工业网络技术第1课.ppt

工业网络技术 姓名：蔡凌 手机 推荐参考书 阳宪惠主编《工业数据通信与控制网络》 李正军主编《现场总线及其应用技术》 邹益仁主编《现场总线控制系统的设计和开发》 第一章 绪论 计算机网络 计算机网络定义： 地理上分散多台自主计算机 遵循通信协议 通过软件、硬件互联 相互通信、资源共享、信息交换、协同工作以及在线处理等功能 计算机网络 计算机网络的形成与发展 计算机网络的雏形 （单机、多机） 计算机网络形成（网络体系结构与协议 ） 加速网络体系结构与协议国际标准化的研究与应用 （OSI、IEEE802） 计算机网络的新时代 计算机网络 计算机网络的雏形 特征——共享主机软硬件资源 单台主机：执行计算和通信任务 多台终端：执行用户交互 计算机网络 计算机网络形成 特征 多主机为中心的网络 网络结构从“主机－终端” 转变为“主机－主机” 分组交换技术 计算机网络 加速网络体系结构与协议国际标准化的研究与应用 为什么需要标准化？ 不同网络设备之间的兼容性和互操作性是推动网络体系结构的标准化的原动力。 标准化过程的演变 厂商标准：IBM-SNA（系统化网络体系结 构），DEC-DNA（分布式网络体系结构） 缺点：适用范围（同样存在兼容性的问题） 技术垄断 （很容易形成垄断） 标准不统一（影响了用户的利益） 计算机网络 国际标准 Open System Interconnection/ Reference Model(开放系统互联参考模型，简称OSI参考模型) OSI参考模型是一种概念上的网络模型 详细规划了网络体系结构的框架 事实标准 TCP/IP(因特网的骨干协议) 计算机网络 计算机网络的新时代 Nothing is impossible 1.4计算机网络的主要分类 1.按地域范围分类 局域网(Local Area Network ， LAN) 范围：小，＜20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低（10-11） 城域网(Metropolitan Area Network ， MAN) 范围：中等，＜100KM 传输技术：宽带/基带 广域网(Wide Area Network ， WAN) 范围：大，＞100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高 1.4计算机网络的主要分类 2.按通信传播方式分类： 点对点传播 广播方式 一般来说，局域性网络使用广播方式；广域性网络使用点对点方式。 控制网络 控制系统的发展 20世纪50年代前，气动仪表控制系统。 20世纪50年代，模拟仪表控制系统。 20世纪60－70年代，集中式数字控制系统。 20世纪80－90年代，集散控制系统（DCS）。 现场总线控制系统 基于现场总线的控制系统。 作为网络节点的智能现场设备，具备数字通信能力和控制功能，又称为全分布式控制系统。 集散控制系统典型结构 现场总线系统典型结构 DCS.VS.FCS系统 工业控制系统发展特点 计算机技术在工业控制系统中起到越来越重要的作用 信息的集成度越来越高 控制功能越来越接近现场 现场仪表的测控能力越来越强 现场总线定义 根据国际电工委员会IEC61158标准定义： 现场总线是指安装在制造或过程区域的现场设备与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。 现场总线概述 现场总线技术将专用的微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了一定的数字计算和数字通信能力，成为能独立承担控制、通信任务的网络节点。它们分别通过双绞线、同轴电缆、光纤以及无线等多种途径进行信息传输，并遵守公开、规范的通信协议。 现场总线的特性 现场总线是低带宽的局域网 现场总线是一种数字通信协议 现场总线是底层控制网络 现场总线的国际标准 国际电工委员会（IEC） 国际标准化组织（ISO） 用于工业控制系统的IEC61158标准 FF-H1（IEC61158技术报告） ControlNet（罗克韦尔自动化支持） Profibus（西门子公司支持） P-Net（丹麦Process Data公司支持） FF-HSE（Fisher-Rosemount公司支持） SwiftNet（波音公司支持） WorldFIP（法国阿尔斯通公司支持） Interbus（德国Phoenix公司） IEC62026标准 用于低压开关设备与控制设备、控制器与电气设备接口标准； 执行器-传感器接口AS-i（西门子公司支持）； 设备网，即DeviceNet（罗克韦尔自动化和欧姆龙公司）； 智能分散系统（SDS）（H