工业控制网络5

《工业控制网络5》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工业控制网络（现场总线）第5章ControlNet5.1概述5.2物理层与媒体5.3数据链路层5.4网络与传输层5.1概述为什么要学习ControlNet总线？ControlNet是一种高速的工业控制网络;ControlNet是开放、实时、具有确定性和可重复性(Determinism&Repeatability)的现场总线。ControlNet是世界一流的自动化控制和信息解决方案供应商——美国罗克韦尔自动化(RockwellAutomation)公司推出的最优的工业控制网络技术——NetLinx的控制层网络，也是罗克韦尔电子化制造（E-manufact

2、uring）概念的主要技术之一。5.1概述ControlNet的由来、组织机构与标准ControlNet是由美国罗克韦尔自动化公司于1997年推出的一种新的面向控制层的实时性现场总线。1997年7月由罗克韦尔自动化等22家公司联合发起成立了控制网国际组织CI（ControlNetInternational）。CI是一个为用户和供货商服务的非盈利性的独立组织。2000年1月、2002年2月ControlNet分别成为国际标准IEC61158第2版、第3版的类型2（Type2）。5.1概述ControlNet的特点、优点与应用ControlNet网络使用生

3、产者/消费者模型。生产者/消费者模型允许一个发送设备（生产者）与多个接收设备（消费者）之间交换时间紧要的应用信息。确定性控制网络使用一种隐性令牌传递机制来提高协议效率。协议使用一种基于时间的预定机制，它可使网络设备以确定性的、可预测性的方式来访问媒体，同时也防止了网络碰撞。5.1概述ControlNet的主要技术特点可归纳为：（1）物理层介质：RG6同轴电缆、光纤。（2）网络拓扑：总线形、星形、树形及其任何拓扑的混合。（3）单网段长度：使用同轴电缆，1000m、带2个节点，250m、带48个节点；使用光纤，短距离系统为300m，中等距离系统为7km。5

4、.1概述（4）中继器数目：串行使用，最大支持5个中继器，连接6个网段；并行使用，最大支持48个中继器，连接48个网段。（5）中继器类型：ac&dc高压型和dc低压型。（6）带中继器最大拓扑长度：使用同轴电缆，5000m；使用光纤，30km。（7）网络节点数：使用中继器，可编址节点最多为99个；不带中继器，最多48个节点。5.1概述（8）设备供电方式：设备采用外部供电。（9）节点插拔：节点可带电插拨，安装与更换方便。（10）网络速度：5Mbps（最大）。（11）I/O数据个数：不限。（12）I/O数据触发方式：轮询、状态改变/周期。5.1概述（13）网络

5、功能：同一链路支持控制信息、I/O数据、编程数据。（14）网络模型：生产者/消费者。（15）网络刷新时间：可组态2~100ms。5.1概述ControlNet突出优点：（1）ControlNet是高速的控制和I/O网络，具有增强的I/O性能和点对点通信能力，支持多主方式，可以从任何一个节点（甚至适配器）访问整个网络。（2）对于离散和连续过程控制应用场合，均具有确定性和可重复性。5.1概述ControlNet突出优点：（3）先进的生产者/消费者网络模型，最大限度地优化了带宽的利用率，并可构成多主、主/从、对等的通信结构；媒体访问算法确保了控制信息传送时间

6、的准确性。（4）ControlNet具有灵活的安装选择，可使用各种标准的低价同轴电缆，也可使用具有强抗干扰性和本征安全性的光纤，并支持媒体冗余方式。5.1概述ControlNet体系结构与协议分层结构图5-1ControlNet体系结构5.1概述图5-2ControlNet拓扑结构图5-3ControlNet冗余方式5.1概述5.2物理层与媒体概述同轴电缆媒体用于主要的变量。光纤基本变量也是被指定的。访问端口连接器，即网络访问端口（NAP）；物理层信令(PLS)子层执行与位表示和定时相关的各种功能，并支持与MAC子层和物理媒体附属装置（PMA）子层进行

7、信息交换。PMA子层包含总线上信号的发送与接收的电路要求。媒体除设备的电子部件外，也包含将信号从一个节点传到另一个节点的部件。5.2物理层与媒体PLS子层数据恢复数据编码规则MAC至PLS接口5.2物理层与媒体5.2物理层与媒体5.2物理层与媒体5.3数据链路层概述数据链路层（DLL）的主要任务是确定与相同链路上的其它DLL进行合作，以获取向媒体发送数据的许可。DLL的上位接口为网络与传输层和站管理提供接收和传送服务数据单元（SDU）的服务。DLL协议是基于称为网络更新时间（NUT）的一个固定的、可重复的时间周期实现的。5.3数据链路层每个节点都有同步

8、于本地链路NUT的定时器。一种隐性令牌传递机制被用于获取媒体访问权。5.3数据链路层5.3数据