网络集成式分散控制系统

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1、第7章网络集成式分散控制系统本章主要内容：4、现场总线控制系统(FCS)2、计算机网络控制技术概述3、集散控制系统（DCS）1、计算机工业网络基础总体结构（一个用于工业控制领域的通信系统示意图）一、计算机工业网络基础网络的三大功能：（l）数据传送（2）资源共享（3）提高计算机的可靠性和可用性网络的类型通信网络的类型可以按不同的标准进行划分，按网络范围和计算机之间互连的距离可分为广域网（WAN）和局域网（LAN）两种。一、计算机工业网络基础网络拓扑结构1．星形结构星形结构的特点：（1）结构简单，便于管理。（2）控制简单，建网容易，通

2、信功能简单。（3）网络延迟时间小，传输误差较低。一、计算机工业网络基础网络拓扑结构2．环形结构环形结构的特点：（1）在环路上，每个节点的地位是相同的，每个节点都可以获得网络的控制权。（2）不需要进行路径选择，控制比较简单，意味在环形结构中，信息从源地址到目的地的路径只有一条。（3）传输信息的延迟时间固定，有利于实时控制。第8章计算机网络控制一、计算机工业网络基础网络拓扑结构3．总线形结构总线形结构的特点：（l）较好的扩充性，网络上节点的增删容易，网络大小可通过转接部件延伸和扩展。（2）不需要中央控制器，有利于分布控制，可靠性高。（

3、3）由于多台设备共用一条通信线，所以信道利用率较高。一、计算机工业网络基础网络拓扑结构4．树线形结构树线形结构的特点：树形结构是分层结构，适用于分级管理和分级控制系统。与星形结构相比，由于通信线路总长度较短，故它连网成本低，易于维护和扩展，但结构较星形结构复杂。一、计算机工业网络基础网络传输介质传输介质又称传输媒体，是通信系统中接收方与发送方之间的物理通道，起了设备互连和传播信息的作用。传输介质可分为两大类：有线介质（如双绞线、同轴电缆、光纤等）和无线介质（如卫星通信、红外通信、微波通信的载体）。网络访问控制信息访问控制有：查询、

4、令牌环、令牌总线、CSMA／CD、信息槽等。信息交换技术信息交换技术是计算机网络实现技术中十分重要和基本的内容，它分为两类：线路交换与存储转发交换。存储转发交换中又分为两种：报文存储转发交换与报文分组存储转发交换。一、计算机工业网络基础网络协议及其层次结构在通信网络中，对所有的节点来说，它们都要共享网络中的资源或相互之间要进行信息交换，但由于连接到网上的计算机或设备可能出自不同的生产厂家，型号也不尽相同，再加上软硬件的差异，这些都给节点之间的通信带来了困难。因此在通信网络中所有“成员”必须遵循某种相互都能接受的一组规则，以便实现彼

5、此的通信和资源共享。这些规则的集合称为网络协议。在计算机网络中各终端用户之间，用户与资源之间或资源与资源之间的对话与合作必须按照预先规定的协议进行。利用分层方法，我们可以容易地实现网际联网、网络配置间的连接。为了实现计算机系统之间的互连，1977年国际标准化组织（ISO）提出了开放系统互连参考模型OSI（OpenSystemInterconnection／ReferenceModel）。这个网络层次结构模型规定了七个功能层，每层都使用它自己的协议。一、计算机工业网络基础网络互连网络互连是指采用网络互连设备将同一类型的网络或不同类型

6、的网络及其产品相互连接起来组成地理覆盖范围更大，功能更强的网络。网络互连常用设备有：中继器、网桥、路由器、网关。中继器是网络物理层的一种介质连接设备，是延长网络距离的最简单、最廉价的互连设备。网桥同类型网络之间的互连设备。一、计算机工业网络基础路由器属于OSI网络层的一种互连设备，对应于网络层进行数据分组转发，用路由器连接的网络可以使用在数据链路层和物理层互不相同的协议。下面为路由器工作原理：一、计算机工业网络基础网关又称为网间连接器，能使不同类型（异种网络操作系统）的网络连接在一起。下图是网关连接示意图二、计算机网络控制技术概述

7、控制网络的特点从技术上讲，控制网络有以下一些技术特点：(1)要求有高实时性和良好的时间确定性；(2)传送的信息多为短帧信息，且信息交换频繁；(3)容错能力强，可靠性、安全性好；(4)控制网络协议简单实用，工作效率高；(5)控制网络结构具有高度分散性；(6)控制设备的智能化与控制功能的自治性；(7)与信息网络之间有高效的通信，易于实现与信息网络的集成。二、计算机网络控制技术概述2.控制网络与信息网络的区别控制网络和信息网络有以下四点区别：(1)控制网络中数据传输的及时性和系统响应的实时性是控制系统最基本的要求。(2)控制网络强调在恶

8、劣环境下数据传输的完整性、可靠性。(3)在企业自动化系统中，分散的单一用户必须借助控制网络进入系统，所以通信方式多使用广播和组播方式，在信息网络中某个自主系统与另外一个自主系统一般都建立一对一的通信方式。(4)控制网络必须解决多家公司产品和系统在同