lesson2教案1

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1、工业控制网络及SCADA/HMI技术0序以数字串行通讯为主意义：大到囊括整个企业的控制网络，小到局部的通讯（如变频器、仪表），FCS/DCS的优势显著。定位：控制网络技术能够应用于（机械）自动化工程；通讯产品开发的初步知识观念：两条腿走路，（理论、实践反复的过程）内容：1数字通讯基础，网络技术基础（网络结构、介质、以太网、ISO、TCP/IP模型）；2Modbus协议；3Profibus-DP总线；（S7-300Step7软件）4CAN和基于CAN的DeviceNet总线，AB的ControlNet网络；5基于以太网的ProfiNet及其他基于以太网工作机

2、制的网络；6SCADA/HMI、OPC第一章数字通讯及网络技术基础1.1数字通讯1通讯及网络的类比对象对象对象最早接触的数字通讯：《平原游击队》，声音---à电信号，无线电信号概念：分布式控制，主站，分站，智能分站，信道，传输介质（双绞线、同轴、光纤、各波段的无线），网络结构，协议。Distribute,Master,Slave,Intelligent,Channel,transitmedia(twist,co-aixs,fiber,wireless),topology.protocol介质访问控制(MAC)是核心内容，介质->bus（不是net）智能交通

3、、管网控制也是典型应用。类比：当年操作系统的类比，类比是扶人走路的拐杖。总线的鼻祖：RS485，数字通讯中的双工，半双工,单工。232、422特点比特，字节2模拟与数字通讯方式的对比模拟信号和数字信号模拟信号:时间上连续,包含无穷多个信号值数字信号:时间上离散,仅包含有限数目的信号值（相当于有级的）数字信道和模拟信道（我们所接触的主要是数字）数字脉冲形式(离散信号)，用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态；基带(Base band)传输:不需调制,编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送｡连续模拟信号形式，用模拟信号的不同幅度、频率、相位来表达数据的0

4、、1状态；宽带(Broad band)传输（载波传输）:数字信号需调制成频带模拟信号后再传送,接收方需要解调｡例如:通过电话模拟信道传输、闭路电视的信号传输｡这个过程叫作解调。用模拟信号的不同幅度、频率、相位来表达数据的0、1状态；基本原理:用数字信号对载波的不同参量进行调制｡载波 S(t) = Acos(ωt+ψ),S(t)的参量包括: 幅度A､频率ω､初相位ψ,调制就是要使A､ω或ψ随数字基带信号的变化而变化｡（1）幅移键控编码ASK（AmplitudeShiftKeying）（2）相移键控编码PSK（PhaseShiftKeying）（3）频移键控编

5、码FSK（FrequencyShiftKeying）多路复用:多个信息源共享一个公共信道｡提高线路利用率｡适用场合:当信道的传输能力大于每个信源的平均传输需求时｡复用类型：频分复用原理FDM (Frequency Division Multiplexing):整个传输频带被划分为若干个频率通道,每路信号占用一个频率通道进行传输｡频率通道之间留有防护频带以防相互干扰｡波分复用WDM (Wave Division Multiplexing)-光的频分复用｡原理:整个波长频带被划分为若干个波长范围,每路信号占用一个波长范围来进行传输｡（通过光纤打出不同颜色的单色

6、光）时分复用原理TDM (Time Division Multiplexing):把时间分割成小的时间片,每个时间片分为若干个时隙,每路数据占用一个时隙进行传输｡3数字通讯中的数据编码（1）单极性归零码：有归零时间段（2）单极性非归零码：都是有效电平（3）（4）双极性归零、非归零码（5）差分码：为1则变的原则（6）曼码选用的原因：同步问题，自含同步时钟。歧意性差分曼码：变化少，但处理复杂数字数据的数字信号编码（1）单极性码（2）双极性码（3）归零码（RZ）：每一位二进制信息传输之后均返回零电平。（4）非归零码（NRZ）：在整个码元时间内维持有效电平。二进制

7、数字0､1分别用两种电平来表示,常常用-5V表示1,+5V表示0｡效率高，但缺点:存在直流分量,腐蚀等问题;不具备自同步机制,传输时必须使用外同步｡（5）差分码：电平变化代表“1”，不变化代表“0”。又分为2种情形：a.起始为高电平b.起始为低电平。差分码：“为1则变”的原则。问题所在：上述最简单的基带信号的最大问题就是当出现一长串的连1或0时，在接收端无法收到的比特流中提取位同步信号，（无法同步，收发时刻不统一）。à出现了曼码。（6）曼彻斯特编码（就是采脉冲沿，定义0、1与上升沿、下降沿的对应关系）码元本身分为两半，前半个时段所传信号是该时间段传递比特值

8、的反码，而后半个时段传递的是比特值本身。（这种定义的典型应用是使用