工业控制网络讲义第2章.ppt

2.7.1 控制网络与信息网络的区别 工业控制网络特别强调可靠性和实时性。用于测量与控制的数据通信的主要特点是：允许对实时响应的事件进行驱动通信，具有很高的数据完整性，在电磁干扰和有地电位差的情况下能正常工作，多使用专用的通信网等。 控制网络与信息网络的具体区别如下： 2.7.2 控制网络与信息网络的互连 只要给智能设备进行IP地址编址，并安装上Web服务器，便可以获得测量控制设备的参数，人们也就可以通过Internet与智能设备进行交互。 在计算机网络技术的推动下，控制系统向开放性、智能化与网络化方向发展，产生了控制网络Infranet。在此之前，基于Web的信息网络Intranet成为企业内部信息网的主流。相对而言，控制网络是一个新技术，其相关技术还正在发展中。 （1）控制网络与信息网络互连的必要性 （2）控制网络与信息网络互连的技术特点 2.7.3 控制网络与信息网络互连技术在控 制领域的应用 （1）Internet对传统控制系统的影响 （2）Infranet和Intranet与现场总线的结合 2.7.4 控制网络的规划设计 计算机控制网络系统的规划、实施及以后的维护和管理工作一般应由专门技术人员来进行，并按照“系统”的观点，采用系统工程的方法进行网络的规划工作，主要内容包括： （1）用户需求分析 （2）系统分析与设计 （3）系统的安装、培训及维护 （4）控制网络的类型及其相互关系 （1）用户需求分析 1）网络的地理分布 2）用户设备的类型 3）网络服务与网络功能 4）通信类型和通信量 5）容量与性能 （2）系统分析与设计 系统分析与设计是根据用户需求报告，提出相应的解决方案，并从技术上和经费上论证其可行性。通过可行性分析可以提出一个解决用户问题的网络体系结构，它应包括以下4方面内容： 传输方式——确定传输方式是采用基带传输还是宽带传输，确定通信类型及通道数、通信容量及数据传输速度，从而确定网络设备。 用户接口——确定用户工作站类型、容量，及其支持的协议和主机类型。 服务器——选择服务器类型、容量及其支持的协议。 网络管理能力——规定网络管理、网络控制、网络安全的具体要求。 （3）系统的安装、培训及维护 网络系统的整个安装过程均应有用户参与，并在安装过程中对用户骨干进行培训，使用户能够了解网络安装的各个方面。做好安装的记录工作，如系统的软件安装过程、硬件安装过程以及实际布线图等，有助于今后的网络维护工作。安装一般包括以下3项内容： 传输媒体的选择和布线 网络服务器的安装 用户工作站的安装 （4）控制网络的类型及其相互关系 从工业自动化与信息化层次模型来说，控制网络可分为面向设备的现场总线控制网络与面向自动化的主干控制网络。 从网络的组网技术来分，控制网络通常有两类：共享式控制网络和交换式控制网络。控制网络的类型及其相互关系如图所示。 2.8.1 控制网络与信息网络集成的目标 控制网络与信息网络集成的目标是实现管理与控制一体化的、统一的、集成的企业网络。企业要实现高效率、高效益、高柔性，必须有一个高效的、统一的企业网络支持。企业网络的逻辑集成框架如图所示。 2.8.2 控制网络与信息网络的集成技术 控制网络与信息网络的集成技术主要有： （1）控制网络与信息网络集成的互连技术。 （2）控制网络与信息网络集成的远程通信技术。 （3）控制网络与信息网络集成的动态数据交换技术。 （4）控制网络与信息网络集成的数据库访问技术。 2.1.6 差错检测与控制 在通信线路上传输信息时，因干扰等使接收端收到的信息出现概率性错码。为了提高通信系统的传输质量而提出的有效检测错误，并运行纠正的方法叫做差错检测和校正，简称为差错控制。差错控制的主要目的是减少通信信道的传输错误，目前还不可能做到检测和校正所有的错误。 设计差错控制的具体方法有两种策略： ①让每个传输的报文分组带上足够的冗余信息，以便在接收端发现并自动纠正传输错误，即纠错码方案； ②让报文分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息，但不能确定哪一比特是错的，并且自己不能纠正传输差错，即检错码方案。纠错码方法虽然有优越之处，但实现复杂，造价高，费时间，一般的通信场合不宜采用。检错码虽然需要通过重传机制达到纠错，但原理简单，实现容易，编码与解码速度快，目前正得到广泛的适用。 数据通信中，利用编码方法进行差错控制的基本方法有两类：自动请求重发（Automation Request for Repeat, ARQ）和前向纠错（Forward Error Correction, FEC）。ARQ方式中，接收端发现差错，以某种形式通知发送端重发，直到接收正确为止。FEC方式中，接收端不仅能发现差错，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而得以纠正。 常用的检错码有两类：奇偶校验码和