7场总线技术 第八章 工业以太网和EtherNet_IP现场总线技术及其应用 教学课件.ppt

现场总线技术及其应用;8工业以太网和EtherNet /IP ;8.1 以太网及TCP/IP;Brief History of Ethernet;8.1.1 以太网概况;IEEE 802委员会为局域网制定了一系列标准，它们统称为IEEE 802标准； IEEE 802标准之间的关系： ;8.1.2 以太网的物理层;传统以太网的连接方法 ;8.1.2 以太网的物理层;8.1.3 以太网的数据链路层;4.3.2 两种不同的 MAC 帧格式 ;;MAC 帧;MAC 帧;MAC 帧;MAC 帧;MAC 帧;MAC 帧;8.1.4 TCP/IP概况;8.1.4 TCP/IP概况;8.1.4 TCP/IP概况;8.1.5 TCP/IP网络层;固 定 部 分;8.1.5 TCP/IP网络层;8.1.6 TCP/IP传输层;8.1.6 TCP/IP传输层;TCP 首部;8.1.6 TCP/IP传输层;伪首部;8.1.7 TCP/IP应用层;8.2 工业以太网;8.2 工业以太网;8.2 工业以太网; 随着信息技术的不断发展，信息交换技术覆盖了各行各业。在自动化领域，越来越多的企业需要建立包含从工厂现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络管控平台，建立以工业控制网络技术为基础的企业信息化系统。 工业以太网提供了针对制造业控制网络的数据传输的以太网标准。该技术基于工业标准，利用了交换以太网结构，有很高的网络安全性、可操作性和实效性，最大限度地满足了用户和生产厂商的需求。工业以太网以其特有的低成本、高实效、高扩展性及高智能的魅力，吸引着越来越多的制造业厂商。;;;工业以太网产品的设计制造必须充分考虑并满足工业网络应用的需要。工业现场对工业以太网产品的要求包括： 工业生产现场环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体的存在，要求工业级的产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘和防水。 工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需要采取防爆措施保证安全生产。 工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性（EMC:Electro Magnetic Compatibility）等。 工业网络器件的供电，通常是采用柜内低压直流电源标准，大多的工业环境中控制柜内所需电源为低压24V直流。 采用标准导轨安装，安装方便，适用于工业环境安装的要求。工业网络器件要能方便地安装在工业现场控制柜内，并容易更换。; 工业以太网的主要技术;工业以太网要在应用层、用户层等高层做一些具体规定，一方面满足工业自动化的行业需求，同时需要在应用层、用户层等高层协议满足开放系统的要求，满足互操作条件。 整合以太网技术的现场总线技术和产品有多个方面的意义：一方面使工业以太网市场占有率快速提高，另一方面，这种整合的初衷是利用以太网传输工业数据，而实际上同时也把现场总线的应用层技术整合到了工业以太网技术之中。 采用成熟的应用层和用户层技术，还可以增强工业以太网的确定性和实时性。 ;; FF HSE的1～4层由现有的以太网、TCP/IP和IEEE标准所定义，HSE和H1使用同样的用户层，现场总线信息规范（FMS）在H1中定义了服务接口，现场设备访问代理（FDA）为HSE提供接口。用户层规定功能模块、设备描述（DD）、功能文件（CF）以及系统管理（SM）。 HSE网络遵循标准的以太网规范，并根据过程控制的需要适当增加了一些功能，但这些增加的功能可以在标准的Ethernet结构框架内无缝地进行操作，因而FF HSE总线可以使用当前流行的商用（COTS）以太网设备。; ;2．PROFInet; PROFInet支持开放的、面向对象的通信，这种通信建立在普遍使用的TCP/IP基础之上。 PROFInet没有定义其专用工业应用协议。使用已有的IT标准，它的对象模式基于微软公司组件对象 (COM) 技术。对于网络上所有分布式对象之间的交互操作，均使用微软公司的DCOM协议和标准TCP和UDP协议 。 PROFInet用于PROFIBUS的纵向集成，它能将现有的PROFIBUS网络通过代理服务器(Proxy)连接到以太网上，从而将工厂自动化和企业信息管理自动化有机地融合为一体。系统可以通过代理服务器实现与其它现场总线系统的集成。 PROFInet通过优化的通信机制满足实时通信的要求。它的基于以太网的通信有3种，PROFInet 1.0基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯；PROFInet-SRT软实时系统用于控制器与I/O 设备通讯；PROFInet-IRT硬实时系统用于运动控制。 ;3．Modbus/TCP