工业自动化网络ppt

第1章绪论 1 1工业数据通信与控制网络概述1 2网络集成式控制系统1 3控制网络在企业网络系统中的地位与作用1 4控制网络的发展与标准化习题 1 1工业数据通信与控制网络概述 1 1 1控制网络与现场总线控制网络 将多个分散在生产现场 具有数字通信能力的测量控制仪表作为网络节点 采用公开 规范的通信协议 以现场总线作为通信连接的纽带 将现场控制设备连接成可相互传递信息 共同完成自控任务的网络系统与控制系统 现场总线 是一种应用于生产现场 在现场设备之间 现场设备与控制装置之间实现双向 串行 多节点数字通信的技术 它由IEC的国际标准化小组SC65C WG6定义 图1工业控制网络示意图 1 1 2工业数据通信数据通信 是指在两点或多点之间以二进制形式进行信息交换的过程 工业数据通信 是指在工业生产过程中除计算机及其外围设备之外的各类工艺参数变送器和生产过程控制设备 此类设备的各功能单元间 设备与设备间及设备与计算机间遵照通信协议 利用数据传输技术传递数据信息的过程 例1 PANTHER称重变送器在PANTHER称重变送器的数据链路层协议中 串行口数据的连续输出帧格式如下 其中 1 STX表示可选的ASCII起始符02H 2 SWA SWB SWC表示PANTHER设置的状态字 3 表示六位不带符号和小数点的重量值 4 表示六位不带符号和小数点的皮重值 5 CR表示ASCII回车符ODH 6 CKS表示可选的帧检验和 例2 C200H LK202通讯模块SYSMACC200H LK202通讯模块提供了一种智能化的通讯链路 它采用全自动的应答方式实现PLC与PC之间的数据交换 它内部集成的通信协议支持半双工点对点方式或一对多方式通讯 无论是在 Multiple Link 还是在 Single Link 的通讯系统中 当数据块长度超过规定值时 数据块都必须划分成几个帧进行传送 在这种情况下 起始帧和中间帧是以分隔符 CR 结尾 而不是块结束符 CR 串行口数据帧的格式如下 注 以从主机发送多于一帧的命令块为例说明命令块的发送过程 至于发送仅有一帧的命令块只是它的一个特例 在此不作说明 具体发送过程如图所示 1 1 3早期的总线技术GeniusI O 采用分段令牌总线结构 使用频移键控调制信号 网段节点总数达32 Interbus S 电气规范遵循EIA 485标准 适用于单主机系统 有远程总线与本地总线之分 远程节点总数达64 Sensoplex 德国福特汽车公司开发 采用主从式总线结构 使用频移键控调制信号 节点总数达64 P Net 丹麦ProcessData公司开发 电气规范遵循EIA 485标准 采用分段结构的多主网络系统 主节点总数达32 各主节点间采用 虚拟令牌 依次控制总线的访问权 1 2网络集成式控制系统 1 2 1控制系统的新型结构现场总线控制系统是继基地式气动仪表控制系统 电动单元组合式模拟仪表控制系统 集中式数字控制系统 集散式控制系统之后的新型结构 1 2 2网络集成式控制系统的特点GeniusI O 采用分段令牌总线结构 使用频移键控调制信号 网段节点总数达32 Interbus S 电气规范遵循EIA 485标准 适用于单主机系统 有远程总线与本地总线之分 远程节点总数达64 Sensoplex 德国福特汽车公司开发 采用主从式总线结构 使用频移键控调制信号 节点总数达64 P Net 丹麦ProcessData公司开发 电气规范遵循EIA 485标准 采用分段结构的多主网络系统 主节点总数达32 各主节点间采用 虚拟令牌 依次控制总线的访问权 1 2 3控制系统对网络的要求1 控制网络的通信系统应具有开放性 指协议 标准公开 遵循相同标准的设备可互连并实现数据的交互 2 控制网络中的控制设备应具有互操作性 指互连设备间的信息传输 与互用性 指设备的相互替换 3 控制网络应满足系统的时序 实时性及有效性要求 4 控制网络应具有对现场环境的适应性 1 3控制网络在企业网络系统中的地位与作用 1 3 1企业网络系统的层次结构网络连接结构划分 底层控制网 Infranet 企业内部网 Intranet 互联网 Internet 网络功能结构划分 企业资源规划层 ERP 制造执行层 MES 现场控制层 FCS 图2功能层次的网络类型 1 3 3控制网络与上层网络的连接方式1 采用专用网关完成不同通信协议的转换 将控制网段或DCS连接到以太网上 2 将以太网卡和现场总线网卡置入工控机中的PCI插槽 再PC机内实现数据交换 3 将WEB服务器直接置入PLC或现场控制设备内 借助WEB服务器和通用浏览工具实现数据信息的动态交互 a 网关连接 b