仪表和装置第06章.ppt

第二部分 计算机控制装置 主要内容 前言 6. 计算机控制的基本知识 6.1.1什么是计算机控制 工作过程 6.1.2 计算机控制系统的基本组成 6.1.2 计算机控制系统的基本组成 6.1.3 计算机控制系统的主要设计思想 可靠性 可维护性 实时性 性能价格比 6.1.4 计算机控制系统的发展过程 直接数字量控制 集中型计算机控制系统 集散控制系统 DCS的功能层次 DCS的发展过程 现场总线控制系统 6.1.5 计算机控制系统的发展特征 6.2 网络通信基础 6.2.3 网络通信的基本概念 6.2.4 计算机网络的拓扑结构 6.2.5 网络传输介质 6.3 开放系统互联参考模型 开放系统互联参考模型 6.3.1 OSI/RM 层次结构 6.3.2 OSI/RM信息流动过程 6.3.3 各层主要功能 数据链路层 网络层 6.4 TCP/IP协议 6.4.1 TCP/IP的基本情况 6.4.2 TCP/IP层次结构 网间协议IP 用户数据报协议 UDP 传输控制协议 TCP 讨论——控制系统中通常使用无连接还是有连接的数据传输方式？ 是连接智能现场装置和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。 支持双向、多节点、总线式的全数字通讯 ·双向数据通信能力避免了反复进行A/D、D/A的转换 ·把控制任务下移到现场设备，以实现测量控制一体化 全分散 ·已成为全世界范围自动化技术发展的热点 ·涉及整个自动化和仪表的工业“革命” FCS现场总线控制系统 随着局域网、Internet、IT技术迅速发展，计算机控制系统向集成化、网络化、智能化、信息化发展成为一种趋势 系统结构向网络化、网络扁平化方向发展 系统功能向综合化方向发展 系统设备向多样化方向发展 1.2.1 什么是计算机网络？（略） 1.2.2 计算机网络的发展（略） 1.2.3 网络通信的基本概念 1.2.4 计算机网络的拓扑结构 1.2.5 网络传输介质 (1) 模拟信号与数字信号 模拟信号是一个连续的物理量 数字信号是利用不连续的物理状态来表示数据，最简单的是二进制数“1”和“0”，通过高/低电平来表示。 Tc 1 0 1 1 0 0 时钟 数据 Tc (2) 并行传输与串行传输 并行传输：数据的各个位同时传输，可以字或字节为单位并行进行 速度快、通信线多、成本高 不宜远距离通信 串行传输：数据的各个位逐位传输 速度较并行传输慢、通信线少（一般2～4根）、成本低 适宜远距离通信 几乎所有的计算机控制系统均采用串行数据通信 (3) 通信双方的交互方式 单工通信：数据只有一个方向的通信，没有反方向的交互 如计算机与键盘的通信 控制系统中应用极少 半双工通信：双方可以交互数据，但不在同时 控制简单、可靠、成本低 控制系统中应用广泛（只需2根通信线即可） 全双工通信：双方可以交互数据，可以在同时 控制相对复杂、效率高、成本较高，需要2个信道 控制系统中应用较广泛 至少需要3根通信线（其中1根为地共用），或4根 (4) 通信波特率、误码率 波特率： 指单位时间内传输的信息量，单位通常用“位bit”表示 也可以用“字节”表示 例如：Profibus－PA的波特率位31.25kbps Profibus－DP的最大波特率位12Mbps 误码率：错误码元（1个二进制位）数与传送码元数之比 工业用通信网络一般要求误码率在10－5～10－9，甚至更小 (5) 基带传输与频带传输 基带传输：按照数字波形的原样直接在信道上传输。采用数字信号传输数据时，数字信号几乎要占有整个频带，终端设备把数字信号转换成电脉冲信号时，这个原始的电信号所固有的频带称为基本频带（baseband），基带传输也就是指在信道中直接传送基带信号。