场总线技术？IEC规范中对现场总线的描述：现场总线是一种应用于生产现场，在现场控制设备之间、现场设备与监控装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。控制网络：由多个分散在生产现场、具有数字通信能力的测量控制仪表作为网络节点而形成的网络以现场总线作为通信连接的纽带完成测量控制任务的网络系统、控制系统控制网络与计算机网络的区别网络节点计算机网络：计算机、工作站、打印机、显

3、示终端控制网络：除了以上设备之外，还有PLC、数字调节器、开关、马达、变送器、阀门、按钮等。为内嵌有CPU、单片机或其它专用芯片的设备，或功能简单的非智能设备工作环境计算机网络：办公室控制网络：工业生产现场，酷暑严寒、粉尘、电磁干扰、震动、易燃易爆环境（本质安全），总线供电的需求任务计算机网络：传输文件、图象、话音等。许多情况下有人参与。控制网络：传输工业数据（图象），承担自动测控任务。许多情况下要求自动完成特点实时性可靠性的要求高数据帧包含的字节数少控制网络是一类特殊的网络广泛应用于离散、连续制造业，交通、楼宇、家电、以至农、林、牧、渔等各行

4、各业。工业数据通信系统工业数据通信在测量、控制设备的各功能单元之间、设备与设备之间、以及这些设备与计算机之间传递数据信息的过程。工业数据通信:多个工业控制设备之间二进制数据的交换过程它区别于电话、电报通信，也有别于计算机通信工业数据通信的内容生产装置运行参数的测量值、控制量、阀门的工作位置开关状态、报警状态设备的资源信息与维护信息、零点量程调校信息系统组态、参数修改信息等工业数据通信的网络结构传统的测量控制系统在设备间一对一的并行连线，即点到点布线传送模拟信号现场总线系统：一对导线上可挂接多个传感器、执行器、开关、按钮，控制设备等，总线是现场设

5、备之间数字信号的传输介质，成为数字信息的公共传输通道控制网络（现场总线系统）按网络连接方式构建数据通道，实现数字信号的串行传输，形成数据通信网络。工业数据通信网络的规模。三、两个数据节点的简单系统成千上万台设备的复杂网络一个汽车组装生产线可能有多达25万个I/O点石油炼制过程的一个普通装置也会有上千台测量控制设备生产现场的网络系统HighSpeedEthernet网络化连接传统控制系统的一对一连接网络化连接Network-basedcontrolsystem传感器总线、设备总线和现场总线传感器总线属于位(Bit)级总线，其通信帧的长度只有几个数

6、据位或十几位如ASI（ActuatorSensorInterface）总线设备总线属于字节(Byte)级总线，其通信帧的长度一般为几个到几十个字节如CAN（ControlAreaNetwork）总线现场总线则属于块(Block)级的总线,其通信帧的长度可达到几百个字节，当要传输的数据块再长时，可支持分包传送。如FoundationFieldbus、Controlnet、Profibus传感器总线、设备总线可统称为现场总线早期的现场总线技术早期的现场总线（工业电话线），把传感器、按钮、执行机构等测量控制部件接到某种类型的控制器上，例如PLC或者是

7、工业计算机。对控制器的输入包括按钮、传感器、接触器的位置状态与数值，控制器的输出用于驱动信号灯、接触器、开关、调节阀门等。第一个设备层现场总线：上世纪70年代，在PLC出现的同时，Culter-Hammer推出了第一个设备层现场总线系统。早期(80年代)出现至今还在应用的几种现场总线GeneralElectric的GeniusI/O;Phoenix的Interbus;TURCK的Senseplex;ProcessData的P—NETGeniusI/O在PLC之间、PLC与人机界面之间传递数据信息令牌总线,采用分支受限制的总线拓扑；网段节点数32

8、个；每个节点的输入、输出均为1024位，传输距离约1000米/传输速率153.6K时;2250米/传输速率38.4K时；屏蔽双绞线，光缆；采用FSK频