工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用 課件全套 王春峰 項目1-5 初識工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) - 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的綜合應(yīng)用

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的初次認(rèn)知任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)向陽而生任務(wù)引入工業(yè)革命的歷程01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS1900178418701969200001工業(yè)革命的歷程工業(yè)1.0機(jī)械制造時代機(jī)械化生產(chǎn)蒸汽機(jī)工業(yè)2.0電氣化與自動化時代電動機(jī)和傳送帶工業(yè)3.0電子信息時代電子信息技術(shù)

PLC工業(yè)4.0智能制造時代信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和制造環(huán)節(jié)融合大規(guī)?；可a(chǎn)流水線高度自動化柔性化生產(chǎn)智能生產(chǎn)01工業(yè)革命的歷程01工業(yè)革命的歷程01工業(yè)革命的歷程互聯(lián)網(wǎng)制造+=工業(yè)4.0中國制造2025智能制造02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第一階段（~50年代）：基地式儀表控制系統(tǒng)基地式控制裝置與儀表結(jié)構(gòu)比較簡單，它不僅完成控制功能，同時還具有指示、記錄功能。單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的局部自動化或者用于小型單機(jī)設(shè)備。結(jié)構(gòu)簡單價格低廉現(xiàn)場就地使用02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第二階段（60~70年代中期）：直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)）是用一臺計算機(jī)對被控參數(shù)進(jìn)行檢測，再根據(jù)設(shè)定值和控制算法進(jìn)行運算，然后輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)對生產(chǎn)進(jìn)行控制，使被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值上。可實現(xiàn)復(fù)雜控制功能，如串級控制、比值控制、前饋控制等。02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第二階段（60~70年代中期）：直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)）DDC系統(tǒng)由被控對象、檢測儀表（傳感器或變送器）、執(zhí)行器（電動或氣動閥）和工業(yè)控制機(jī)組成。控制功能集中事故的危險性也集中02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第三階段（70年代末~80年代）：集散控制系統(tǒng)（DCS）是以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則的新一代計算機(jī)控制系統(tǒng)。即通過將控制功能分散到多臺計算機(jī)（處理器）上，達(dá)到運行安全的目的。02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第三階段（70年代末~80年代）：集散控制系統(tǒng)（DCS）分散控制、集中管理專業(yè)程序員02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）現(xiàn)場總線設(shè)計初衷：代替了I/O、4-20mA模擬量02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生是一種數(shù)字通信協(xié)議，是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、全分散、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）4...20mA02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）AB品牌PLC

西門子PLC

施耐德PLC同種類互通02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）AB品牌PLC

西門子PLC互換性？互操作？兼容性？02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生工業(yè)以太網(wǎng)是建立在IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)和TCP/IP上的分布式實時控制通訊網(wǎng)絡(luò)，適用于數(shù)據(jù)量傳輸量大，傳輸速度要求較高的場合。第五階段（2001年~）：工業(yè)以太網(wǎng)02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第五階段（2001年~）：工業(yè)以太網(wǎng)02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第五階段（2001年~）：工業(yè)以太網(wǎng)開放性靈活性可靠性高性能03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢未來階段(2012年~)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)4.0時代）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過人、機(jī)、物、系統(tǒng)的全面連接，構(gòu)建了覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的新型制造和服務(wù)體系，為實現(xiàn)工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了途徑，也是第四次工業(yè)革命的重要基石。03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢未來階段(2012年~)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)4.0時代）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路徑基本形成具備國際競爭力的基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系建成國際領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和平臺，形成國際先進(jìn)的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施全面支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，創(chuàng)新發(fā)展能力、技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系以及融合應(yīng)用等全面達(dá)到國際先進(jìn)水平?！叭阶摺?025年2035年本世紀(jì)中葉03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢DDCDCSFCSPROFINET工業(yè)云知識小結(jié)01現(xiàn)場總線FCS相比于集散控制系統(tǒng)DCS有何優(yōu)勢？思考02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)如何賦能中國制造？04頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的初次認(rèn)知任務(wù)：揭秘工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)引入私人定制云服務(wù)云制造云供應(yīng)鏈工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的案例03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的能量04目錄CONTENTS01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是指安裝在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的一種全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念交換機(jī)MQTTDeviceNETIPCMODBUSTCPTCPPROFINETPROFINETPROFINETPROFINETPLC01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念連接橋梁01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念能夠理解和轉(zhuǎn)換不同的通訊標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與人之間的信息實時交互。

翻譯官01030204網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形、總線型、星型、樹型等組網(wǎng)設(shè)備集線器、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、路由器、串口服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)互連介質(zhì)雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳輸媒介等接口標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485、RJ4501工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念雙絞線同軸電纜（1）連接介質(zhì)：信息的輸送和設(shè)備的連接光纖無線媒介01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念集線器交換機(jī)（2）組網(wǎng)設(shè)備：構(gòu)成信息通信網(wǎng)絡(luò)的專用硬件設(shè)備路由器01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念網(wǎng)關(guān)串口服務(wù)器（2）組網(wǎng)設(shè)備：構(gòu)成信息通信網(wǎng)絡(luò)的專用硬件設(shè)備01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念RS232RS485（3）串行接口標(biāo)準(zhǔn)RJ4501工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念總線型環(huán)型（4）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：物理布局01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念星型樹型（4）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：物理布局01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念（5）通訊標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的“語言”，是“協(xié)議簇”民用網(wǎng)絡(luò)（TCP-IP協(xié)議）01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念（5）通訊標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的“語言”，是“協(xié)議簇”02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用交換機(jī)MODBUSTCPPLCPROFINETPROFINETPROFINETPROFINET本地可視化監(jiān)控現(xiàn)場自動化控制遠(yuǎn)程智能化管理02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用交換機(jī)PLCMODBUSTCPIPCTCPPROFINETPROFINETPROFINETPROFINET本地可視化監(jiān)控現(xiàn)場自動化控制遠(yuǎn)程智能化管理02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用交換機(jī)PLCMODBUSTCPIPCTCPPROFINETPROFINETPROFINETPROFINETMQTT本地可視化監(jiān)控現(xiàn)場自動化控制遠(yuǎn)程智能化管理敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的初次認(rèn)知任務(wù)：OSI參考模型主講：王春峰OSI的定義01OSI的“協(xié)議”02OSI數(shù)據(jù)交換原理03OSI的特點04目錄CONTENTS01OSI的定義7應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型02OSI的“協(xié)議”7應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型OSI模型中定義了每一層的作用定義每一層“作用”的是“協(xié)議”“協(xié)議”是約定，其具體內(nèi)容是規(guī)范02應(yīng)用層表示層會話層層網(wǎng)絡(luò)層層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層面用戶層為數(shù)據(jù)在節(jié)點之間傳輸創(chuàng)建邏輯鏈路，并分組轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)：對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇，常見路由器、多層交換機(jī)、防火墻、IP、RIP等提供數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換服務(wù)：解密與加密、圖片編碼與解碼、數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮，比如URL加密、口令加密、圖片編碼器訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口：為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口，比如Telnet、FTP、HTTP、SNMT、DNS等提供應(yīng)用進(jìn)程之間的邏輯通訊：建立連接、處理數(shù)據(jù)錯誤、管理數(shù)據(jù)次序，比如TCP、UDP、SPX、進(jìn)程、端口（socket）在通訊的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路：將數(shù)據(jù)分幀，并處理流控制、物理地址尋址、重發(fā)等，常見網(wǎng)卡、二層交換機(jī)、網(wǎng)橋等建立端連接并提供訪問驗證和會話管理：使用校驗點可使會話在通信失效時在校驗點恢復(fù)通信，比如服務(wù)器驗證用戶登錄、斷點續(xù)傳為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供原始比特流的傳輸通路：網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，提供機(jī)械和電氣的規(guī)約，比如中繼器、集線器、網(wǎng)線、HUB、RJ45等數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)幀比特流OSI的“協(xié)議”03OSI數(shù)據(jù)交換原理應(yīng)用進(jìn)程A應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用進(jìn)程B應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)段

數(shù)據(jù)包

數(shù)據(jù)幀

比特流協(xié)議是水平的,服務(wù)是垂直的。交換規(guī)則：發(fā)送：從上往下逐層封裝；接收：從下往上逐層解封裝。

03OSI數(shù)據(jù)交換原理封裝是指OSI參考模型下一層收到上一層傳遞過來的數(shù)據(jù)后，加上包含本層控制信息的首部過程，有些還需要加尾部。解封裝的過程和封裝剛好相反，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)目的主機(jī)后，上一層會去掉從下一層接收的數(shù)據(jù)中帶有控制信息的首部。用LN表示第N層的數(shù)據(jù)，HN表示第N層的首部，TN表示第N層的尾部。封裝解封裝數(shù)據(jù)形式03應(yīng)用層為應(yīng)用軟件提供接口，使應(yīng)用程序能夠使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)用戶A常見的應(yīng)用協(xié)議：HTTP(80)、HTTPS(443)、SMPT(25)、POP3(110)、

TELNET(23)、DNS(53)、FTP(20/21)應(yīng)用層應(yīng)用層HTTPFTPSMPTL7數(shù)據(jù)到表示層OSI數(shù)據(jù)交換原理03表示層數(shù)據(jù)的編碼與解碼、加密與解密、壓縮與解壓縮圖片：JPG、GIF；音頻：MP3、WMA、ACC；視頻：MP4、AVI應(yīng)用層表示層到會話層L7數(shù)據(jù)從應(yīng)用層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H6用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03會話層負(fù)責(zé)建立、管理和終止表示層實體之間的會話連接在設(shè)備或節(jié)點之間提供會話控制，協(xié)調(diào)通信過程，提供三種不同的

方式來組織通信。會話層應(yīng)用層到傳輸層L5數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮synsynsynH5L6數(shù)據(jù)從表示層用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理H503傳輸層負(fù)責(zé)建立端到端的連接，保證報文在端到端之間的傳輸服務(wù)點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制。傳輸層應(yīng)用層到網(wǎng)絡(luò)層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H4H4H4L5數(shù)據(jù)從會話層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)從源端傳輸?shù)侥康亩藶榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供邏輯地址、進(jìn)行路由選擇、維護(hù)路由表，代表設(shè)備為路由器。網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層到數(shù)據(jù)鏈路層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)從傳輸層L3數(shù)據(jù)包用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理H303鏈路層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，把幀從一跳（結(jié)點）移動到另一跳（結(jié)點）組幀、物理編址、流量控制、差錯控制、接入控制，代表設(shè)備為交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層到物理層L4數(shù)據(jù)H2L3數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)層L2數(shù)據(jù)幀用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理T203物理層負(fù)責(zé)把逐個的比特從一跳（結(jié)點）移動到另一跳（結(jié)點）定義接口和媒體的物理特性（線序、電壓、電流），定義比特的表示、

數(shù)據(jù)傳輸速率、信號傳輸模式，定義網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)洌碓O(shè)備集線器。物理層應(yīng)用層L2數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)鏈路層01110111011110110010傳輸介質(zhì)物理層應(yīng)用層L2數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)鏈路層01110111011110110010用戶A用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理03鏈路層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，把幀從一跳（結(jié)點）移動到另一跳（結(jié)點）組幀、物理編址、流量控制、差錯控制、接入控制，代表設(shè)備為交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層到物理層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L3數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)層L2數(shù)據(jù)H2T2幀數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層從物理層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L3數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)層L2數(shù)據(jù)H2T2幀用戶B用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)從源端傳輸?shù)侥康亩藶榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供邏輯地址、進(jìn)行路由選擇、維護(hù)路由表，代表設(shè)備為路由器。OSI數(shù)據(jù)交換原理網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層到數(shù)據(jù)鏈路層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L4數(shù)據(jù)從傳輸層L3數(shù)據(jù)包用戶AH3網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層從數(shù)據(jù)鏈路層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L4數(shù)據(jù)到傳輸層L3數(shù)據(jù)包用戶BH303傳輸層負(fù)責(zé)建立端到端的連接，保證報文在端到端之間的傳輸服務(wù)點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制。傳輸層應(yīng)用層從網(wǎng)絡(luò)層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H4H4H4L5數(shù)據(jù)到會話層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理傳輸層應(yīng)用層到網(wǎng)絡(luò)層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H4H4H4L5數(shù)據(jù)從會話層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)用戶A03會話層負(fù)責(zé)建立、管理和終止表示層實體之間的會話連接在設(shè)備或節(jié)點之間提供會話控制，協(xié)調(diào)通信過程，并提供三種不同的

方式來組織它們之間的通信。會話層應(yīng)用層L5數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮synsynsynH5L6數(shù)據(jù)到表示層從傳輸層用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理會話層應(yīng)用層到傳輸層L5數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮synsynsynH5L6數(shù)據(jù)從表示層用戶AH503表示層數(shù)據(jù)的編碼與解碼、加密與解密、壓縮與解壓縮圖片：JPG、GIF；音頻：MP3、WMA、ACC；視頻：MP4、AVI應(yīng)用層表示層從會話層L7數(shù)據(jù)到應(yīng)用層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的解碼、解密與解壓縮H6用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理應(yīng)用層表示層到會話層L7數(shù)據(jù)從應(yīng)用層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H6用戶A03應(yīng)用層為應(yīng)用軟件提供接口，使應(yīng)用程序能夠使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)常見的應(yīng)用協(xié)議：HTTP(80)、HTTPS(443)、SMPT(25)、POP3(110)、

TELNET(23)、DNS(53)、FTP(20/21)應(yīng)用層應(yīng)用層HTTPFTPSMPTL7數(shù)據(jù)到表示層用戶B應(yīng)用層應(yīng)用層HTTPFTPSMPTL7數(shù)據(jù)從表示層用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03OSI數(shù)據(jù)交換原理04OSI的特點01030204模型復(fù)雜結(jié)合“服務(wù)”與“協(xié)議”

標(biāo)準(zhǔn)模型引進(jìn)了服務(wù)、接口、協(xié)議、分層的概念通用性在協(xié)議開發(fā)前設(shè)計的“理論”模型理想化的藍(lán)圖，實際并不使用OSI協(xié)議封裝解封裝特征知識小結(jié)0102物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸單元、典型設(shè)備分別是什么？OSI參考模型有何意義和價值？思考05頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)-現(xiàn)場總線主講：王春峰任務(wù)引入早期控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)并行傳輸?shù)哪M量及開關(guān)量串行傳輸?shù)臄?shù)字信號現(xiàn)場總線的概念01現(xiàn)場總線的模型02現(xiàn)場總線的案例03現(xiàn)場總線的特征04目錄CONTENTS01現(xiàn)場總線的概念現(xiàn)場總線技術(shù)是指用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工業(yè)控制技術(shù)，是一種在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實現(xiàn)雙向、互聯(lián)、串行和多節(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)。01現(xiàn)場總線的概念現(xiàn)場總線是專為工業(yè)現(xiàn)場設(shè)計的,為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化提供了基礎(chǔ)。01現(xiàn)場總線的概念現(xiàn)場通訊網(wǎng)絡(luò)溝通生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系現(xiàn)場設(shè)備互連現(xiàn)場設(shè)備或儀表指傳感器、變送器和執(zhí)行器等。這些設(shè)備通過一對傳輸線互連，傳輸線可以使用雙絞線、同軸電纜、光纖等?；ゲ僮餍詫Σ煌瑥S商不同品牌的現(xiàn)場設(shè)備統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的控制回路，具備相互操作的功能。01現(xiàn)場總線的概念信號類型由模擬信號→雙向數(shù)字通信?？刂葡到y(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模擬與數(shù)字的混合控制→全數(shù)字現(xiàn)場總線控制?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)備功能現(xiàn)場設(shè)備智能化，具有程序及參數(shù)存儲與控制功能。01現(xiàn)場總線的概念ProfibusCANLonWorksCC-Link。Modbus。DeviceNet現(xiàn)場總線德國國家標(biāo)準(zhǔn)DINl9245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，包括Profibus-FMS、Profibus-DP、Profibus-PA德國BOSCH公司開發(fā)，用于汽車計算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)數(shù)據(jù)通信，其總線規(guī)范被制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）采用了ISO／OSI模型的全部七層通訊協(xié)議由三菱電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司推出，唯一起源于亞洲地區(qū)的總線系統(tǒng)應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言，應(yīng)用廣泛，很多廠家的工控器、PLC、變頻器、智能I/O與A/D模塊等設(shè)備都具備Modbus接口。美國Rockwell公司在CAN基礎(chǔ)上推出的一種低成本的總線01現(xiàn)場總線的概念總線型菊花鏈02現(xiàn)場總線的模型ISO/OSI應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層現(xiàn)場總線協(xié)議應(yīng)用層總線訪問子層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定物理層與應(yīng)用層之間的接口、信息傳輸?shù)牟铄e校驗命令、響應(yīng)、數(shù)據(jù)和事件02現(xiàn)場總線的模型ISO/OSI應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層Profibus-DP用戶接口層隱去第三至第七層數(shù)據(jù)鏈路層物理層規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能03現(xiàn)場總線的案例電解車間智能工廠現(xiàn)場控制后臺監(jiān)控

PROFIBUS-DP

CM1542-5DP主站通信模塊

CM1242-5DP從站通信模塊周期性通訊：用戶數(shù)據(jù)非周期性通訊：組態(tài)、診斷、報警2對冗余的控制器H1PLCPROFIBUSDPMODBUSPLCRemoteI/O1臺工程師站4臺操作員站12臺03甲醇及一氧化碳裝置現(xiàn)場總線的案例冗余設(shè)計

主控制器副控制器現(xiàn)場總線是工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)，通訊協(xié)議一致公開特征1特征2特征3特征4系統(tǒng)中信號的測量、補(bǔ)償計算、工程量處理與控制等功能都是在現(xiàn)場設(shè)備中完成的各控制單元高度分散、自成體系，有效簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。開放性智能化與功能自治性互聯(lián)性高度分散性通過網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場設(shè)備和功能塊統(tǒng)一組態(tài)，把不同廠商的網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備融為一體04現(xiàn)場總線的特征頭腦風(fēng)暴自動化現(xiàn)場總線PROFIBUSMODBUSCC-LINK知識小結(jié)0102現(xiàn)場總線中用戶層有何作用？不同廠商不同品牌的現(xiàn)場設(shè)備是如何統(tǒng)一組態(tài)的？思考敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)-工業(yè)以太網(wǎng)主講：王春峰任務(wù)引入

透明工廠任務(wù)引入

智慧工廠工業(yè)以太網(wǎng)的概念01工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)02工業(yè)以太網(wǎng)的模型03工業(yè)以太網(wǎng)的特征04目錄CONTENTS案例分析0501工業(yè)以太網(wǎng)的概念工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)，是基于IEEE802.3(Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò),，實現(xiàn)了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)之間的連接，有利于“控管一體化”。全開放全數(shù)字化軟硬件可選受歡迎主流工業(yè)以太網(wǎng)EtherCATEthernet/IPPROFINETModbusTCPPOWERLINK01工業(yè)以太網(wǎng)的概念實時性能、靈活拓?fù)?、高精度設(shè)備同步、功能性安全協(xié)議建立在標(biāo)準(zhǔn)UDP/IP與TCP/IP協(xié)議之上PROFIBUS國際組織推出，8個模塊基于以太網(wǎng)TCP/IP，ModbusTCP協(xié)議是一項應(yīng)用層報文傳輸協(xié)議Ethernet上的CANopen02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)星型總線型02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)環(huán)形02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)星型+總線環(huán)型+總線02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)冗余環(huán)網(wǎng)03工業(yè)以太網(wǎng)的模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP五層模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際互聯(lián)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層模型工業(yè)以太網(wǎng)模型現(xiàn)場總線模型03工業(yè)以太網(wǎng)的模型保留現(xiàn)場總線應(yīng)用層協(xié)議04工業(yè)以太網(wǎng)的特征34125資源共享透明的TCP/IP實時性高通信速率高穩(wěn)定可靠04工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的特征05案例分析晾板設(shè)備智能控制系統(tǒng)以太網(wǎng)TCP協(xié)議IP協(xié)議透明工廠PROFINET知識小結(jié)01工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線有何關(guān)聯(lián)與區(qū)別？思考02工業(yè)以太網(wǎng)為什么要進(jìn)行冗余設(shè)計？頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：未來網(wǎng)絡(luò)-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主講：王春峰任務(wù)引入云制造

云上數(shù)字工廠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引擎03工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸04目錄CONTENTS01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，通過對人、機(jī)、物、系統(tǒng)等的全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務(wù)體系，為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實現(xiàn)途徑，是第四次工業(yè)革命的重要基石。01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系是基礎(chǔ)“血液循環(huán)系統(tǒng)”工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的深度互聯(lián)全要素：人、物品、機(jī)器、車間、企業(yè)等各環(huán)節(jié)：設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)平臺體系是核心“神經(jīng)中樞系統(tǒng)”工業(yè)智能化發(fā)展的核心載體海量數(shù)據(jù)匯聚與建模分析，各類創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)與運行制造能力標(biāo)準(zhǔn)化與服務(wù)化、工業(yè)知識軟件化與模塊化安全體系是保障“免疫防護(hù)系統(tǒng)”工業(yè)智能化的安全可信保障滿足工業(yè)需求的安全技術(shù)和管理體系識別和抵御安全威脅，化解各種安全風(fēng)險02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

前端控制層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層

數(shù)據(jù)管理層02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

前端控制層02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)傳輸層02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)管理層03工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引擎協(xié)議轉(zhuǎn)換：云端標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議MQTT與工業(yè)設(shè)備不同協(xié)議的相互轉(zhuǎn)化。邊緣計算：在靠近傳感器或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、處理與存儲，降低云計算中心的計算負(fù)載，減緩網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力，提高數(shù)據(jù)的處理效率。03工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引擎

智能樓宇前端控制層網(wǎng)絡(luò)傳輸層數(shù)據(jù)管理層

協(xié)議轉(zhuǎn)換工業(yè)數(shù)據(jù)上云的前提條件決定哪些工業(yè)數(shù)據(jù)上云04工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)線PLC物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)客戶端云服務(wù)器過程三：網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)命令至PLC過程二：云服務(wù)器發(fā)送命令至網(wǎng)關(guān)過程一：移動終端訪問云服務(wù)器04工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸添加網(wǎng)關(guān)，關(guān)聯(lián)PLC變量被授權(quán)協(xié)議轉(zhuǎn)換執(zhí)行任務(wù)蜂鳴器電機(jī)指示燈PLC物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)電腦手機(jī)云服務(wù)器04工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸云端協(xié)議與工業(yè)設(shè)備協(xié)議的相互轉(zhuǎn)化為移動終端的訪問提供了云平臺TCP/IPMQTT互聯(lián)網(wǎng)

網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)程控制云制造知識小結(jié)01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)有什么區(qū)別？思考02為什么說網(wǎng)關(guān)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的入口和引擎？頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)主講：王春峰任務(wù)引入任務(wù)引入任務(wù)引入工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全風(fēng)險分析02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)體系03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)技術(shù)04目錄CONTENTS01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢?開放式IEEE802.3的工業(yè)以太網(wǎng)PLPLPLPLAPPLICATIONMES應(yīng)用ERP控制網(wǎng)絡(luò)?透明的TCP(UDP)/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?統(tǒng)一的OPC、ModbusTCP等接口標(biāo)準(zhǔn)?標(biāo)準(zhǔn)商用操作系統(tǒng)、中間件與各種通用軟件?無線設(shè)備及工業(yè)云01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢全球首個投入實戰(zhàn)的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)武器，專門針對工業(yè)控制系統(tǒng)編寫的破壞性病毒能夠利用對windows系統(tǒng)和西門子SIMATICWinCC系統(tǒng)的漏洞進(jìn)行攻擊針對西門子公司的SIMATICWinCC監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)攻擊1、將帶有Stuxnet病毒的移動存儲設(shè)備，插入工程師站2、通過擺渡方式傳播給內(nèi)網(wǎng)的所有主機(jī)。3、發(fā)現(xiàn)WinCC系統(tǒng)后，利用WinCC軟件本身的兩個漏洞展開攻擊。當(dāng)打開工程文件時，替換原有的S7otbxdx.dll文件，通過再次封裝導(dǎo)出函數(shù)，實現(xiàn)對查詢和讀取接口的鉤掛。4、當(dāng)WinCC軟件向PCL下載程序時，Stuxnet會向要下載的程序中注入一段代程（數(shù)據(jù)塊—DB890）。5、當(dāng)PCL系統(tǒng)運行后，Stuxnet可以會監(jiān)測并向這個模塊寫入數(shù)據(jù)，以根據(jù)情況和需求實時改變PLC的原有控制流程，導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)安全事故。黑客攻擊工業(yè)以太網(wǎng)事例（震網(wǎng)Stuxnet）02安全風(fēng)險分析安全風(fēng)險“兩化融合”給工業(yè)控制系統(tǒng)帶來的風(fēng)險工控系統(tǒng)采用通用軟硬件帶來的風(fēng)險工業(yè)控制系統(tǒng)無防護(hù)帶來的風(fēng)險02安全風(fēng)險分析04缺乏有效的安全監(jiān)管和審計02沒有安裝殺毒軟件01沒有對Windows操作系統(tǒng)打補(bǔ)丁03沒有采取措施對移動U盤和光盤的使用進(jìn)行有效管理工業(yè)控制系統(tǒng)無防護(hù)帶來的風(fēng)險02安全風(fēng)險分析04來自互聯(lián)網(wǎng)的外部攻擊可能通過企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)滲透到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)02工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通過邏輯隔離方式，實現(xiàn)與企業(yè)管理信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通01工業(yè)化和信息化深度融合03引入了制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換“兩化融合”給工業(yè)控制系統(tǒng)帶來的風(fēng)險02安全風(fēng)險分析04開放性結(jié)構(gòu)很容易遭到來自企業(yè)管理信息網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)的病毒、木馬、黑客的攻擊02工業(yè)以太網(wǎng)、基于TCP/IP協(xié)議的OPC技術(shù)01采用開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)03通用的PC服務(wù)器、終端產(chǎn)品以及通用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工控系統(tǒng)采用通用軟硬件帶來的風(fēng)險03安全防護(hù)體系

工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)體系安全風(fēng)險評估體系安全技術(shù)體系安全管理體系

網(wǎng)絡(luò)評估

主機(jī)評估

安全設(shè)施評估

物理安全

網(wǎng)絡(luò)安全

主機(jī)安全

應(yīng)用安全

數(shù)據(jù)安全安全管理制度安全管理機(jī)構(gòu)人員安全管理系統(tǒng)建設(shè)管理系統(tǒng)運維管理04安全防護(hù)技術(shù)04安全防護(hù)技術(shù)深度解析、包過濾、端口掃描防護(hù)、安全審計、惡意代碼防護(hù)、漏洞防護(hù)、訪問權(quán)限限定04安全防護(hù)技術(shù)04安全防護(hù)技術(shù)動態(tài)防御功能頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：解讀數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型01通訊系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)02數(shù)據(jù)編碼方式03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS模擬數(shù)據(jù)：連續(xù)溫度、壓力、流量和液位模擬信號：連續(xù)變化的電磁波數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：離散、量化二進(jìn)制代碼0、1組成的數(shù)字序列數(shù)字信號：一系列的電壓脈沖01數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的模型信息編碼數(shù)據(jù)編碼源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)發(fā)送器接收器信道信息

數(shù)據(jù)

信號信號

數(shù)據(jù)

信息數(shù)據(jù)解碼信息解碼噪聲干擾AA0100000101000001信源信宿調(diào)制解調(diào)ASCIIUTF-8GB2312曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼傳輸媒介有線信道無線信道溫度、壓力開關(guān)狀態(tài)模擬36.7℃連續(xù)變化數(shù)字01序列離散量化溫度、壓力開關(guān)狀態(tài)02通訊系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速率：比特率S（1）數(shù)據(jù)傳輸速率S=B·log2NN=2,二相調(diào)制,

對應(yīng)1個二進(jìn)制位,有2種狀態(tài)N=4,四相調(diào)制,對應(yīng)2個二進(jìn)制位,有4種狀態(tài)N=8,八相調(diào)制,對應(yīng)3個二進(jìn)制位,有8種狀態(tài)八相調(diào)制的比特率為9600bit/s,則其波特率為3200baud；四相調(diào)制的波特率為4800baud，其比特率為9600bit/s.數(shù)據(jù)傳輸速率：波特率B單位時間內(nèi)傳輸二進(jìn)制的位數(shù)，單位：bps單位時間內(nèi)傳輸碼元的個數(shù)，單位：baud02通訊系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)（2）帶寬介質(zhì)傳輸能力：帶寬HZ信道頻率上界和下界之差。（4）誤碼率數(shù)據(jù)傳輸精確性：誤碼率BER二進(jìn)制符號在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率（3）信道容量傳輸信息的最大能力：信道容量bit/s信道容量是指傳輸介質(zhì)能傳輸信息的最大能力03數(shù)據(jù)編碼方式

數(shù)據(jù)編碼(以何種物理信號的形式來表達(dá)數(shù)據(jù))模擬數(shù)據(jù)編碼用模擬信號的不同幅度、不同頻率和不同相位來表示數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)。指用高低電平的矩形脈沖來表達(dá)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼03數(shù)據(jù)編碼方式差分曼徹斯特編碼4B/5B編碼差分碼單極性碼雙相碼極性碼常用的編碼方式多電平編碼雙極性碼歸零碼不歸零碼曼徹斯特編碼03數(shù)據(jù)編碼方式（1）單極性碼與雙極性碼（2）歸零碼與不歸零碼單極性碼是指信號電平是單極性的，如邏輯1用高電平、邏輯0用零電平的信號表達(dá)方式。雙極性碼的信號電平含有正、負(fù)兩種極性。如邏輯1用正電平表達(dá)，邏輯0用負(fù)電平表達(dá)。歸零碼（RZ）是在每一位二進(jìn)制信息傳輸之后，均返回到零電平的編碼。不歸零碼(NRZ)在整個碼元時間內(nèi)維持有效電平。03數(shù)據(jù)編碼方式單極性不歸零碼單極性歸零碼雙極性不歸零碼雙極性歸零碼03數(shù)據(jù)編碼方式（3）曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼是一種常用的基帶信號編碼，它具有內(nèi)在的時鐘信息，因而能使網(wǎng)絡(luò)上的每一個系統(tǒng)保持同步。

絕對碼曼徹斯特編碼1011001103數(shù)據(jù)編碼方式（4）差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼用數(shù)據(jù)開始處有無跳變來表示數(shù)據(jù)“0”和“1”，有跳變表示“0”，無跳變表示“1”，每位中間的跳變僅提供時鐘信號。

絕對碼差分曼徹斯特編碼10110011曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼方法都是將時鐘和數(shù)據(jù)包含在信號流中，在傳輸代碼信息的同時，也將時鐘同步信號一起傳輸?shù)綄Ψ健＿@種編碼也稱為自同步編碼。（4）差分曼徹斯特編碼03數(shù)據(jù)編碼方式信息數(shù)據(jù)傳輸速率編碼方式帶寬知識小結(jié)0102數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)由哪幾部分組成？什么是數(shù)據(jù)編碼，常用的數(shù)據(jù)編碼方式有哪些？思考04頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方式主講：朱鋁芬數(shù)據(jù)傳輸方式的定義及分類01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方式02典型案例分析03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS01數(shù)據(jù)傳輸方式的定義及分類若按數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蚩梢苑譃椴⑿袀鬏敽痛袀鬏敂?shù)據(jù)傳輸方式123按數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞娇煞譃橥絺鬏敽彤惒絺鬏斎舭磾?shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r間關(guān)系可以分為單工、半雙工和全雙工數(shù)據(jù)傳輸定義及分類1數(shù)據(jù)傳輸方式，是數(shù)據(jù)在信道上傳送所采取的方式。01數(shù)據(jù)傳輸方式的定義及分類并行與串行傳輸2并行傳輸將數(shù)據(jù)以成組的方式在兩條以上的并行信道上同時傳輸，每個數(shù)據(jù)位都需要一條單獨的傳輸線。一般用于可編程序控制器內(nèi)部的各元件之間、主機(jī)與擴(kuò)展模塊或近距離智能模塊之間的數(shù)據(jù)處理。速度快、效率高；成本較高、干擾大，不適合遠(yuǎn)距離傳送01數(shù)據(jù)傳輸方式的定義及分類并行與串行傳輸2串行傳輸是數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸，數(shù)據(jù)從低位開始一位接一位按順序傳送。串行通信多用于可編程序控制器與計算機(jī)之間、多臺可編程序控制器之間的數(shù)據(jù)傳送。設(shè)備1設(shè)備2傳送數(shù)據(jù)10100111傳輸速度較慢，傳輸線少、連線簡單，適合多位數(shù)據(jù)的長距離通信01數(shù)據(jù)傳輸方式的定義及分類異步與同步傳輸3在異步傳輸中，信息以字符為單位進(jìn)行傳輸，每個字符中的各個位是同步的，相鄰兩個字符傳送數(shù)據(jù)之間的停頓時間長短是不確定的。效率低，主要用于中低速數(shù)據(jù)通信01數(shù)據(jù)傳輸方式的定義及分類異步與同步傳輸3同步通信的數(shù)據(jù)傳輸是以數(shù)據(jù)塊為單位的，字符與字符之間、字符內(nèi)部的位與位之間都同步，每次傳送1～2個同步字符、若干個數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗字符，發(fā)送方和接收方要保持完全的同步。傳輸效率高，對硬件要求相應(yīng)提高，主要用于高速通信01數(shù)據(jù)傳輸方式的定義及分類單工、半雙工與全雙4單工數(shù)據(jù)傳輸是兩數(shù)據(jù)站之間只能沿一個指定的方向進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。半雙工數(shù)據(jù)傳輸是兩數(shù)據(jù)站之間可以在兩個方向上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但不能同時進(jìn)行。全雙工數(shù)據(jù)傳輸是在兩數(shù)據(jù)站之間，可以在兩個方向上同時進(jìn)行傳輸。單工通信半雙工通信全雙工通信02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方式本地的并行IO通訊PLC內(nèi)部的I端口02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方式遠(yuǎn)距離的串行IO通訊分散在現(xiàn)場基層的、用來采集控制儀表及傳感器等信號數(shù)據(jù)的系統(tǒng)稱為分布式系統(tǒng)，通過總線與控制器PLC進(jìn)行串行數(shù)據(jù)交換。ET200SP采集數(shù)據(jù)

0001111000PLC外連的分布式I/O模塊ET200SPPLC1111010101PLC反饋控制結(jié)果02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方式PLC內(nèi)部的I端口PLC外連的分布式I/O模塊并行通訊串行通訊02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方式CAN總線異步通訊PROFINETIRT等時同步通訊1層2層3層4層沒有實時性要求使用約定波特率位同步實時性要求較高數(shù)據(jù)高速傳輸過程參數(shù)的設(shè)置、設(shè)備的診斷布式傳感器數(shù)據(jù)、運動控制數(shù)據(jù)02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方式RS485兩線制RS485四線制RS232點對點全雙工半雙工全雙工03典型案例分析PLCHMI觸摸屏啟動按鈕觸摸屏停止按鈕指示燈PN口PN口真實的電器元件，并行的只讀量，關(guān)聯(lián)I虛擬的觸屏元件，串行的寫入量，關(guān)聯(lián)M03典型案例分析網(wǎng)線PLC1觸摸屏交換機(jī)網(wǎng)線805PLC2M區(qū)域DB區(qū)域首地址必須是位地址，數(shù)據(jù)的長度由信息決定傳輸方式串行雙工同步異步知識小結(jié)0102PLC內(nèi)部的I端口與PLC外連的分布式IO模塊有何區(qū)別？觸摸屏按鈕可以關(guān)聯(lián)PLC的I變量嗎，為什么？思考04頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)與接口標(biāo)準(zhǔn)主講：朱鋁芬任務(wù)引入風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)02案例分析03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是指通信中用于傳輸信息的物理通道。通常分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)兩大類。有線介質(zhì)無線介質(zhì)傳輸介質(zhì)概念及分類101工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)雙絞線雙絞線纜非屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線在數(shù)據(jù)傳輸速度、傳輸距離和信道寬度等方面均受到一定的限制，但在一般快速以太網(wǎng)應(yīng)用中影響不大，是目前最常見的傳輸介質(zhì)。雙絞線2同軸電纜的數(shù)據(jù)傳輸速度、傳輸距離、可支持的節(jié)點數(shù)、抗干擾性能都優(yōu)于雙絞線，成本也高于雙絞線，但低于光纜。01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)同軸電纜3抗干擾性好傳輸速率高，傳輸能力強(qiáng)衰減少，無中繼時傳輸距離遠(yuǎn)費用昂貴，對芯材純度要求高01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)光纖402工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)的概念17應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE在插接方式、引線分配、電氣特征和應(yīng)答關(guān)系上均應(yīng)符合統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)物理接口標(biāo)準(zhǔn)DTE/DCE接口標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485、RS422、RJ45等02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS232C2DB25公頭DB25母頭9針信號名稱簡稱3發(fā)送數(shù)據(jù)Txd2接收數(shù)據(jù)Rxd7請求發(fā)送RTS8清除發(fā)送CTS6數(shù)據(jù)設(shè)備就緒DSR5信號地GND1載波檢測DCD4數(shù)據(jù)終端就緒DTR9振鈴指示RI02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS232C201-3～-15V+3～+15VRS-232C中電壓為負(fù)邏輯關(guān)系-3V~-15V表示邏輯1,+3V~+15V表示邏輯0噪聲容限為2V02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS232C2直連模式一般用于延長線或轉(zhuǎn)換線交叉線用于連接設(shè)備之間的通信多數(shù)情況使用2/3交叉線2/3交叉直連全交叉02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS232C2采用全雙工傳輸方式，電氣接口單端驅(qū)動、單端接收一對一通信，單站能力，最高通信速率為20kbit/s，最大通信距離為15米傳輸速率較低、傳輸距離短、抗噪聲干擾性弱02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS4853

RS485是一種典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了發(fā)送器和接收器的特性，而沒有規(guī)定接插件、傳輸電纜和應(yīng)用層通信協(xié)議。01－6～－2V+2～+6V02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS4853

RS-485通信采用差分線路，差分電路兩線間的電壓差為+2~6V，表示邏輯“1”差分電路兩線間的電壓差為-2~6V，表示邏輯“0”02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS4853兩線制，半雙工傳輸，通信距離最大1200米，支持組網(wǎng)多站能力，允許多主站，連接多達(dá)128個節(jié)點02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS4853四線制，全雙工傳輸，通信距離最大1200米，支持組網(wǎng)02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS4224

RS-422是一系列的規(guī)定采用4線，全雙工，差分傳輸，多點通信的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，其電氣性能與RS-485完全一樣。02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)

RS4224全雙工，只能有一個主設(shè)備，其余為從設(shè)備，支持點對多通信，最多10個節(jié)點最大傳輸率可達(dá)10Mbit/s，最大傳輸距約為1200m只支持點到多，不支持多點到多點接口標(biāo)準(zhǔn)RS232RS422RS485最大傳輸距離（米）1512001200最高傳輸速率（bit/s）20k10M10M連接方式2/3交叉四線制兩線制/四線制傳輸方式非差分差分差分通訊方式全雙工全雙工半雙工/全雙工組網(wǎng)能力點到點點到多點點到多點/多點到多點組網(wǎng)節(jié)點數(shù)量110128抗干擾弱較強(qiáng)較強(qiáng)02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)比較RS232、RS422、RS4855良好的抗噪聲干擾性較長的傳輸距離較快的傳輸速率多站能力02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)比較RS232、RS422、RS4855RS485是現(xiàn)場總線中首選的串行接口02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的接口標(biāo)準(zhǔn)比較RS232、RS422、RS485503案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)RS232，點對點RS485，點對多RS485，點對點傳輸介質(zhì)RS232RS485RJ45接口標(biāo)準(zhǔn)知識小結(jié)0102串行通訊標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS4222、RS485有何區(qū)別？RS232、RS4222、RS485能否相互轉(zhuǎn)換？思考頭腦風(fēng)暴04敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)以太網(wǎng)的通訊奧秘任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接器RJ45主講：朱鋁芬RJ45的定義及組成01連接標(biāo)準(zhǔn)與方法02PROFINET連接器的制作方法03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS01RJ45的定義及組成RJ45是布線系統(tǒng)中信息插座（即通信引出端）連接器的一種，由插頭和插座組成。定義及組成101RJ45的定義及組成水晶頭用于數(shù)據(jù)電纜的端接，有8個凹槽和8個觸點，滿足超5類傳輸標(biāo)準(zhǔn)，符合T568A和T568B線序，防止松動、插拔、自鎖等功能。插頭2工業(yè)用的屏蔽RJ45插頭01RJ45的定義及組成滿足工廠環(huán)境特殊工業(yè)用的屏蔽RJ45插頭使用一種防滑插頭護(hù)套插頭201RJ45的定義及組成鍍金的導(dǎo)線或插座孔可維持與模塊化的插座彈片間穩(wěn)定而可靠的電器連接。整體鎖定機(jī)制，“U”形接線槽插座301RJ45的定義及組成插座301RJ45的定義及組成連接線402連接標(biāo)準(zhǔn)與方法顏色相近的是一對雙絞線02連接標(biāo)準(zhǔn)與方法口訣1：橙藍(lán)綠棕，淺色在前，三五互換口訣2：白橙橙，白綠藍(lán)，白藍(lán)綠，白棕棕02連接標(biāo)準(zhǔn)與方法02連接標(biāo)準(zhǔn)與方法異種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互連02連接標(biāo)準(zhǔn)與方法同種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互連02連接標(biāo)準(zhǔn)與方法1、2引腳是一個繞對，3、6引腳是一個繞對，4、5引腳是一個繞對，7、8引腳是一個繞對連接注意事項123在同一個綜合布線系統(tǒng)工程中，只能采用一種連接標(biāo)準(zhǔn)電纜需與同類的連接器件端接02連接標(biāo)準(zhǔn)與方法RJ45-RS485RJ45-RS23203PROFINET連接器的制作方法03PROFINET連接器的制作方法03網(wǎng)線剝線鉗PROFINET連接器的制作方法剝?nèi)ゾW(wǎng)線外殼打開RJ45插頭按顏色插入導(dǎo)線將導(dǎo)線插入到RJ45插頭頂部按壓透明蓋板，壓緊連接器插頭插座RJ45線序知識小結(jié)0102直連法和交叉互聯(lián)法分別用于什么場合？為什么Profinet的網(wǎng)線只有四芯，它與八芯的網(wǎng)線有什么區(qū)別？思考04頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)設(shè)備主講：朱鋁芬任務(wù)引入風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)備的概念01常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備02案例分析03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS01組網(wǎng)設(shè)備的概念集線器交換機(jī)路由器工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的橋梁，各種協(xié)議的翻譯官01組網(wǎng)設(shè)備的概念網(wǎng)關(guān)串口服務(wù)器工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的橋梁，各種協(xié)議的翻譯官02常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備串口服務(wù)器1RS-232/485/422串口TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口使得串口設(shè)備具備聯(lián)網(wǎng)能力專為串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)計連接的橋梁02常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備集線器27應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型連接在同一段物理介質(zhì)下的設(shè)備整形放大

廣播轉(zhuǎn)發(fā)半雙工即插即用速度慢且效率低可能發(fā)生消息沖突02常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備非管理型交換機(jī)37應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型為任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供獨享的電信號通路P100:1B:1B:21:B6:A0P228:63:36:E9:6D:2CP394:C6:91:76:15:01P400:1B:1B:24:BE:F0P528:63:36:A9:5D:3E交換機(jī)：數(shù)據(jù)鏈路層MAC表交換機(jī)只能根據(jù)具體的MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)02常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備管理型交換機(jī)37應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型手動配置每個端口的網(wǎng)速和流量控制遠(yuǎn)程監(jiān)控和配置的SNMP診斷的端口映射分組的VLAN02常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備路由器47應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型路由器只能根據(jù)具體的IP地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)連接兩個或多個網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換路徑選擇02常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)關(guān)5兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連7應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型高級翻譯器02常用的工業(yè)組網(wǎng)設(shè)備組網(wǎng)設(shè)備的比較6組網(wǎng)設(shè)備集線器交換機(jī)路由器網(wǎng)關(guān)功能連接在同一段物理介質(zhì)下的設(shè)備連接局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備連接不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換工作層次物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層、應(yīng)用層轉(zhuǎn)發(fā)依據(jù)無MAC地址IP地址MAC/IP寬帶影響共享獨享共享獨享/共享傳輸數(shù)據(jù)廣播單播/有目的廣播//傳輸方式半雙工全雙工/半雙工全雙工/半雙工/03案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)RS-232、RS-485串口換成TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)了現(xiàn)場工業(yè)數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)03案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)負(fù)責(zé)光伏供電單元PLC、風(fēng)力供電單元PLC、客戶端、智能無線終端及串口服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)03案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)串口RS485協(xié)議、TCP/IP協(xié)議與云端標(biāo)準(zhǔn)MTQQ協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)上云

遠(yuǎn)程控制組網(wǎng)設(shè)備集線器交換機(jī)路由器串口服務(wù)器知識小結(jié)0102集線器、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)分別工作在OSI參考模中的哪一層？交換機(jī)、路由器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)原理有什么本質(zhì)區(qū)別？思考頭腦風(fēng)暴04敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主講：朱鋁芬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的定義01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)02典型案例分析03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS01網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的概念如果把工業(yè)設(shè)備、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為“點”，把網(wǎng)絡(luò)中的電纜等通信介質(zhì)抽象為“線”，形成點和線的幾何圖形，從而抽象出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的互聯(lián)形式。02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類02(2)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)和管理采用集中控制方式的特點，一旦中心節(jié)點出現(xiàn)故障，就會出現(xiàn)全網(wǎng)的癱瘓，可靠性差。Hub星型：將所有的設(shè)備連接到一個中樞裝置(如交換機(jī)或集線器)缺點工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)02(3)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形：通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的點對點鏈路連接，形成一個封閉的環(huán)路。優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適用于光纖線路，傳輸速率高、距離遠(yuǎn)一個站點的故障會引起整個網(wǎng)絡(luò)的崩潰。缺點工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)02(4)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)終端電阻網(wǎng)段終端電阻總線型：網(wǎng)絡(luò)中所有的設(shè)備串接在一條傳輸線路上優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、易擴(kuò)充，使用廣泛故障后果嚴(yán)重，故障診斷困難缺點工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型：頂端有一個根節(jié)點，它帶有分支，每個分支還可再帶子分支02(5)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)點結(jié)構(gòu)易拓展，故障易隔離有總線的缺點，對根的依賴性很強(qiáng)缺點工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)02網(wǎng)型：各節(jié)點通過傳輸線相互連接起來，并任何一個節(jié)點都至少與其它兩個節(jié)點連接(6)網(wǎng)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)點傳輸速率高容錯高可靠性好結(jié)構(gòu)復(fù)雜實現(xiàn)起來費用高不易管理和維護(hù)缺點工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)03典型案例分析基于西門子S7-1200的智能晾板設(shè)備控制系統(tǒng)03典型案例分析03典型案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)紅色線路：RS232，點對點通訊。藍(lán)色線路：RJ45，以太網(wǎng)通訊，星型結(jié)構(gòu)。綠色線路：RS485，總線型結(jié)構(gòu)。04頭腦風(fēng)暴污水處理系統(tǒng)敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制方法主講：朱鋁芬網(wǎng)絡(luò)控制方法的定義01典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法02案例分析03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS01網(wǎng)絡(luò)控制方法的定義網(wǎng)絡(luò)控制方法主要研究在通信網(wǎng)絡(luò)中，信息如何從源站迅速、正確地傳遞到目的站。網(wǎng)絡(luò)控制方法與所使用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法34125主從方式存儲轉(zhuǎn)發(fā)式令牌傳送載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測查詢法02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(1)查詢法

從站

主站備用主站中繼器主站依次詢問從站主站按優(yōu)先級響應(yīng)從站從站沒有通信主動權(quán)

從站02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(2)CSMA/CD隨機(jī)訪問技術(shù)的競爭型訪問方法02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(2)CSMA/CD允許網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點自由發(fā)送信息,采用CSMA/CD方式處理線路沖突先聽后發(fā)邊聽邊發(fā)沖突停止隨機(jī)延遲再發(fā)02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(2)CSMA/CD適用于總線型網(wǎng)絡(luò)、且通信負(fù)荷較輕的場合02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(2)CSMA/CD優(yōu)點：（1）控制方式原理比較簡單，技術(shù)上容易實現(xiàn)（2）處于平等地位，不需集中控制（3）不提供優(yōu)先級控制缺點：在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時,沖突概率增加，發(fā)送效率急劇下降02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(3)令牌傳送傳送的次序由用戶根據(jù)需要預(yù)先確定，控制權(quán)是以令牌(TOKEN)為標(biāo)志的。02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(3)令牌傳送維護(hù)令牌：（1）自由上/下線（2）令牌傳遞（3）令牌丟失處理交出令牌：（1）本節(jié)點已發(fā)完要發(fā)送的數(shù)據(jù)（2）本節(jié)點根本沒有數(shù)據(jù)要發(fā)（3）令牌持有最大時間限制到02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(4)存儲轉(zhuǎn)發(fā)允許有多個節(jié)點在發(fā)送和接收信息，信息延時小，帶寬利用率高適用于具有中樞裝置的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.源節(jié)點發(fā)送信息2.存儲轉(zhuǎn)發(fā)3.加上確認(rèn)信息或否認(rèn)信息，反饋信息4.根據(jù)返回信息決定下一步動作02典型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制方法(5)主從方式主站周期性地輪詢各從站節(jié)點，從站向主站匯報狀態(tài)、接受主站控制適用于具有主站的總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)03案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主從控制：智能無線終端與六個電壓、電流儀表之間的總線型結(jié)構(gòu)，采用了RS485串口協(xié)議，是使用了主從控制技術(shù)的Modbus-RTU網(wǎng)絡(luò)。ModbusRTURS48503案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主從控制：客戶端與光伏控制器、風(fēng)力控制器、離網(wǎng)逆變器、變頻器是使用了主從控制技術(shù)的ModbusTCP網(wǎng)絡(luò)。TCPRS232RS485ModbusTCP主從控制：采用查詢/回應(yīng)的工作方式。03案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)存儲轉(zhuǎn)發(fā)：客戶端與光伏供電單元PLC、風(fēng)力供電單元PLC、串口服務(wù)器、智能無線終端之間使用了存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，是以交換機(jī)為中心的星型結(jié)構(gòu)。存儲轉(zhuǎn)發(fā)查詢法主從存儲轉(zhuǎn)發(fā)CSMA/CD令牌知識小結(jié)0102工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中有哪些網(wǎng)絡(luò)控制方法，分別適用于哪種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？每種網(wǎng)絡(luò)控制方法有何優(yōu)缺點？思考04頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換技術(shù)主講：朱鋁芬數(shù)據(jù)交換技術(shù)的定義01典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)02數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較與選用03案例分析04目錄CONTENTS01數(shù)據(jù)交換技術(shù)的定義節(jié)點節(jié)點站點站點存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)在節(jié)點間的傳輸就涉及到數(shù)據(jù)交換技術(shù)02典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)電路交換(CircuitSwitching)報文交換(MessageSwitching)分組交換

(PacketSwitching)02典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)(1)電路交換：先建立電路連接，再交換物理通道時分或頻分復(fù)用技術(shù)的邏輯通道全雙工的專用通道02典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)(1)電路交換：先建立電路連接，再交換線路建立：通訊之前必須先建立一條端到端的物理線路，本質(zhì)是電路資源的分配過程數(shù)據(jù)傳輸：雙方獨占線路傳輸數(shù)據(jù)，延遲短，寬度利用率低線路釋放：拆除連接以釋放占用的帶寬資源02典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)(1)電路交換：先建立電路連接，再交換優(yōu)點：（1）傳輸延遲?。?）發(fā)生沖突概率低缺點：（1）呼叫建立時間長，存在呼損、信道利用率低；（2）雙方的收發(fā)速度、編碼方法、信息格式和傳輸控制等必須一致02(2)報文交換：存儲轉(zhuǎn)發(fā)報文典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)不需要專用通道，報文單位02典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)(2)報文交換：存儲轉(zhuǎn)發(fā)報文N1N6優(yōu)點：（1）不需要專用通道（2）數(shù)據(jù)傳輸高效、可靠缺點：（1）具備足夠的報文數(shù)據(jù)存放能力（2）時延較大（3）只適用于數(shù)字信號02(3)分組交換：將數(shù)據(jù)分組打包，再存儲轉(zhuǎn)發(fā)典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)02典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)(3)分組交換：將數(shù)據(jù)分組打包，再存儲轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送方：分隔報文，依次傳送每個分組中間節(jié)點：緩存分組，路徑選擇，轉(zhuǎn)發(fā)分組接收方：剝離首部，抽出數(shù)據(jù)，還原報文02(3)分組交換：將數(shù)據(jù)分組打包，再存儲轉(zhuǎn)發(fā)典型數(shù)據(jù)交換技術(shù)優(yōu)點：（1）傳輸效率高,時延?。?）吞吐量高，具備差錯檢測和代碼轉(zhuǎn)換能力缺點：（1）要進(jìn)行組包、拆包和重裝過程（2）增加了報文的加工處理時間03數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較與選用優(yōu)點1）通信時延小2）有序傳輸3）沒有沖突4）適用范圍廣5）實時性強(qiáng)6）控制簡單優(yōu)點1）建立連接時間長2）線路獨占，使用效率低3）靈活性差4）難以規(guī)格化優(yōu)點1）無需建立連接2）動態(tài)分配線路3）提高線路可靠性4）提高線路利用率5）提供多目標(biāo)服務(wù)優(yōu)點1）引起了轉(zhuǎn)發(fā)時延2）需要較大存儲緩存空間3）需要傳輸額外的信息量優(yōu)點1）無需建立連接2）線路利用率高3）簡化了存儲管理4）加速傳輸5）減小出錯概率和重發(fā)數(shù)據(jù)量優(yōu)點1）引起了轉(zhuǎn)發(fā)時延2）需要傳輸額外的數(shù)據(jù)量3）對于數(shù)據(jù)報服務(wù)，存在失序、丟失或重復(fù)分組的問題；對于虛電路服務(wù)，存在呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和虛電路釋放三個過程(1)交換技術(shù)的比較(2)交換技術(shù)的選擇電路交換：傳送數(shù)據(jù)量大，且傳送時間遠(yuǎn)大于呼叫。03數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較與選用(2)交換技術(shù)的選擇電路交換：傳送數(shù)據(jù)量大，且傳送時間遠(yuǎn)大于呼叫。報文交換：適用于傳輸?shù)膱笪妮^短、實時性要求較低的網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信。03數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較與選用(2)交換技術(shù)的選擇電路交換：傳送數(shù)據(jù)量大，且傳送時間遠(yuǎn)大于呼叫。報文交換：適用于傳輸?shù)膱笪妮^短、實時性要求較低的網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信。分組交換：當(dāng)端到端的通路有很多段的鏈路組成的通信；從信道利用率上看，適合于工業(yè)設(shè)備之間的突發(fā)式的數(shù)據(jù)通信。03數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較與選用04案例分析04案例分析分組交換技術(shù)報文轉(zhuǎn)發(fā)分組轉(zhuǎn)發(fā)電路交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換技術(shù)知識小結(jié)0102電路交換、報文交換、分組交換各有何優(yōu)缺點？如何選用合適的數(shù)據(jù)交換技術(shù)？思考頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通訊知識任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的差錯控制技術(shù)主講：朱鋁芬差錯控制技術(shù)的定義01檢測錯誤02糾正錯誤03案例分析04目錄CONTENTS01差錯控制技術(shù)的定義電磁干擾收發(fā)器件噪聲存在差錯檢測錯誤糾正錯誤02檢測錯誤(1)檢測錯誤的概念多次發(fā)送，逐位比較

本數(shù)據(jù)按指定規(guī)則的運算結(jié)果按相同規(guī)則對基本數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，并與接收到的附加校驗位相比較奇偶校驗(VRC)縱向冗余碼校驗(LRC循環(huán)冗余校驗(CRC)02(2)檢測錯誤在現(xiàn)場總線中的應(yīng)用：檢測錯誤AS-I報文PB奇偶校驗位02(2)檢測錯誤在現(xiàn)場總線中的應(yīng)用：檢測錯誤CAN報文CRC校驗02(2)檢測錯誤在現(xiàn)場總線中的應(yīng)用：檢測錯誤ModbusASCIILRC校驗ModbusRTUCRC校驗02(2)檢測錯誤在現(xiàn)場總線中的應(yīng)用：檢測錯誤ModbusTCP沒有額外規(guī)定校驗02(3)奇偶校驗檢測錯誤只能檢測出單個信息位出錯;而不能確定差錯位置02(4)循環(huán)冗余校驗(CRC)檢測錯誤02(4)循環(huán)冗余校驗(CRC)檢測錯誤丟棄數(shù)據(jù)，出錯處理（1）一個數(shù)據(jù)塊校驗一次（2）在同步串行通信中，幾乎都采用循環(huán)冗余校驗03糾正錯誤(1)糾正錯誤的概念信息碼+監(jiān)督碼=碼組，稱差錯控制編碼或糾錯編碼或信道編碼差錯控制方法：利用差錯控制編碼來控制傳輸系統(tǒng)的傳輸差錯方法03糾正錯誤(2)糾正錯誤的分類自動請求重發(fā)（ARQ）方式前向糾錯（FEC）方式混合糾錯（HEC）方式信息反饋（IRQ）方式03糾正錯誤(3)自動請求重發(fā)（ARQ）方式編碼效率比較高對信道的適應(yīng)能力強(qiáng)信道有效利用率較低通信的實時性較差譯碼設(shè)備較簡單適用于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)03糾正錯誤(4)前向糾錯（FEC）方式無需重發(fā)實時性好編碼效率較低譯碼設(shè)備比較復(fù)雜若錯誤超出糾錯碼糾錯能力,只好將其拋棄適用于移動通信系統(tǒng)03糾正錯誤(5)混合糾錯（HEC）方式保證系統(tǒng)較高的有效性的同時,大幅度提高了整個系統(tǒng)的可靠性04案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)Modbus-RTU：采用了CRC校驗方法。ModbusRTU

CRC校驗RS48504案例分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)ModbusTCP：TCP協(xié)議用一個校驗和函數(shù)來檢驗數(shù)據(jù)是否有錯誤，在發(fā)送和接收時都要計算校驗和，ModbusTCP網(wǎng)絡(luò)不需要再額外校驗。TCPRS232RS485ModbusTCP不需要額外校驗敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)以太網(wǎng)的通訊奧秘任務(wù)：解析MAC、IP地址任務(wù)引入MAC地址01IP地址02地址