杭電總線技術(shù)重點(diǎn)

1、 7、基金會現(xiàn)場總線的特點(diǎn) 8、基金會現(xiàn)場總線的三種虛擬通信關(guān)系客戶/服務(wù)器型；報告分發(fā)型；發(fā)布/預(yù)訂接收型?；饡F(xiàn)場總線 FFFFFF以ISO開放系統(tǒng)互聯(lián)模型為基礎(chǔ)，取物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應(yīng)用的需要，定義了信息存取的統(tǒng)一規(guī)則，采用設(shè)備描述語言規(guī)定了通用的功能塊集。FF總線包括FF通信協(xié)議、ISO模型中的27層通信協(xié)議的通棧、用于描述設(shè)備特性及操作接口的DDL設(shè)備描述語言、設(shè)備描述字典，用于實(shí)現(xiàn)測量、控制、工程量轉(zhuǎn)換的應(yīng)用功能塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組態(tài)管理功能的系統(tǒng)軟件技術(shù)以及構(gòu)筑集成自動化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的系統(tǒng)集成技術(shù)。

2、FF分為低速H1和高速H2兩種通信速率：H1通信速率為31.25Kbps，通信距離可達(dá)1900m，支持總線供電；H2通信速率為1Mbps和2.5Mbps，通信距離為750m和500m。物理傳輸介質(zhì)可支持雙絞線、光纜和無線，采用曼徹斯特編碼。9、PROFIBUS的通信參考模型、采用的傳輸技術(shù)以及總線訪問方式DP略去了第3到7層，數(shù)據(jù)傳輸快速高效。第1層提供RS485傳輸技術(shù)和光纖。第2層采用主從分時輪詢協(xié)議，完成總線訪問和數(shù)據(jù)傳輸。用戶層規(guī)定可以調(diào)用的應(yīng)用功能，說明不同DP設(shè)備的行為。FMS定義了1，2，7層。1、2層使用和DP相同的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線協(xié)議。第7層為現(xiàn)場報文規(guī)范FMS。PA的第

3、1層采用IEC1158標(biāo)準(zhǔn)。曼徹斯特編碼，總線供電，本質(zhì)安全。與DP網(wǎng)段通過耦合器相聯(lián)。提供三種不同的物理層選擇：RS 485：用于DP和FMS（對稱傳輸，稱H2）IEC 1158-2：用于PA（位同步協(xié)議，稱H1）光纖：用于DP和FMSPROFIBUS 總線訪問方式：多主令牌環(huán)，主從通信混合總線訪問協(xié)議:主站間的邏輯令牌環(huán),主從站間的主從協(xié)議;主站:主站在一個限定時間內(nèi)（Token Hold Time)對總線有控制權(quán)從站:從站只是響應(yīng)一個主站的請求，它們對總線沒有控制權(quán)10、工業(yè)以太網(wǎng)的基本概念、應(yīng)用分類、TCP/IP分層模型工業(yè)以太網(wǎng)是普通以太網(wǎng)技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò)延伸的產(chǎn)物,是工業(yè)應(yīng)用環(huán)境下信

4、息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合體工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用分類作為工業(yè)環(huán)境中的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為其他現(xiàn)場總線網(wǎng)段的上層（高速）網(wǎng)絡(luò)基于普通以太網(wǎng)技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)E網(wǎng)到底，在實(shí)時性要求不嚴(yán)格的場合用作控制網(wǎng)絡(luò)基于實(shí)時以太網(wǎng)技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)11、以太網(wǎng)技術(shù)在工控領(lǐng)域應(yīng)用受限的原因在工控領(lǐng)域，以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用受限的原因CSMA/CD的媒體訪問控制方式不能滿足一些控制場合的實(shí)時性要求接插件、集線器、交換機(jī)等是為辦公應(yīng)用設(shè)計的，不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求抗電磁干擾能力差本質(zhì)安全尚未解決總線供電在控制網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)場控制設(shè)備的位置分散性使得它們對總線有提供工作電源的要求?，F(xiàn)有的許多控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都可以利用網(wǎng)線對現(xiàn)場設(shè)備供電。工業(yè)以太網(wǎng)目

5、前沒有對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供電做出規(guī)定12、以太網(wǎng)技術(shù)為適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境的解決方案適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境的解決方案可安裝在DIN導(dǎo)軌上的導(dǎo)軌式收發(fā)器、集線器、交換機(jī)系列Synergetic Micro System(美)、Hirschmann(德)公司開發(fā)的系列產(chǎn)品工業(yè)級接插件特殊封裝的工業(yè)以太網(wǎng)接插件，如WoodheadConnectivity公司的RJ-LnxxIP67采用DB-9結(jié)構(gòu)的接插件冗余電源供電13、以太網(wǎng)技術(shù)針對通信實(shí)時性的解決方案通信實(shí)時性的問題以太網(wǎng)采用的CSMA/CD隨機(jī)訪問、平等競爭的介質(zhì)訪問控制方式具有不確定性（nondeterministic）不能滿足工業(yè)自動化領(lǐng)域某些數(shù)據(jù)對通信實(shí)

6、時性的要求解決方案利用以太網(wǎng)現(xiàn)有的技術(shù)優(yōu)勢，揚(yáng)長避短開發(fā)實(shí)時以太網(wǎng)技術(shù)，如研制實(shí)時以太網(wǎng)通信接口芯片Net Silicon等揚(yáng)長避短的措施利用通信速率高的優(yōu)勢相同通信量的條件下，高通信速率可以減少通信信號占用傳輸介質(zhì)的時間，可減少信號的碰撞沖突，為提高通確定性提供了途徑以太網(wǎng)的通信速率從10MbpS，100MbpS到千兆控制網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)通信速率的幾十、幾百Kbps，1M、5Mbps通信量一定的條件下，利用以太網(wǎng)的高通信速率有效減少碰撞沖突采取控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的措施減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷也可有效減少信號碰撞沖突的幾率，提高網(wǎng)絡(luò)通信的確定性?？刂凭W(wǎng)絡(luò)的通信量不大，隨機(jī)性、突發(fā)性通信的機(jī)會也不多，其網(wǎng)絡(luò)通信大都可以事

7、先預(yù)計并作出相應(yīng)的通信調(diào)度安排如在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時能合理分布各現(xiàn)場設(shè)備的節(jié)點(diǎn)位置，控制或減少各網(wǎng)段的負(fù)荷量，可有效避免沖突研究表明，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷低于滿負(fù)荷的30時，以太網(wǎng)基本可以滿足對控制系統(tǒng)通信確定性的要求。采用全雙工交換技術(shù)半雙工通信發(fā)送或接收報文均在一對網(wǎng)線上完成，發(fā)生碰撞的幾率大使網(wǎng)絡(luò)處于全雙工通信狀態(tài)，一對線用來發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對線用來接收數(shù)據(jù)采用全雙工以太網(wǎng)交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)切分為多個網(wǎng)段，為連接在其端口上的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)立帶寬，相當(dāng)于每個設(shè)備獨(dú)占一個網(wǎng)段，數(shù)據(jù)只在本地網(wǎng)絡(luò)傳輸而不占用其他網(wǎng)段的帶寬。連接在同一個交換機(jī)上的不同設(shè)備不存在資源爭奪交換機(jī)可使網(wǎng)段上多數(shù)數(shù)據(jù)不經(jīng)主干網(wǎng)傳輸交換式全雙工

8、以太網(wǎng)消除了沖突的可能，有條件達(dá)到確定性網(wǎng)絡(luò)的要求控制網(wǎng)絡(luò)部分1、控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)要將現(xiàn)場運(yùn)行的各種信息傳送到遠(yuǎn)離現(xiàn)場的控制室，在把生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)、以及故障與報警信息等送往控制室同時，又將各種控制、維護(hù)、組態(tài)命令等送往位于現(xiàn)場的測量控制現(xiàn)場設(shè)備。在現(xiàn)場級控制設(shè)備之間起著數(shù)據(jù)聯(lián)系與信息溝通作用。實(shí)現(xiàn)與操作終端、上層管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)連接和信息共享。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)開始對現(xiàn)場設(shè)備提出參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽和遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。在有些應(yīng)用場合，需要借助網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)為現(xiàn)場設(shè)備提供工作電源2、控制網(wǎng)絡(luò)的互連設(shè)備及其用途中繼器，網(wǎng)橋，路由器和網(wǎng)關(guān)是不同層次的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備；在物理層使用中繼器（

9、RepeaterRepeater）,通過復(fù)制位信號延伸網(wǎng)段長度；在數(shù)據(jù)鏈路層使用網(wǎng)橋(Bridge),(Bridge),在局域網(wǎng)之間存儲或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；在網(wǎng)絡(luò)層使用路由器(Router), 在不同網(wǎng)絡(luò)間存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組信號；在傳送層及傳送層以上，使用網(wǎng)關(guān)(Gateway)(Gateway)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供更高層次的接口。3、LonWorks網(wǎng)絡(luò)由那幾部分組成LonWorks網(wǎng)絡(luò)的幾個組成部分： LonWorks節(jié)點(diǎn) LonWorks路由器 LonWorks Internet聯(lián)接設(shè)備 LonWorks收發(fā)器 LonTalk協(xié)議 LonWorks網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)開發(fā)工具 LonBuilder多節(jié)點(diǎn)開發(fā)工具

10、NodeBuilder節(jié)點(diǎn)開發(fā)工具 LNS（LonWorks Network Service）Lon網(wǎng)絡(luò)服務(wù)工具 操作系統(tǒng)； LonMaker for Windows;LNS DDE Server;LonManager協(xié)議分析 LonWorks網(wǎng)絡(luò)管理工具4、LonWorks網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場控制節(jié)點(diǎn)主要包含哪些部分應(yīng)用CPU、I/O處理單元、通信處理器、收發(fā)器和電源6、ControlNet通信調(diào)度方法ControlNet被稱為高速工業(yè)控制網(wǎng)。屬于IEC 標(biāo)準(zhǔn)子集之二通信調(diào)度的時間分片方法 ControlNet針對控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸類型的需要，設(shè)計了通信調(diào)度的時間分片方法 可滿足對時間有嚴(yán)格要求的控制數(shù)據(jù)

11、的傳輸需要 /刷新 PLC之間的數(shù)據(jù)傳遞 也可滿足信息量大、對時間沒有苛求的數(shù)據(jù)與程序的傳輸 遠(yuǎn)程組態(tài)、調(diào)整、故障查詢等7、ControlNet虛擬令牌如何傳遞虛擬令牌的傳遞 如果站點(diǎn)得到隱性令牌時沒有數(shù)據(jù)發(fā)送,從傳遞虛擬令牌的角度，它需發(fā)送一個空幀的報文 空幀中會含有本站點(diǎn)的地址，使各節(jié)點(diǎn)的隱性令牌寄存器能正常工作。以傳遞虛擬令牌。8、Interbus協(xié)議特點(diǎn)具有協(xié)議簡單，幀結(jié)構(gòu)獨(dú)特，數(shù)據(jù)傳輸無仲裁等特點(diǎn)，Interbus協(xié)議覆蓋物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。傳輸介質(zhì)為雙絞線時，物理層采用RS485標(biāo)準(zhǔn)9、Interbus幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Interbus采用數(shù)據(jù)環(huán)結(jié)構(gòu)，把總線上所有設(shè)備的所有輸入輸出

12、和過程參數(shù)數(shù)據(jù)按要求順序排列，集總成一幀，被稱為單總幀協(xié)議（One-Total-Frame Protocol）計算機(jī)總線部分1、計算機(jī)總線的分類按照總線內(nèi)部信息傳輸?shù)男再|(zhì)，總線可分為數(shù)據(jù)總線:DB 用于傳送數(shù)據(jù)信息 地址總線:AB 是專門用來傳送地址的 控制總線:CB 控制總線包括控制、時序和中斷信號線 電源總線:PB 用于向系統(tǒng)提供電源按照總線在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的層次位置，總線可分為片內(nèi)總線(On-Chip Bus)在集成電路的內(nèi)部，用來連接各功能單元的信息通路內(nèi)部總線(Internal Bus)用于計算機(jī)內(nèi)部模塊（板）之間通信外部總線(External Bus)：又稱通訊總線用于計算機(jī)之間或計算

13、機(jī)與設(shè)備之間通信根據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳輸方式，總線可分為并行總線：每個信號都有自己的信號線串行總線：所有信號復(fù)用一對信號線2、計算機(jī)總線的主要性能指標(biāo)總線頻率即總線工作時鐘頻率，單位為MHz，它是影響總線傳輸速率的重要因素之一?？偩€寬度又稱總線位寬，是總線可同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，用bit（位）表示，如8位、16位、32位等。顯然，總線的寬度越大，它在同一時刻就能夠傳輸更多的數(shù)據(jù)?？偩€帶寬又稱總線傳輸率，表示在總線上每秒傳輸字節(jié)的多少，單位是MB/S。影響總線傳輸率的因素有總線寬度、總線頻率等。一般的，總線帶寬（MB/S）= 1/8總線寬度總線頻率同步方式可分為同步方式和異步方式。在同步方式下，總線上主

14、模塊與從模塊進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間是固定的，并嚴(yán)格按照系統(tǒng)時鐘來統(tǒng)一定時主模塊、從模塊之間的傳輸操作，只要總線上的設(shè)備都是高速的，就可達(dá)到很高的總線帶寬?？偩€復(fù)用采用多路復(fù)用技術(shù)，可以減少總線的數(shù)目。信號線數(shù)表明總線擁有多少信號線，是數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和電源總線的總和。信號線數(shù)與總線性能不成正比，但一般與復(fù)雜度成正比?？偩€控制方式包括并發(fā)工作、自動配置、仲裁方式、邏輯方式、計數(shù)方式等。3、計算機(jī)總線的兩種控制方式集中式將控制邏輯集中在一處(如在CPU中) 。集中控制是單總線、雙總線和三總線結(jié)構(gòu)計算機(jī)主要采用的方式，常見的集中控制方式主要有鏈?zhǔn)讲樵兎绞?、計?shù)器定時查詢方式和獨(dú)立請求總線控制 方式。分布式將總線控制邏輯分散在與總線連接的各個部件或設(shè)備上。4、PCI-Express的結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)特點(diǎn)以及與PCI的主要區(qū)別主要技術(shù)特點(diǎn): 串行的點(diǎn)對點(diǎn)互連 差分信號傳送 采用交換開關(guān)互連多臺設(shè)備 PCI Express 事務(wù)與包 PCI Express的事務(wù)分成兩類： 非轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)，即請求者發(fā)送請求包給完成者，完成者返回完成包給請求者，如存儲器讀事務(wù)； 轉(zhuǎn)發(fā)事務(wù)，即只有請求者給完成者發(fā)送請求包，而完成者不用返回完成包給請求者，如存儲器寫事務(wù) 具有更高的數(shù)據(jù)傳輸率 PCI Express設(shè)備采用層次結(jié)構(gòu)5、RS232C的電氣特性，最