《工业互联网平台应用》课件-有线通信网络技术

有线通信网络技术工业互联网平台应用有线通信网络技术5MIE分析法工业互联网平台应用01020304工业网络架构工业PON技术现场总线接入工业以太网接入工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用工业互联网网络连接框架人际交流需能对话即网络互联，还得理解语言即数据互通。工业互联网里，网络连接支撑工业数据流动与集成，分为网络互联和数据互通两个层次。工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用工厂内网络典型的工厂内网络示意图以有线为主、无线为辅工厂内网络互联以无线为主工厂外网络互联连接各类要素并与数据中心互联，支撑业务应用；用于连接多方工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用工厂内网络企业内部工厂内网络呈“两层三级”结构。“两层”是工厂信息（IT）网络与工厂控制（OT）网络；“三级”按管理层级分现场级、车间级、工厂级/企业级。典型的工厂内网络示意图工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用星形星形拓扑星形拓扑是典型网络拓扑结构之一。它有个明显特征，存在一个中心点，通常是路由器或交换机。工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用环形环形结构无中心点，所有节点首尾相连形成闭合环，信息在环上流动。环形结构工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用树形典型代表是DCS系统，体现集中与分散特点。和星形结构相比，树形结构通信线路短、成本低、节点易扩充、寻路方便。树形结构工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用总线型结构总线型结构是工业网络典型拓扑结构之一，很多现场总线都基于此构建。各站点平等挂在总线上，无中心节点控制。信息以基带串行传递，从发送节点向两端扩散，各节点通过地址检查决定是否接收。工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用企业内网络网络结构接入层汇聚层核心层工业网络架构5MIE分析法工业互联网平台应用OSI参考模型OSI七层网络模型OSI即开放系统互联，其参考模型以七层网络模型呈现。物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用PONPON结构PON即无源光网络，由光线路终端OLT、光网络单元ONU和光分配网络ODN组成。工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用工业PON原理古人云“往而不来，非礼也；来而不往，亦非礼也”，通信本就讲究双向交互。但一根光纤该如何实现通信呢？这正是PON要解决的难题。而PON采用波分复用技术，巧妙化解了这一困境。工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用工业PON传输流程PON的数据传输基本流程采用TDMA技术，将各ONU数据组成时间片信息流传至OLT；上行通过广播技术，OLT数据包含目的ONU标识符，ONU解析后仅留目标数据包。下行工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用工业PON体系架构工业PON整体系统架构工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用网络拓扑设计工业PON手拉手保护的链型拓扑图工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用网络拓扑设计工业PON星形组网拓扑图工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用工业PON的使用场景1场景1：新增生产线，需对机床、机器人、流水线等设备部署信息自动化采集点。在这种场景下，生产车间需要新建或改造，需要同步部署信息化通信网络。这种场景的特点是车间内没有以太局域网，需要重新部署网络。在这种场景下可以完全通过PON网络搭建车间内的数据采集网络，工业级ONU直接连接机器或数据采集设备。工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用工业PON的使用场景2场景2：原有车间仅部署了近端工业机床信息化操作，尚未将相关数据及控制指令远程化及自动采集化，车间生产线需要进行加强自动信息化能力。这种场景的特点是车间生产线已有现场到工位的信息化网络，但需要将数据采集到远端进行监控。工业PON技术5MIE分析法工业互联网平台应用工业PON的使用场景3场景3：厂区车间内已部署了工业以太局域网，但是其他拓展业务，如能源监控、视频安防、WiFi覆盖等需要部署，需要对多种应用进行网络安全隔离（物理及逻辑双重）。这种场景的特点是车间生产线已有信息化网络，辅助设备及业务需要重新部署网络。现场总线接入5MIE分析法工业互联网平台应用Modbus概述Modbus作为一种串行通信协议，优势显著，既简单易用，又无版权要求，称得上是性价比极高，因此成为工业领域通信协议的事实标准。它由施耐德电气前身Modicon公司于1979年提出。现场总线接入5MIE分析法工业互联网平台应用Moubus体系结构

MODBUS网络体系结构的实例现场总线接入5MIE分析法工业互联网平台应用Moubus协议内容和其他协议类似，Modbus协议最基本的通信单位是帧，整个Modbus帧又被称之为应用数据单元（ADU），ADU中又包含了协议数据单元（PDU）用于传真正需要传输的数据。现场总线接入5MIE分析法工业互联网平台应用Moubus协议内容Modbus协议架构主/从架构同一网络同一时刻仅一个主节点，其余参与通信的是从节点。这种架构类似“领导-下属”模式，主节点负责统筹，从节点执行。从节点最大编号为247，限制了网络规模。现场总线接入5MIE分析法工业互联网平台应用Moubus协议内容区号名称读写范围0区输出线圈可读可写00001-099991区输入线圈只读10001-199993区输入寄存器只读30001-399994区保持寄存器可读可写40001-49999Modbus协议在现场总线接入中规定了4个存储区现场总线接入5MIE分析法工业互联网平台应用Moubus协议内容Modbus协议同时规定了二十几种功能码，但是常用的只有8种，用于针对上述存储区的读写功能码功能说明01H读取输出线圈02H读取输入线圈03H读取保持寄存器04H读取输入寄存器05H预置单线圈06H预置单寄存器0FH预置多线圈10H预置多寄存器Modbus协议功能码工业以太网接入5MIE分析法工业互联网平台应用PROFINET三种通讯方式TCP/IP标准通信PROFINET基于工业以太网技术，使