自動(dòng)化畢業(yè)實(shí)習(xí)課件

自動(dòng)化畢業(yè)實(shí)習(xí)

2009年2月修訂自動(dòng)化畢業(yè)實(shí)習(xí)

2009年2月修訂實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容安排表地點(diǎn)：A303次數(shù)時(shí)間內(nèi)容備注18：30~8：50介紹實(shí)習(xí)大綱、報(bào)告格式、內(nèi)容要求等多媒體8：50~9：20FESTO過(guò)控基礎(chǔ)實(shí)習(xí)講解多媒體9：20~9：35休息9：35：11：30現(xiàn)場(chǎng)參觀、操作指導(dǎo)、答疑，講解原理圖、了解控制設(shè)備。分組操作、調(diào)試對(duì)照設(shè)備、原理圖14：30~15：00FESTO創(chuàng)新實(shí)習(xí)講解多媒體15：00~15：20休息15：20~17：30現(xiàn)場(chǎng)演示、觀摩、操作指導(dǎo)、答疑，消化控制原理。分組操作、調(diào)試對(duì)照設(shè)備、原理圖

次數(shù)時(shí)間內(nèi)容備注28：30~9：20過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)習(xí)講解多媒體9：20~9：35休息9：35：10：00現(xiàn)場(chǎng)參觀、操作指導(dǎo)、答疑，講解原理圖、了解控制設(shè)備。分組操作、調(diào)試對(duì)照設(shè)備、原理圖10：00~11：00EPA實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)習(xí)講解多媒體11：00：11：30現(xiàn)場(chǎng)參觀、操作指導(dǎo)、答疑，講解原理圖、了解控制設(shè)備。分組操作、調(diào)試對(duì)照設(shè)備、原理圖14：30~16：30掛圖：“現(xiàn)代工業(yè)控制應(yīng)用實(shí)例”“先進(jìn)制造技術(shù)”“先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)”講解。指導(dǎo)、答疑對(duì)照掛圖16：30~16：40休息16：40~17：30座談、討論實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容安排表地點(diǎn)：A303次數(shù)時(shí)間內(nèi)容備注8：30~9：20過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)習(xí)講解多畢業(yè)實(shí)習(xí)任務(wù)及目的

了解過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程（DCS、FCS、EPA）。了解現(xiàn)代化工廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)筑模式（三層結(jié)構(gòu)：PCS、MES、ERP）。了解和掌握組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的信息形式（模擬、數(shù)字）、處理過(guò)程（采樣、變換、運(yùn)算、驅(qū)動(dòng)）和傳遞方法（有線、無(wú)線）。畢業(yè)實(shí)習(xí)任務(wù)及目的

了解過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程（DCS、FC掌握具體控制對(duì)象（溫度、壓力、流量、液位）工藝的控制方法（簡(jiǎn)單控制、單回路控制、串級(jí)控制、前饋控制、超馳控制等）。鞏固和加強(qiáng)自動(dòng)化專業(yè)的理論知識(shí)，拓寬知識(shí)面，為畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后走上工作崗位奠定必要的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生能夠獨(dú)立完成有一定難度的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。畢業(yè)實(shí)習(xí)任務(wù)及目的

掌握具體控制對(duì)象（溫度、壓力、流量、液位）工藝的控制方法（簡(jiǎn)

專題部分要求--基礎(chǔ)部分控制對(duì)象專題

要求掌握工業(yè)過(guò)程控制中對(duì)典型的液位、流量、壓力、溫度系統(tǒng)進(jìn)行PID定值控制的方法；學(xué)習(xí)PLC、Burket控制器的使用方法；能進(jìn)行PID參數(shù)的簡(jiǎn)單整定；

專題部分要求--基礎(chǔ)部分控制對(duì)象專題

要求掌握工業(yè)過(guò)程控了解利用組態(tài)軟件繪制被控對(duì)象工藝流程圖的實(shí)現(xiàn)過(guò)程；用ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)新算法；使用數(shù)據(jù)采集板卡實(shí)現(xiàn)PC和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，以達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的，觀察控制效果，驗(yàn)證算法的可行性；給出開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、前饋控制的控制效果結(jié)論。分組選擇操作：溫度站□、壓力站□、流量站□、液位站□

專題部分要求—提高部分控制對(duì)象專題

了解利用組態(tài)軟件繪制被控對(duì)象工藝流程圖的實(shí)現(xiàn)過(guò)程；

專題部分了解過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理，熟悉三種（C3000、DDC、EPA）控制的結(jié)構(gòu)和功能；了解利用組態(tài)軟件編制監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程；掌握組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的信息形式（模擬、數(shù)字）、處理過(guò)程（采樣、變換、運(yùn)算、驅(qū)動(dòng)）和傳遞方法（有線、無(wú)線）。

專題部分要求—過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)象專題

了解過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理，熟悉三種（C3000、DDC、E了解先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成及與自動(dòng)化專業(yè)的關(guān)系；了解先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的構(gòu)成及與自動(dòng)化專業(yè)的關(guān)系；了解現(xiàn)代工業(yè)控制應(yīng)用的構(gòu)成及與自動(dòng)化專業(yè)的關(guān)系；了解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的構(gòu)成及與自動(dòng)化專業(yè)的關(guān)系；

專題部分要求—先進(jìn)技術(shù)掛圖專題

了解先進(jìn)制造技術(shù)的構(gòu)成及與自動(dòng)化專業(yè)的關(guān)系；

專題部分要求—考核內(nèi)容與方式

學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中對(duì)所要求實(shí)習(xí)內(nèi)容的掌握程度。學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)和出勤率。學(xué)生的實(shí)習(xí)筆記和實(shí)習(xí)報(bào)告。根據(jù)綜合情況評(píng)定成績(jī)，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五個(gè)等級(jí)。注：出勤率30%，實(shí)習(xí)過(guò)程表現(xiàn)30%，實(shí)習(xí)報(bào)告40%。（3個(gè)學(xué)分）考核內(nèi)容與方式

學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中對(duì)所要求實(shí)習(xí)內(nèi)容的掌握程度。畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（每個(gè)實(shí)習(xí)地一份）

1.概述

1.1目的和任務(wù)（敘述大綱及任務(wù)書要求）

1.2總體結(jié)構(gòu)（給出整個(gè)系統(tǒng)組成框圖、工藝流程圖，注明設(shè)備規(guī)格、性能指標(biāo)參數(shù)等，能夠有效地表示工作環(huán)境規(guī)模和技術(shù)先進(jìn)程度的數(shù)字量）2.系統(tǒng)的工作原理

2.1

工藝過(guò)程、系統(tǒng)要求及構(gòu)成

2.2工作過(guò)程（各部分信號(hào)的獲取、變換、數(shù)據(jù)處理的工作原理及功能）畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（每個(gè)實(shí)習(xí)地一份）

1.概述2.3控制方法及實(shí)現(xiàn)方式

2.4思考題3.

專題工作部分（對(duì)所完成工作在總體中的位置、和其它環(huán)節(jié)的相互關(guān)系、技術(shù)和控制上的要求等有較全面地描述；對(duì)所選專題進(jìn)行詳細(xì)的分析和討論。具體工作特點(diǎn)和所完成的工作量。）4.總結(jié)畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告

2.3控制方法及實(shí)現(xiàn)方式畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告

了解PROFIBUS總線的原理，熟悉FESOT組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和功能；了解利用IXXAT系列CAN總線通訊模塊以及canAnalyser32——CAN總線分析開(kāi)發(fā)工具軟件；實(shí)現(xiàn)CAN總線上位機(jī)與下位機(jī)節(jié)點(diǎn)間的相互通訊，采用自制應(yīng)用層協(xié)議完成規(guī)定的工作流程，從而加深對(duì)CAN總線的理解。

專題部分要求—網(wǎng)絡(luò)化部分控制對(duì)象專題

了解PROFIBUS總線的原理，熟悉FESOT組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和功能FESTO過(guò)控基礎(chǔ)實(shí)習(xí)液位站流量站壓力站溫度站PLC站FESTO過(guò)控基礎(chǔ)實(shí)習(xí)液位站流量站壓力站溫度站PLC站1、敘述液位、流量、壓力、溫度物理量的標(biāo)度變換原理。2、敘述液位、流量、壓力、溫度系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。FESTO過(guò)控基礎(chǔ)實(shí)習(xí)--思考題FESTO過(guò)控基礎(chǔ)實(shí)習(xí)--思考題介紹過(guò)程控制系統(tǒng)的基本知識(shí)，分別以工業(yè)中典型的液位、流量、壓力、溫度系統(tǒng)為對(duì)象，從這些過(guò)程參數(shù)的重要性、安全性等問(wèn)題入手，系統(tǒng)地介紹常用的檢測(cè)方法和控制手段；分析常用的單閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理；結(jié)合FESTOPCS實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)4個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際操作演示和學(xué)習(xí)；FESTO過(guò)控基礎(chǔ)實(shí)習(xí)—內(nèi)容介紹過(guò)程控制系統(tǒng)的基本知識(shí)，分別以工業(yè)中典型的液位、流量、壓掌握工業(yè)中對(duì)典型的液位、流量、壓力、溫度系統(tǒng)進(jìn)行PID定值控制的方法；學(xué)習(xí)Burket控制器的使用方法；能進(jìn)行PID參數(shù)的簡(jiǎn)單整定；給出開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、前饋控制的控制效果結(jié)論。FESTO過(guò)控基礎(chǔ)實(shí)習(xí)—目的

掌握工業(yè)中對(duì)典型的液位、流量、壓力、溫度系統(tǒng)進(jìn)行PID定值控①容器、管道；③手動(dòng)球閥；（手動(dòng)操作）④電機(jī)調(diào)速器、電磁閥；（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）

FESTO過(guò)控元器件介紹FESTO過(guò)控元器件介紹⑤超聲波液位傳感器；（模擬輸出傳感器）

⑥電容接近傳感器；（開(kāi)關(guān)量輸出傳感器）⑦Burkert控制器；FESTO過(guò)控元器件介紹⑤超聲波液位傳感器；（模擬輸出傳感器（8）壓力容器功能說(shuō)明：用來(lái)存儲(chǔ)被加壓的介質(zhì)FESTO過(guò)控元器件介紹（8）壓力容器功能說(shuō)明：用來(lái)存儲(chǔ)被加壓的介質(zhì)F（9）壓力傳感器功能說(shuō)明：測(cè)量壓力，信號(hào)被放大后以電壓形式輸出特征曲線：1mbar=100paFESTO過(guò)控元器件介紹（9）壓力傳感器功能說(shuō)明：測(cè)量壓力，信號(hào)被放大后以電壓形式輸Burket控制器面板使用介紹ABCDBurket控制器面板使用介紹ABCD*LCD顯示屏可以分兩行顯示參數(shù)，上行A區(qū)域顯示CO（操作變量）、PV（實(shí)際測(cè)量值）、SP（設(shè)定值）、F（比例控制中的PV1）；*C區(qū)域上邊出現(xiàn)長(zhǎng)方形黑塊表示繼電器1正在加熱，下邊出現(xiàn)黑塊表示繼電器2正在冷卻，一般在溫度系統(tǒng)中這個(gè)區(qū)域才會(huì)有顯示；*下行B區(qū)域可顯示設(shè)定值或串級(jí)控制中主、輔控制器的設(shè)定值。Burket控制器面板使用介紹*LCD顯示屏可以分兩行顯示參數(shù)，上行A區(qū)域顯示CO（操作變操作演示手/自動(dòng)操作切換按鈕連續(xù)按下按鈕，就會(huì)在手動(dòng)、自動(dòng)操作方式件切換，左上方LED燈亮表示控制器處于自動(dòng)控制方式下。當(dāng)選擇手動(dòng)操作模式時(shí)，應(yīng)通過(guò)按下按鈕DISPLAY使A區(qū)域顯示CO（操作變量）與之相配合，其中操作變量顯示區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)0~100之間的數(shù)字，其實(shí)際的物理意義為控制器輸出信號(hào)的百分比。Burket控制器面板使用介紹顯示鍵

連續(xù)按下按鈕，A區(qū)域顯示在SP、PV、CO、F間切換。操作演示手/自動(dòng)操作切換按鈕連續(xù)按下按鈕，就會(huì)在手選擇鍵按住按鈕超過(guò)5秒，就會(huì)進(jìn)入?yún)?shù)修改過(guò)程中，其中可修改的參數(shù)包括：控制參數(shù)（包括比例，微分，積分，死區(qū)等參數(shù)），設(shè)定值上下限選擇（當(dāng)設(shè)定好此項(xiàng)時(shí)我們?cè)俑腟P參數(shù)指示就只能在此范圍內(nèi)變化），檢測(cè)值上下限（此設(shè)置能起到限位報(bào)警的作用當(dāng)實(shí)測(cè)值超出我們?cè)O(shè)定的上限或下限時(shí)控制器就會(huì)在LCD的B區(qū)域顯示報(bào)警信息，此時(shí)控制臺(tái)左上方的報(bào)警燈也會(huì)被點(diǎn)亮）；參數(shù)代碼和濾波時(shí)間常數(shù)等。配合SELECT按鈕選擇要修改的參數(shù)，ENTER確定，增加鍵和移位鍵修改數(shù)值大小，ENTER確定。在參數(shù)選擇模式時(shí)當(dāng)LCD顯示結(jié)束設(shè)置信息時(shí)按下確認(rèn)鍵即可退出此模式或者在設(shè)定好參數(shù)后等待一定的時(shí)間控制器就會(huì)自動(dòng)退出此模式。

確認(rèn)鍵當(dāng)更改參數(shù)后按下此鍵可以確認(rèn)此次更改參數(shù)的有效性；同時(shí)按住SELECT和ENTER超過(guò)5秒，進(jìn)入控制方式配置過(guò)程中，配合SELECT選擇控制方式；按下表示確認(rèn)當(dāng)前操作并退出當(dāng)前配置環(huán)境（此功能在本實(shí)驗(yàn)中不會(huì)涉及，請(qǐng)勿調(diào)節(jié)?。?。選擇鍵按住按鈕超過(guò)5秒，就會(huì)進(jìn)入?yún)?shù)修改過(guò)程中，其中可修改的操作演示增加正在修改的某個(gè)參數(shù)的數(shù)值；手動(dòng)控制方式下增加控制器輸出操作變量（U或I）的值；增加PWM信號(hào)脈沖寬度的值；不帶外部反饋的三點(diǎn)階躍控信號(hào)控制方式下打開(kāi)繼電器1。主要作用為當(dāng)需要改變可調(diào)參數(shù)值時(shí)，按下此鍵能夠選擇需更改參數(shù)的數(shù)據(jù)位（方向從右到左循環(huán)選擇，當(dāng)某位被選中時(shí)，該位此時(shí)被閃爍的黑框包圍）；手動(dòng)控制方式下的功能為減少正在修改的某個(gè)參數(shù)的數(shù)值即減少控制器輸出操作變量（CO）的值，減少PWM信號(hào)脈沖寬度的值；不帶外部反饋的三點(diǎn)階躍控信號(hào)方式下打開(kāi)繼電器2。說(shuō)明：在對(duì)控制器進(jìn)行任何參數(shù)修改的過(guò)程中，控制器停止自動(dòng)控制，處于手動(dòng)控制方式下。減少鍵增加鍵Burket控制器面板使用介紹操作演示增加正在修改的某個(gè)參數(shù)的數(shù)值；手動(dòng)控制方式下增加控制模擬終端模擬終端FESTO過(guò)控系統(tǒng)工藝流程FESTO過(guò)控系統(tǒng)工藝流程一、工作原理超聲波液位傳感器電機(jī)調(diào)速器電機(jī)/泵FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站一、工作原理超聲波液位傳感器電機(jī)調(diào)速器電機(jī)/泵FESTO過(guò)控料位測(cè)量的一種;連續(xù)指示和極限位置發(fā)信號(hào)（即越限報(bào)警）；料位測(cè)量方法：靜壓式，浮力式，電氣式，超聲波式，核輻射式；二、液位測(cè)量三、直流電機(jī)調(diào)速調(diào)壓式（PWM)；調(diào)功；四、控制方式

液位控制系統(tǒng)按照控制方式的不同分為開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制，單回路控制、串級(jí)控制、比值控制、解耦等多種方式。FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站料位測(cè)量的一種;二、液位測(cè)量三、直流電機(jī)調(diào)速調(diào)壓式（PWM)五、閉環(huán)控制FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站五、閉環(huán)控制FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站六、液位控制系統(tǒng)接線圖FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站六、液位控制系統(tǒng)接線圖FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—液位站流量傳感器比例閥電機(jī)調(diào)速器一、工作原理FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站流量傳感器比例閥電機(jī)調(diào)速器一、工作原理FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流二、流量測(cè)量

1、原理：

流量測(cè)量是檢測(cè)有多少物料和能量輸入設(shè)備，及有些設(shè)備輸出多少物料和能量的重要手段。了解物料傳輸?shù)乃俾屎蛿?shù)量對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)核算等是很有必要的。通常把物料傳輸?shù)乃俾史Q為q，以單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)有壓管路或明渠有效截面的物料表示，即其中和分別是時(shí)刻和時(shí)相對(duì)于起算時(shí)刻通過(guò)的物料量。FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站二、流量測(cè)量1、原理：流量測(cè)量是檢測(cè)有多少

q是時(shí)刻時(shí)的流量，也稱為時(shí)刻的瞬時(shí)流量。當(dāng)物料用質(zhì)量表示時(shí)，稱流量為“質(zhì)量流量”,當(dāng)物料用體積表示時(shí)，稱流量為“體積流量”。

()2、流量測(cè)量方法

a、容積法如果使流體以固定的﹑已知大小的體積逐次從流量計(jì)中排放流出，則計(jì)數(shù)排放次數(shù)，就可以求得通過(guò)儀器的流體總量。若測(cè)量排放的頻率，即可顯示容積流量。這就是容積法測(cè)流量的基本原理。其實(shí)例如標(biāo)準(zhǔn)體積管﹑橢圓齒輪流量計(jì)和刮板式流量等。

FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站b、流速法當(dāng)流通截面恒定時(shí)，根據(jù)一元流動(dòng)的連續(xù)性方程，截面上的平均流速與體積流量成正比。于是各種與流速有關(guān)的物理現(xiàn)象便可作為建立流量計(jì)的基礎(chǔ)。實(shí)例：超聲波流量計(jì)﹑節(jié)流式流量計(jì)﹑動(dòng)壓測(cè)量管﹑漩渦流量計(jì)﹑渦輪流量計(jì)﹑轉(zhuǎn)子流量計(jì)c、質(zhì)量法給出質(zhì)量流量信號(hào)的方法有直接式和間接式兩種。直接式質(zhì)量流量計(jì)的原理是：在慣性系統(tǒng)中，按牛頓第二定律測(cè)量力和加速度來(lái)反映質(zhì)量。實(shí)例：振動(dòng)式流量計(jì)﹑雙渦輪式質(zhì)量流量計(jì)FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站b、流速法FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站渦輪流量計(jì)

橢圓齒輪流量傳感器玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)管道流量計(jì)

FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站三、測(cè)控元件1、流量傳感器工作電壓5—12VDC；輸出13—1200HZ、5—12V的方波；透明的流體可以在其流動(dòng)方向上被檢測(cè)到，通過(guò)測(cè)量室安裝的螺旋盤可使流體做圓周運(yùn)動(dòng)，并運(yùn)動(dòng)到輕質(zhì)的三相轉(zhuǎn)子上。轉(zhuǎn)子的速度和流量成正比，并可通過(guò)光電遠(yuǎn)紅外系統(tǒng)（二極管、光電晶體管）不帶反饋的檢測(cè)出來(lái)。集成的放大器可以提供穩(wěn)定的方波信號(hào)，信號(hào)的幅值取決于所提供的電壓值（5~12VDC）。由于轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的特殊之處，流體中可能會(huì)產(chǎn)生一些不能分解的氣泡，會(huì)隨著流體一起流動(dòng)。FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站三、測(cè)控元件FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站任何位置都可安裝流量傳感器。流動(dòng)的方向由傳感器殼體上的箭頭標(biāo)示出來(lái)。測(cè)量設(shè)備穩(wěn)定區(qū)域的上下浮動(dòng)是不必要的。流速的浮動(dòng)或震動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果不會(huì)存在負(fù)面影響。在入口端有一個(gè)有保護(hù)作用的濾波器。注意：在操作時(shí)，請(qǐng)觀察所接電壓的極性，終端有顏色標(biāo)記。工作電壓正極白色負(fù)極綠色輸出信號(hào)方波信號(hào)棕色FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站任何位置都可安裝流量傳感器。流動(dòng)的方2、比例閥

可方便的控制中性氣體和液體；能用做遠(yuǎn)程控制的最終控制元件，或用在閉環(huán)控制中；由電磁鐵線圈提高閥活塞的位置，使液體從接點(diǎn)1流動(dòng)到接點(diǎn)2。工作電壓24VDC；輸入0—10V，或4—20mA、0—20mA；閥的開(kāi)度與輸入電壓成正比。四、控制方式

流量控制系統(tǒng)按照控制方式的不同分為開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制，單回路控制、串級(jí)控制、比值控制等多種方式。FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站2、比例閥FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站五、流量控制系統(tǒng)接線圖FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站五、流量控制系統(tǒng)接線圖FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—流量站壓力傳感器比例閥電機(jī)調(diào)速器一、工作原理FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站壓力傳感器比例閥電機(jī)調(diào)速器一、工作原理FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓二、壓力檢測(cè)目前，壓力的檢測(cè)主要是通過(guò)各種傳感器和變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。壓力傳感器是指將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置，在應(yīng)用中一般分為表壓、密封表壓、差壓、絕壓、負(fù)壓，因而在壓力傳感器制造上出現(xiàn)了各種技術(shù)，如擴(kuò)散硅技術(shù)、陶瓷電容技術(shù)、不銹鋼技術(shù)、濺射薄膜技術(shù)等等。根據(jù)不同的技術(shù)把壓力傳感器分成了不同的類型：FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站二、壓力檢測(cè)目前，壓力的檢測(cè)主要是通過(guò)（1）普通壓力傳感器（2）應(yīng)變式壓力傳感器FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站（1）普通壓力傳感器（2）應(yīng)變式壓力傳感器FESTO過(guò)控系統(tǒng)（3）濺射薄膜壓力傳感器（4）擴(kuò)散硅壓力變送器FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站（3）濺射薄膜壓力傳感器（4）擴(kuò)散硅壓力變送器FESTO過(guò)（5）防爆壓力傳感器/變送器（6）壓力數(shù)字表（7）智能壓力變送器FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站（5）防爆壓力傳感器/變送器（6）壓力數(shù)字表（7）智能壓力變?nèi)?、壓力控制系統(tǒng)接線圖前面板的6個(gè)端子FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站三、壓力控制系統(tǒng)接線圖前面板的6個(gè)端子FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—壓力站一、工作原理溫度傳感器加熱棒電機(jī)/泵FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站一、工作原理溫度傳感器加熱棒電機(jī)/泵FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度接觸法與非接觸傳感器測(cè)溫特性FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站二、測(cè)溫技術(shù)接觸法與非接觸傳感器測(cè)溫特性FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站二、測(cè)常用溫度計(jì)的種類及特性FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站常用溫度計(jì)的種類及特性FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站常用溫度計(jì)的種類及特性FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站常用溫度計(jì)的種類及特性FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站只要溫度傳感器測(cè)得的溫度不等于設(shè)定值，就會(huì)有偏差e存在，控制器內(nèi)的PID算法根據(jù)e的值算出控制輸出量，進(jìn)而調(diào)節(jié)加熱棒開(kāi)關(guān)，使容器中液體溫度發(fā)生變化，直到等于給定值，加熱棒才停止加熱。FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站三、閉環(huán)控制只要溫度傳感器測(cè)得的溫度不等于設(shè)定值，就會(huì)有F四、溫度控制系統(tǒng)接線圖FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站四、溫度控制系統(tǒng)接線圖FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站FESTO過(guò)控系統(tǒng)—溫度站FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)液位站流量站壓力站溫度站PLC站液位系統(tǒng)流量系統(tǒng)壓力系統(tǒng)溫度系統(tǒng)PC+板卡PC+板卡PC+板卡PC+板卡Internet上位PC機(jī)FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)液位站流量站壓力站溫度站PLC站液位系

FESTO實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，存在一定的局限性。如控制算法單一、參數(shù)調(diào)整受限、控制過(guò)程反饋數(shù)據(jù)不直觀等。針對(duì)原有FESTO實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)功能的局限性，在不破壞原實(shí)驗(yàn)裝置功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加少量硬件接口和電纜，將傳感器信號(hào)通過(guò)PCI板卡引入PC機(jī)，PC機(jī)控制輸出信號(hào)通過(guò)PCI板卡輸出到執(zhí)行器，由PC機(jī)替代原Burkert控制器實(shí)施控制，使兩套系統(tǒng)共享系統(tǒng)資源，拓寬實(shí)驗(yàn)范圍，增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)性。FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—目的及意義FESTO實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，存在一定的局限性FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—目的及意義

改造后，學(xué)生能夠在原有FESTO實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，利用PC機(jī)控制方式提供的軟、硬件環(huán)境，通過(guò)PC機(jī)運(yùn)行的組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)不同控制策略的選取和控制，使學(xué)生可以針對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的特性，驗(yàn)證相應(yīng)的控制算法，加深對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)的了解，拓展了學(xué)生的思維。FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—目的及意義改造后，學(xué)生

要求熟悉使用組態(tài)王軟件繪制出的被控對(duì)象工藝流程圖，利用VB、ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)新算法，并掌握使用數(shù)據(jù)采集板卡實(shí)現(xiàn)PC和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)的過(guò)程，達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的，觀察控制效果，驗(yàn)證算法的可行性。被控對(duì)象選取FESTOPCS的四個(gè)獨(dú)立站。

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—內(nèi)容要求熟悉使用組態(tài)王軟件繪制出的被控對(duì)象工藝流程圖，組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的工具。組態(tài)軟件提供了友好的人機(jī)交互界面，強(qiáng)大的通訊功能，適合于開(kāi)發(fā)上位機(jī)的管理系統(tǒng)。

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—組態(tài)軟件組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是自動(dòng)控制ActiveX是Microsoft的元素軟件標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，ActiveX技術(shù)是一種共享程序數(shù)據(jù)和功能的技術(shù)。ActiveX技術(shù)是Microsoft對(duì)OLE技術(shù)的更新和發(fā)展，Microsoft公司為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展把它的OLE技術(shù)和OCX技術(shù)融為一體并加以改進(jìn)形成聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)之后賦予新名字ActiveX。也就是說(shuō)，ActiveX中涵蓋了OLE的所有技術(shù)和功能，同時(shí)又具有許多新的特性，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—ActiveXActiveX是Microsoft的元素軟件標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，ActiveX指的是一組包括控件、DLL和ActiveX文檔的組件，它通常以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的形式存在，其設(shè)計(jì)思想是將一個(gè)程序（比如Flash動(dòng)畫）嵌入到另一個(gè)程序中（這個(gè)程序通常被稱做容器，比如Authorware、Delphi、VB、VC、InternetExplorer等）。借助這種技術(shù)使得用戶在一個(gè)程序中所創(chuàng)建的信息可以被集成到其它程序所產(chǎn)生的文檔中。這樣就使它（如Flash動(dòng)畫）可以隨意地應(yīng)用到各種場(chǎng)合。FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—ActiveXActiveX指的是一組包括控件、DLL和ActiveX文檔ActiveX控件的數(shù)據(jù)輸入和函數(shù)功能執(zhí)行都必須通過(guò)容器，因此ActiveX控件和容器之間必須有一些特定的接口協(xié)議。ActiveX控件必須具備如下的性能機(jī)制：屬性和方法：ActiveX控件必須提供屬性的名稱、方法的名稱及參數(shù)，通過(guò)這項(xiàng)機(jī)制，容器可以存取和改變ActiveX控件的屬性參數(shù)。

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—ActiveXActiveX控件的數(shù)據(jù)輸入和函數(shù)功能執(zhí)行都必須通過(guò)容器，因事件：ActiveX控件由這項(xiàng)機(jī)制通知容器在ActiveX控件中發(fā)生的事件，比如屬性參數(shù)的改變，用戶按下鼠標(biāo)左鍵等。ActiveX控件一旦在Windows的Register數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)后,就可以像其他Windows應(yīng)用程序一樣發(fā)揮各自的功能。ActiveX控件是一個(gè)模塊化的靈活對(duì)象,如果某個(gè)應(yīng)用程序或網(wǎng)頁(yè)需要增加一項(xiàng)特殊的功能,無(wú)須重寫整個(gè)程序,只要靈活地插入一個(gè)具有此項(xiàng)功能的ActiveX控件即可實(shí)現(xiàn)。FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—ActiveX事件：ActiveX控件由這項(xiàng)機(jī)制通知容器在ActiveX控ActiveX的優(yōu)勢(shì)還在于它的動(dòng)態(tài)可交互性,用戶可以動(dòng)態(tài)地在過(guò)程中使用,通過(guò)改變它的屬性和參數(shù),在應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)自己的特殊要求。如果要使用自己編寫的控件或者使用其他人提供的控件，首先，要在Windows中進(jìn)行注冊(cè)。注冊(cè)方法：?jiǎn)螕鬢indows的開(kāi)始菜單，選擇運(yùn)行命令，在打開(kāi)的對(duì)話框中輸入以下命令：regsvr32“ActiveX控件的文件名.ocx”FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—ActiveXActiveX的優(yōu)勢(shì)還在于它的動(dòng)態(tài)可交互性,用戶可以動(dòng)態(tài)若要解除某一個(gè)ActiveX控件的注冊(cè)，則格式如下：regsvr32/u“ActiveX控件的文件名.OCX”

ActiveX控件的開(kāi)發(fā)ActiveX控件的開(kāi)發(fā)可以借助于VB、VC、Delphi等可視化應(yīng)用程序，算法的實(shí)現(xiàn)就通過(guò)控件來(lái)實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)過(guò)程見(jiàn)“實(shí)驗(yàn)步驟”。

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—ActiveX若要解除某一個(gè)ActiveX控件的注冊(cè)，則格式如下：FEST現(xiàn)場(chǎng)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出和接收的一般都為模擬信號(hào)，如超聲波液位傳感器的輸出為4—20mA直流電流，電機(jī)調(diào)速器的輸入信號(hào)為-10V—+10V直流電壓；而PC機(jī)的輸入輸出是數(shù)字量。所以需要一個(gè)中間的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)—數(shù)據(jù)采集和輸出板卡。

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡現(xiàn)場(chǎng)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出和接收的一般都為模擬信號(hào)，如超聲波液如北京科日新公司生產(chǎn)基于PCI總線的KPCI811多功能數(shù)據(jù)采集卡，直接插在IBM-PC/AT或與之兼容計(jì)算機(jī)內(nèi)的PCI插槽中。構(gòu)成實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心等各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、分析和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，也可構(gòu)成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)。

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡如北京科日新公司生產(chǎn)基于PCI總線的KPCI811多功能數(shù)據(jù)其性能指標(biāo)如下所示：模擬信號(hào)輸入（A/D）部分模擬通道輸入數(shù)：16路單端或8路雙端輸入模擬輸入電壓范圍：±5V、0～＋5V、0～＋10V模擬輸入阻抗：100MΩA/D分辨率：12Bit(4096)非線性誤差：±1LSB(最大)轉(zhuǎn)換時(shí)間：1us系統(tǒng)測(cè)量精度：0.1%三種采樣觸發(fā)方式：定時(shí)觸發(fā)、軟件觸發(fā)和外觸發(fā)高精度采樣周期、窄定時(shí)間隔（1/16微秒），寬定時(shí)范圍（1us-56us）；

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡其性能指標(biāo)如下所示：FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡模擬量輸出(D/A)部分D/A分辨率：12Bit(4096)模擬輸出電壓,電流范圍：±5V、0～＋5V、0～＋10V和4~20mA輸出輸出通道數(shù)：2路非線性誤差：±1LSB(最大)建立時(shí)間：10μS(0.01%精度)輸出阻抗：0.2Ω具有加電清零功能FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡模擬量輸出(D/A)部分FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)/定時(shí)器，信號(hào)與TTL電平兼容GATE計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)使能輸入端內(nèi)部已接有上拉電阻,以方便使用CLK、OUT輸出端滿足TTL電氣特性。低電平小于0.4V，高電平大于2.6VOUT的最大輸出驅(qū)動(dòng)電流1毫安。開(kāi)關(guān)量輸入輸出部分16路開(kāi)關(guān)量輸入通道輸入電平與TTL兼容、16路輸出開(kāi)關(guān)量輸出通道電平與TTL兼容；輸入TTL電平，吸入電流小于0.5毫安。FIFO存儲(chǔ)器深度：1K~32Kwords，寬度：12Bits，標(biāo)志：滿、空、半滿

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)/定時(shí)器，信號(hào)與TTL電平兼容FESTO16路單端或8路雙端輸入模擬電壓（±5V、0～＋5V、0～＋10V）；2路模擬輸出電壓、電流（±5V、0～＋5V、0～＋10V和4~20mA）；3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)/定時(shí)器，信號(hào)與TTL電平兼容；16路開(kāi)關(guān)量輸入通道輸入電平與TTL兼容；16路輸出開(kāi)關(guān)量輸出通道電平與TTL兼容。FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡16路單端或8路雙端輸入模擬電壓（±5V、0～＋5V、0～＋數(shù)據(jù)采集板卡的配置及使用板卡的WINDOWS、組態(tài)王驅(qū)動(dòng)安裝，測(cè)試參考板卡驅(qū)動(dòng)安裝使用說(shuō)明文檔。組態(tài)王下I/O設(shè)備的建立。以液位站為例，通過(guò)數(shù)據(jù)采集板卡實(shí)現(xiàn)PC和現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)雙向交換。

FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡數(shù)據(jù)采集板卡的配置及使用FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡點(diǎn)擊組態(tài)王工程瀏覽器中“設(shè)備”下“板卡”項(xiàng)中“新建”，彈出如圖所示的“設(shè)備配置向?qū)А?在智能模塊找到“科日新”下的“KPIC811”，點(diǎn)擊“下一步”在“邏輯名稱”中添入“kpic811”，“地址”設(shè)為“0”，其它使用默認(rèn)即可。FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡點(diǎn)擊組態(tài)王工程瀏覽器中“設(shè)備”下“板卡”項(xiàng)中“新建”，彈出然后在“數(shù)據(jù)庫(kù)”中的“數(shù)據(jù)詞典”中新建“液位PV”，“變量類型”填“I/O實(shí)數(shù)”，最小值0，最大值300，最小原始值0，最大原始值4095（因?yàn)?11A/D分辨率：12Bit(4096)）在“連接設(shè)備”中選“kpic811”，寄存器“AD0”，“數(shù)據(jù)類型”選“USHORT”，“讀寫屬性”為“只寫”。同樣，新建“液位OUT”，寄存器“DA0”，“數(shù)據(jù)類型”選“USHORT”，“讀寫屬性”為“只讀”，其他同上（因?yàn)?11D/A分辨率：12Bit(4096)）。(結(jié)合運(yùn)行組態(tài)工程進(jìn)行)FESTO過(guò)控提高實(shí)習(xí)—數(shù)據(jù)采集板卡然后在“數(shù)據(jù)庫(kù)”中的“數(shù)據(jù)詞典”中新建“液位PV”，“變量類過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)以太網(wǎng)（或FMS)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)以太網(wǎng)（或FMS)流程控制自動(dòng)化技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。它包括三個(gè)層面：位于最底層的是基礎(chǔ)自動(dòng)化PCS系統(tǒng)，關(guān)注與設(shè)備相關(guān)的自動(dòng)控制和優(yōu)化，包括整個(gè)生產(chǎn)線的過(guò)程控制和單體設(shè)備基礎(chǔ)自動(dòng)化，是整個(gè)流程型企業(yè)信息化的基礎(chǔ)。中間層是制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的計(jì)劃、執(zhí)行與監(jiān)控以及生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和管理。以上兩層面向生產(chǎn)過(guò)程控制，強(qiáng)調(diào)信息的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--目的及意義

流程控制自動(dòng)化技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。它包括三最上層是企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)，管理整個(gè)企業(yè)的內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈和供應(yīng)鏈，即銷售、采購(gòu)、生產(chǎn)、庫(kù)存、質(zhì)量、財(cái)務(wù)、人力資源等，強(qiáng)調(diào)所有這些業(yè)務(wù)的整合，強(qiáng)調(diào)計(jì)劃(銷售計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、采購(gòu)計(jì)劃等)的協(xié)調(diào)和控制。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)以數(shù)字化工廠—現(xiàn)代化PCS過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)踐平臺(tái)為依托，實(shí)現(xiàn)對(duì)位于最底層的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)、中間層制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的了解，建立起對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)控制系統(tǒng)模式的整體概念。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--目的及意義

最上層是企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)，管理整個(gè)企業(yè)的內(nèi)部?jī)r(jià)值鏈過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--數(shù)字化工廠模型過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--數(shù)字化工廠模型過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化模型過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化模型五代過(guò)程控制系統(tǒng)（PCS、ACS、CCS、DCS、FCS）以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的歷史發(fā)展概貌如圖過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--過(guò)程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程五代過(guò)程控制系統(tǒng)（PCS、ACS、CCS、DCS、FCS）以計(jì)算機(jī)的微型化和普及推動(dòng)著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的到來(lái)，它們也成為工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的主流?，F(xiàn)場(chǎng)總線是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或儀表之間互連的通信網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)然，系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的儀表也都應(yīng)當(dāng)是數(shù)字化、智能型的設(shè)備。由此產(chǎn)生了新一代的控制系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS(FieldbusControlSystem))，它是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS）計(jì)算機(jī)的微型化和普及推動(dòng)著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的到來(lái)，它們也成現(xiàn)場(chǎng)總線（1）應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)。也可稱為開(kāi)放式、數(shù)字、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。（2）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)：是一個(gè)開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布控制系統(tǒng)。是連接智能設(shè)備的紐帶，實(shí)現(xiàn)基本控制，補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--現(xiàn)場(chǎng)總線（3）2000年宣布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，將下列6種總線列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；形成多種總線共同競(jìng)爭(zhēng)的局面。

PROFIBUSINTERBUS-SDERICENET(基于CAN)FOUNDATIONFILDBUSHICONTROLNETCANOPEN(基于CAN)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--現(xiàn)場(chǎng)總線（3）2000年宣布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，將下列6種總線列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)FCS除了它的數(shù)字化、節(jié)點(diǎn)智能化、開(kāi)發(fā)式、互換性能好、布線簡(jiǎn)單的特征外，其最大優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在既可以把系統(tǒng)對(duì)各節(jié)點(diǎn)的控制功能和權(quán)利充分下放給節(jié)點(diǎn)本身的微處理器，必要時(shí)又可以由監(jiān)控中心的虛擬控制平臺(tái)實(shí)施集中控制，同時(shí)它又可以使得各節(jié)點(diǎn)之間直接通信。由此，可以想象在一個(gè)復(fù)雜、實(shí)時(shí)性很強(qiáng)、節(jié)點(diǎn)之間相互緊密關(guān)聯(lián)的自控系統(tǒng)中，F(xiàn)CS的優(yōu)勢(shì)最為明顯。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)--FCS的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)FCS除了它的數(shù)字化、節(jié)點(diǎn)智能化、開(kāi)發(fā)式、互換性能好、布線簡(jiǎn)

是一種高速確定性網(wǎng)絡(luò)，用于對(duì)時(shí)間有苛刻要求的應(yīng)用場(chǎng)合的信息傳輸。他為對(duì)等通信提供實(shí)時(shí)控制和報(bào)文傳送服務(wù)。他作為控制器和I/O設(shè)備之間的一條高速鏈路，綜合了現(xiàn)有各種網(wǎng)絡(luò)的能力。其特點(diǎn)是：①對(duì)同一鏈路上I/O實(shí)時(shí)互鎖。對(duì)等報(bào)文傳送和編程操作時(shí)均具有相同的帶寬。②對(duì)于離散和連續(xù)過(guò)程控制應(yīng)用場(chǎng)合，均具有確定性和可重復(fù)性。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)CAN(ControllerAreaNetwork)總線，又稱控制器局域網(wǎng)，是Bosch公司在現(xiàn)代汽車技術(shù)中領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng)，由于其卓越的性能，極高的可靠性，獨(dú)特靈活的設(shè)計(jì)和低廉的價(jià)格，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、智能大廈、小區(qū)安防、交通工具、醫(yī)療儀器、環(huán)境監(jiān)控等眾多領(lǐng)域。CAN已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。CAN總線規(guī)范已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，CAN協(xié)議也是建立在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型基礎(chǔ)上的，主要工作在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。用戶可在其基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)適合系統(tǒng)實(shí)際需要的應(yīng)用層通信協(xié)議，由于CAN總線極高的可靠性，從而使應(yīng)用層通信協(xié)議得以大大簡(jiǎn)化。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線CAN(ControllerAreaNetwork)總過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線特點(diǎn)（1）CAN是目前為止惟一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線；（2）CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從；（3）在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上，CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí)，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求；（4）CAN采用非破壞總線仲裁技術(shù)；（5）CAN節(jié)點(diǎn)只需要通過(guò)對(duì)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符濾波即可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等方式傳送接收數(shù)據(jù)；（6）CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10Km（速率5kbps以下）；通信速率最高可達(dá)1Mbps（此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m）；

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線特點(diǎn)（1）CAN是目前過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線特點(diǎn)（7）CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)；（8）報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；（9）CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，具有極好的檢錯(cuò)效果；（10）硬件化底層協(xié)議（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）（11）CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活；（12）CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響；（13）CAN總線具有較高的性價(jià)比。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線特點(diǎn)（7）CAN上的節(jié)點(diǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線結(jié)構(gòu)與組成

CAN通訊協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開(kāi)放系統(tǒng)互連模型OSI一致。CAN的規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，其中數(shù)據(jù)鏈路層又劃分為邏輯鏈路控制子層（LLC）和媒體訪問(wèn)控制子層（MAC），應(yīng)用層協(xié)議可以由CAN用戶定義成適合特別工業(yè)領(lǐng)域的任何方案，如已在工業(yè)控制和制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)DeviceNet，以及在汽車工業(yè)中被大量使用的CANOpen協(xié)議等。具體分層結(jié)構(gòu)如圖所示。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線結(jié)構(gòu)與組成CAN通訊協(xié)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線結(jié)構(gòu)與組成

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線結(jié)構(gòu)與組成為了滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)既要集中管理又要分散實(shí)時(shí)控制的要求，CAN現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖所示，主要由上位機(jī)監(jiān)控站和若干個(gè)現(xiàn)場(chǎng)CAN智能測(cè)控節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)還可與其他類型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳輸機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢測(cè)機(jī)構(gòu)CANBUS上位機(jī)其他網(wǎng)絡(luò)CAN控制器CAN控制器CAN控制器網(wǎng)關(guān)為了滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)既要集中管理又要分散實(shí)時(shí)控制的要求，CACAN總線上的節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)上的信息接收和發(fā)送站，智能節(jié)點(diǎn)能通過(guò)編程設(shè)置工作方式、ID地址、波特率等參數(shù)。它主要由單片機(jī)和可編程的CAN通信控制器組成，具體結(jié)構(gòu)如圖所示。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)CAN總線上的節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)上的信息接收和發(fā)送站，智能節(jié)點(diǎn)能通詳見(jiàn)：CAN總線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)V1.0過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)-CAN實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–IXXAT系列CAN總線通訊/測(cè)試模塊

詳見(jiàn)：CAN總線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)V1.0過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線傳輸一、CAN總線的位數(shù)值表示二、CAN總線的通信距離過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線傳輸一、CAN總線的位數(shù)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線傳輸三、CAN報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線傳輸三、CAN報(bào)文的幀結(jié)①SOF：所有站都必須同步于首先開(kāi)始發(fā)送的那個(gè)站的幀起始前沿②仲裁場(chǎng)

遠(yuǎn)程請(qǐng)求：RTR=顯性數(shù)據(jù)幀；=隱性遠(yuǎn)程幀幀格式：IDE=顯性標(biāo)準(zhǔn)幀；=隱性擴(kuò)展幀替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求：SRR擴(kuò)展幀=隱性③控制場(chǎng)：④數(shù)據(jù)場(chǎng)：由0-8字節(jié)數(shù)據(jù)組成

⑤CRC場(chǎng)：1位隱性位界定，8位CRC⑥

應(yīng)答場(chǎng)ACR2位：應(yīng)答間隙=2隱性（發(fā)送器發(fā)出） 1顯性（接收器回應(yīng)）

應(yīng)答界定符=1隱性⑦幀結(jié)束：由7個(gè)隱性位組成

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線傳輸①SOF：所有站都必須同步于首先開(kāi)始發(fā)送的那個(gè)站的幀起始前沿⑴數(shù)據(jù)幀⑵遠(yuǎn)程幀：用來(lái)請(qǐng)求總線上遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己想要接收的某種數(shù)據(jù)，無(wú)數(shù)據(jù)域且RTR=1，其余同數(shù)據(jù)幀⑶錯(cuò)誤幀：兩個(gè)場(chǎng)組成，第一場(chǎng)由來(lái)自各站的錯(cuò)誤標(biāo)志疊加，第二場(chǎng)為出錯(cuò)界定符。報(bào)文傳輸過(guò)程中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)，即于下一位開(kāi)始發(fā)送出錯(cuò)幀，通知發(fā)送端停止發(fā)送。⑷超載幀：超載條件①要求延遲發(fā)送（最多兩次）②在間歇場(chǎng)檢測(cè)到顯性位活動(dòng)⑸幀間空間

①無(wú)錯(cuò)②有錯(cuò)認(rèn)可過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線傳輸錯(cuò)誤標(biāo)志：6個(gè)連續(xù)顯性位認(rèn)可錯(cuò)誤標(biāo)志：6個(gè)隱性位⑴數(shù)據(jù)幀過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線傳輸錯(cuò)誤標(biāo)志：1、

曼徹斯特波形的跳變有幾層含義？2、

物理層的主要功能是什么？3、

終端器的作用是什么？4、數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是什么？

（操作演示）過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–CAN總線思考題1、

曼徹斯特波形的跳變有幾層含義？過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUSPROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。PROFIBUS是一種國(guó)際化、開(kāi)放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。(2)PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成：PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery分布式外圍設(shè)備）PROFIBUS-PA(ProcessAutomation過(guò)程自動(dòng)化)PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范)

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUSPROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS簇

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS簇PROFIBUSPA適用于過(guò)程自動(dòng)化控制模式。PA將自動(dòng)化系統(tǒng)和過(guò)程控制系統(tǒng)與壓力、液位、溫度、流量傳感器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接起來(lái)，用來(lái)代替4~20mA的模擬信號(hào)。從而提高了控制系統(tǒng)的靈活性、可靠性。低功耗的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如溫度傳感器）由兩線制總線供電，數(shù)字信號(hào)也在同一條總線上傳輸。傳感器/執(zhí)行器安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，而耦合器和控制器則安裝在控制室內(nèi)，IEC61158-2指出儀表總線上最多能連接32臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，但由于現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)不能滿足理想條件，實(shí)際應(yīng)用中可以連接28臺(tái)設(shè)備。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS基本特性

PROFIBUSPA適用于過(guò)程自動(dòng)化控制模式。PA將自PROFIBUSDP用于自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)控制設(shè)備與分布式I/O的通信，可以取代4~20mA模擬信號(hào)的傳輸。通信時(shí)采用ISO/OSI參考模型的物理層作為第一層，通信介質(zhì)可以由電、光、紅外以及混合等多種方式，傳輸速率為9.6K~12Mbit/，每個(gè)DP從站的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的最大值為244B，使用屏蔽雙絞線電纜時(shí)最長(zhǎng)通信距離為9.6km，使用光纜時(shí)最長(zhǎng)通信距離為90km，最多可連接127個(gè)從站。

PROFIBUSDP設(shè)備主要分為以下三類：1、一類DP主站（DPM1）是系統(tǒng)的中央處理器，DPM1在預(yù)定的周期內(nèi)與分布式的從站循環(huán)地交換信息，并對(duì)總線通信進(jìn)行控制與管理。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS基本特性

PROFIBUSDP用于自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)控制設(shè)備與分2、二類主站（DPM2）是DP網(wǎng)絡(luò)中的編程、診斷和管理設(shè)備。DPM2除了具有一類主站的功能外，在與一類主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的同時(shí)，可以讀取DP從站的輸入/輸出數(shù)據(jù)和當(dāng)前的組態(tài)數(shù)據(jù)，可以給DP從站分配新的總線地址。3、DP從站是進(jìn)行輸入信息采集和輸出信息發(fā)送的外圍設(shè)備，它只與組態(tài)它的DP主站交換用戶數(shù)據(jù)，可以向該主站報(bào)告本地診斷中斷和過(guò)程中斷。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS基本特性

2、二類主站（DPM2）是DP網(wǎng)絡(luò)中的編程、診斷和管理設(shè)PROFIBUS-FMS用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。主要用于系統(tǒng)級(jí)和車間級(jí)的不同供應(yīng)商的自動(dòng)化系統(tǒng)之間傳輸數(shù)據(jù)，處理單元級(jí)（PLC和PC）的多主站數(shù)據(jù)通信，為解決復(fù)雜的通信任務(wù)提供了很大的靈活性，但通信的實(shí)時(shí)性要求低于現(xiàn)場(chǎng)層。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS基本特性

PROFIBUS-FMS用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸類型：·用于DP和FMS的RS485傳輸（采用的電纜是屏蔽雙絞銅線）過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS傳輸技術(shù)PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸類型：過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS傳輸技術(shù)用于PA的IEC1158-2傳輸

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS傳輸技術(shù)用于PA的I

·光纖傳輸技術(shù)(1)PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應(yīng)用時(shí)，可使用光纖導(dǎo)體，以增加高速傳輸?shù)木嚯x。

(2)可使用兩種光纖導(dǎo)體，一是價(jià)格低廉的塑料纖維導(dǎo)體，供距離小于50米情況下使用。另一種是玻璃纖維導(dǎo)體，供距離大于1公里情況下使用。

(3)許多廠商提供專用總線插頭可將RS-485信號(hào)轉(zhuǎn)換成光纖導(dǎo)體信號(hào)或?qū)⒐饫w導(dǎo)體信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS-485信號(hào)。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS傳輸技術(shù)·光纖傳輸技術(shù)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS傳輸過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS總線存取協(xié)議過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS總線存取協(xié)議(1)三種PROFIBUS（DP、FMS、PA）均使用一致的總線存取協(xié)議。該協(xié)議是通過(guò)OSI參考模型第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它包括了保證數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)及傳輸協(xié)議和報(bào)文處理。(2)在PROFIBUS中，第二層稱之為現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層（FieldbusDataLink—FDL）。介質(zhì)存取控制（MediumAccessControl—MAC）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。(3）PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計(jì)要滿足介質(zhì)存取控制的兩個(gè)基本要求：

·在復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時(shí)間間隔中，任何一個(gè)站點(diǎn)要有足夠的時(shí)間來(lái)完成通信任務(wù)。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS總線存取協(xié)議(1)三種PROFIBUS（DP、FMS、PA）均使用一致

·在復(fù)雜的程序控制器和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)盡可能快速又簡(jiǎn)單地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

因此，PROFIBUS總線存取協(xié)議，主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。(4)令牌傳遞程序保證每個(gè)主站在一個(gè)確切規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到總線存取權(quán)（令牌）。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行，海明距離

HD=4。(5)主站得到總線存取令牌時(shí)可與從站通信。每個(gè)主站均可向從站發(fā)送或讀取信息。因此，可能有以下三種系統(tǒng)配置：

·純主—從系統(tǒng)

·純主—主系統(tǒng)

·混合系統(tǒng)

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS總線存取協(xié)議·在復(fù)雜的程序控制器和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)(6)如圖是一個(gè)由3個(gè)主站、7個(gè)從站構(gòu)成的PROFIBUS系統(tǒng)。3個(gè)主站之間構(gòu)成令牌邏輯環(huán)。當(dāng)某主站得到令牌報(bào)文后，該主站可在一定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行主站工作。在這段時(shí)間內(nèi)，它可依照主—從通訊關(guān)系表與所有從站通信，也可依照主—主通訊關(guān)系表與所有主站通信。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS總線存取協(xié)議(6)如圖是一個(gè)由3個(gè)主站、7個(gè)從站構(gòu)成的PROFIBUS(7)在總線系統(tǒng)初建時(shí)，主站介質(zhì)存取控制MAC的任務(wù)是制定總線上的站點(diǎn)分配并建立邏輯環(huán)。在總線運(yùn)行期間，斷電或損壞的主站必須從環(huán)中排除，新上電的主站必須加入邏輯環(huán)。

(8)第二層的另一重要工作任務(wù)是保證數(shù)據(jù)的可靠性。PROFIBUS第二層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式可保證數(shù)據(jù)的高度完整性。

(9)PROFIBUS第二層按照非連接的模式操作，除提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點(diǎn)通信，其中包括廣播及有選擇廣播功能。

過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS總線存取協(xié)議(7)在總線系統(tǒng)初建時(shí)，主站介質(zhì)存取控制MAC的任務(wù)是制定Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線FMS通信方式過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–FESTO各從站進(jìn)行FMS方式

Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線FMS通信方式過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)1、利用WinCC組態(tài)軟件對(duì)FESTO過(guò)程控制系統(tǒng)各從站進(jìn)行FMS方式配置的步驟。2、利用WinCC組態(tài)軟件、STEP7配置各從站進(jìn)行組態(tài)的步驟。

（操作演示）過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–PROFIBUS總線思考題1、利用WinCC組態(tài)軟件對(duì)FESTO過(guò)程控制系統(tǒng)各從站進(jìn)

隨著計(jì)算機(jī)控制、通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用成為當(dāng)前控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。以太網(wǎng)存在通信不確定性，不能滿足實(shí)時(shí)性要求，成為應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)的主要障礙。EPA是EthernetforPlantAutomation的縮寫，它基于以太網(wǎng)(IEEE802.3)和無(wú)線局域網(wǎng)(IEEE802.11)、藍(lán)牙(IEEE802.15)等信息網(wǎng)絡(luò)COTS(CommercialOfTheShelf)通信技術(shù)以及TCP(UDP)AP協(xié)議，是一種適用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)裝置與儀器儀表間、工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表間數(shù)據(jù)通信的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA總線特點(diǎn)隨著計(jì)算機(jī)控制、通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以EPA標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)第一部工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層信息的實(shí)時(shí)性要求，提出了EPA系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的實(shí)時(shí)通信解決方案。在研究EPA所定義的系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、通信模型、時(shí)鐘同步和應(yīng)用層服務(wù)等功能基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析EPA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)特性，討論EPA實(shí)時(shí)通信調(diào)度方法。進(jìn)一步研究在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)、交換機(jī)級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)和帶寬確定情況下，設(shè)備遞交時(shí)間，時(shí)鐘同步精度，網(wǎng)絡(luò)吞吐量，非實(shí)時(shí)通信帶寬和實(shí)時(shí)通信帶寬等實(shí)時(shí)性能指標(biāo)的測(cè)試目的、測(cè)試方法和測(cè)試評(píng)判，以及實(shí)時(shí)性能指標(biāo)間的相互影響和綜合指標(biāo)集的測(cè)試方法。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA總線特點(diǎn)EPA標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)第一部工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)給工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)一場(chǎng)深層次的革命，但多種現(xiàn)場(chǎng)總線互不兼容，不同公司的控制器之間不能相互實(shí)現(xiàn)高速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，信息網(wǎng)絡(luò)存在協(xié)議上的鴻溝導(dǎo)致出現(xiàn)“自動(dòng)化孤島”等，這一些不足之處阻礙了現(xiàn)場(chǎng)總線的進(jìn)一步發(fā)展。隨著控制、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)以其成熟的技術(shù)、開(kāi)放和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、廣泛的應(yīng)用和高傳輸速率等優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了現(xiàn)場(chǎng)總線的缺陷。工業(yè)以太網(wǎng)作為一種新興、統(tǒng)一、快速發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，滿足了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在開(kāi)放性、互聯(lián)性、帶寬方面提出的高要求，因此，從信息集成的角度出發(fā)，要達(dá)到“管控一體化”的最佳狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)相結(jié)合將會(huì)是最佳的方案，也是現(xiàn)場(chǎng)總線未來(lái)發(fā)展的方向。這一結(jié)合，為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了新的活力，勢(shì)必將推動(dòng)工業(yè)控制領(lǐng)域的又一次變革和發(fā)展。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA總線特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)給工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)一場(chǎng)深層次的革命，但多種現(xiàn)場(chǎng)總EPA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示，它由兩個(gè)網(wǎng)段組成：監(jiān)控級(jí)L2網(wǎng)段和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)L1網(wǎng)段?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)L1網(wǎng)段用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分析儀器等）之間以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與L2網(wǎng)段的連接；監(jiān)控級(jí)L2網(wǎng)段主要用于控制室監(jiān)控設(shè)備、裝置以及人機(jī)接口之間的連接。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)EPA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示，它由兩個(gè)網(wǎng)段組成：監(jiān)控級(jí)L2網(wǎng)段過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)每個(gè)EPA設(shè)備的功能由至少一個(gè)功能塊實(shí)例、EPA應(yīng)用訪問(wèn)實(shí)體、EPA系統(tǒng)管理實(shí)體、EPA套接字映射實(shí)體、EPA鏈接對(duì)象、通信調(diào)度管理實(shí)體以及UDP/IP協(xié)議等幾個(gè)部分組成。當(dāng)某個(gè)EPA設(shè)備的用戶層功能塊生成一個(gè)數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)傳遞給EPA應(yīng)用層實(shí)體。EPA應(yīng)用層實(shí)體接受到數(shù)據(jù)后，通知EPA套接字映射實(shí)體把報(bào)文向下傳遞，經(jīng)過(guò)UDP和IP打包后，把數(shù)據(jù)暫時(shí)存在處于數(shù)據(jù)鏈路層的通信調(diào)度管理實(shí)體(CSME)。通信調(diào)度管理實(shí)體(CSME)按照調(diào)度規(guī)則，把數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)上。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA通信過(guò)程每個(gè)EPA設(shè)備的功能由至少一個(gè)功能塊實(shí)例、EPA應(yīng)用訪問(wèn)實(shí)體處于以太網(wǎng)另一端的設(shè)備在接收到該報(bào)文后，首先通過(guò)通信調(diào)度管理實(shí)體，判斷是否為給CSME的報(bào)文，不是就繼續(xù)向上送。IP和UDP在經(jīng)過(guò)校驗(yàn)和解包后，把數(shù)據(jù)通過(guò)套接字映射實(shí)體傳遞給EPA應(yīng)用層，EPA應(yīng)用層通過(guò)查找鏈接關(guān)系找到相應(yīng)功能塊實(shí)例后便把數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)功能塊實(shí)例進(jìn)行處理。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA通信過(guò)程處于以太網(wǎng)另一端的設(shè)備在接收到該報(bào)文后，首先通過(guò)通信調(diào)度管理過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA通信過(guò)程過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA通信過(guò)程網(wǎng)橋：EPA網(wǎng)橋是一個(gè)微網(wǎng)段與其他微網(wǎng)段或者與監(jiān)控級(jí)L2網(wǎng)段連接的設(shè)備。一個(gè)EPA網(wǎng)橋至少有兩個(gè)通信接口，分別連接兩個(gè)微網(wǎng)段。EPA網(wǎng)橋是可以組態(tài)的設(shè)備，具有以下功能：①通信隔離一個(gè)EPA網(wǎng)橋必須將其所連接的本地所有通信流量限制在其所在的微網(wǎng)段內(nèi)，而不占用其他微網(wǎng)段的通信帶寬資源。這里所指的通信流量包括以廣播、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸?shù)慕M播以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)膯尾サ人蓄愋偷耐ㄐ艌?bào)文所占的帶寬資源。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備網(wǎng)橋網(wǎng)橋：EPA網(wǎng)橋是一個(gè)微網(wǎng)段與其他微網(wǎng)段或者與監(jiān)控級(jí)L2網(wǎng)段②報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)與控制一個(gè)EPA網(wǎng)橋還必須對(duì)分別連接在兩個(gè)不同微網(wǎng)段、或一個(gè)微網(wǎng)段與監(jiān)控級(jí)L2網(wǎng)段的設(shè)備之間互相通信的報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)與控制。即連接在一個(gè)微網(wǎng)段的EPA設(shè)備與連接在其他微網(wǎng)段或L2網(wǎng)段的EPA設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，其通信報(bào)文由EPA網(wǎng)橋負(fù)責(zé)控制轉(zhuǎn)發(fā)。一般推薦每個(gè)L1微網(wǎng)段使用一個(gè)EPA網(wǎng)橋。但在系統(tǒng)規(guī)模不大，整個(gè)系統(tǒng)為一個(gè)微網(wǎng)段時(shí)，可以不使用EPA網(wǎng)橋。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備網(wǎng)橋②報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)與控制過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備網(wǎng)橋主控制器：EPA現(xiàn)場(chǎng)控制器是一個(gè)特殊的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，完成現(xiàn)場(chǎng)控制層的大部分控制功能，并且能夠參與到現(xiàn)場(chǎng)控制層的調(diào)度中，其同其他設(shè)備一樣完成所有的EPA協(xié)議相關(guān)的同步，調(diào)度，設(shè)備管理和服務(wù)。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備主控制器主控制器：EPA現(xiàn)場(chǎng)控制器是一個(gè)特殊的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，完成現(xiàn)場(chǎng)控信號(hào)采集基本設(shè)備：是EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的組成部分，主要完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的測(cè)量和采集，并通過(guò)EPA通信棧發(fā)送給監(jiān)控層。以下是各類現(xiàn)場(chǎng)卡件的具體介紹。VC（標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入卡）：根據(jù)組態(tài)對(duì)外接信號(hào)點(diǎn)（電流或電壓）進(jìn)行采樣，并對(duì)原始所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(標(biāo)定等)得到所需要的數(shù)據(jù)后發(fā)送到EPA協(xié)議棧。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備信號(hào)采集信號(hào)采集基本設(shè)備：是EPA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的組成部分，主要完成現(xiàn)場(chǎng)信DI（4點(diǎn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入卡）：EPA系統(tǒng)中的DI模塊是四點(diǎn)的開(kāi)關(guān)量輸入模塊，能夠快速響應(yīng)干觸點(diǎn)信號(hào)和電平信號(hào)的輸入，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量信號(hào)的準(zhǔn)確采集，模塊具有信號(hào)通道的自檢功能。信號(hào)通道統(tǒng)一隔離，進(jìn)行了電磁兼容性的設(shè)計(jì)，具有脈沖群抑制和浪涌的吸收保護(hù)功能。DO（4點(diǎn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出卡）： 根據(jù)組態(tài)及從EPA協(xié)議棧收到的輸出狀態(tài)要求的數(shù)據(jù)，將控制命令轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸出，并完成DO卡4路通道的自檢，將自檢結(jié)果等寫入發(fā)送緩沖區(qū)。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備信號(hào)采集DI（4點(diǎn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入卡）：EPA系統(tǒng)中的DI模塊是四點(diǎn)的DA（單點(diǎn)模擬信號(hào)輸出卡）：根據(jù)組態(tài)及主控制器下發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)，并對(duì)設(shè)備和輸出信號(hào)進(jìn)行自檢，并將自檢的結(jié)果，發(fā)送到EPA協(xié)議棧，拱上位機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷使用。TC（單點(diǎn)熱電偶信號(hào)輸入卡）：根據(jù)組態(tài)對(duì)外接信號(hào)點(diǎn)（主要為溫度）進(jìn)行采樣，主要通過(guò)一次采集－100mv～+100mv的電壓值，并對(duì)原始所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(標(biāo)定等)得到所需要的數(shù)據(jù)后發(fā)送到EPA協(xié)議棧。RTD（單點(diǎn)熱電阻信號(hào)輸入卡）根據(jù)組態(tài)對(duì)外接電阻信號(hào)點(diǎn)進(jìn)行采樣，并對(duì)原始所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(標(biāo)定等)得到所需要的數(shù)據(jù)后發(fā)送到EPA協(xié)議棧。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備信號(hào)采集DA（單點(diǎn)模擬信號(hào)輸出卡）：根據(jù)組態(tài)及主控制器下發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，EPA智能儀表：符合EPA協(xié)議的智能儀表，是完整的EPA現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案中必不可少的構(gòu)成部分。組成支持EPA現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的智能變送器，在全數(shù)字通信基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量與傳輸。其軟件部分采用此項(xiàng)目仿真平臺(tái)作為底層，用戶層則使用具體儀表各自采樣程序?qū)崿F(xiàn)。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA基本設(shè)備智能儀表EPA智能儀表：符合EPA協(xié)議的智能儀表，是完整的EPA現(xiàn)場(chǎng)在以太網(wǎng)通信過(guò)程中，其報(bào)文競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制CSMA/CD難以保證信息的確定性和實(shí)時(shí)性，為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)贠SI七層中的數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間增加了一個(gè)調(diào)度管理機(jī)制——CSME。CSME全稱為CommunicationScheduleManagementEntity,即通信調(diào)度管理實(shí)體，主要完成對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的調(diào)度管理，實(shí)現(xiàn)確定性通信。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA分時(shí)確定性調(diào)度機(jī)制在以太網(wǎng)通信過(guò)程中，其報(bào)文競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制CSMA/CD難以保證信息在具體實(shí)現(xiàn)上，CSME定義了一個(gè)通信宏周期，并將其分為周期數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間和非周期數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間。在周期數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間，各個(gè)設(shè)備根據(jù)時(shí)間組態(tài)有秩序地發(fā)送周期數(shù)據(jù)，并在周期數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后發(fā)送非周期數(shù)據(jù)聲明報(bào)文。在非周期數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間，各個(gè)設(shè)備則是根據(jù)優(yōu)先級(jí)的調(diào)度按優(yōu)先級(jí)的高低發(fā)送數(shù)據(jù)。并在數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后發(fā)送非周期數(shù)據(jù)結(jié)束聲明報(bào)文。如圖所示。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA分時(shí)確定性調(diào)度機(jī)制在具體實(shí)現(xiàn)上，CSME定義了一個(gè)通信宏周期，并將其分為周期數(shù)過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA分時(shí)確定性調(diào)度機(jī)制D6D5D4D3D2D1時(shí)間通信宏周期T周期報(bào)文發(fā)送階段Tp非周期報(bào)文發(fā)送階段Tn周期報(bào)文非周期數(shù)據(jù)聲明報(bào)文非周期報(bào)文非周期數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束聲明報(bào)文過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA分時(shí)確定性調(diào)度機(jī)制D6D5D周期數(shù)據(jù)是指與過(guò)程有關(guān)的數(shù)據(jù)，如需要按控制回路的控制周期傳輸?shù)臏y(cè)量值、控制值，或功能塊輸入、輸出之間需要按周期更新的數(shù)據(jù)。周期報(bào)文的發(fā)送優(yōu)先級(jí)應(yīng)為最高。在非周期報(bào)文傳輸階段Tn，每個(gè)EPA設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的報(bào)文是包含非周期數(shù)據(jù)的報(bào)文。非周期數(shù)據(jù)是指用于以非周期方式在兩個(gè)通信伙伴間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如程序的上下載數(shù)據(jù)、變量讀寫數(shù)據(jù)、事件通知、趨勢(shì)報(bào)告等數(shù)據(jù)，以及諸如ARP、RARP、HTTP、FTP、TFTP、ICMP、IGMP等應(yīng)用數(shù)據(jù)。非周期報(bào)文按其優(yōu)先級(jí)高低、IP地址大小及時(shí)間有效方式發(fā)送。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA分時(shí)確定性調(diào)度機(jī)制周期數(shù)據(jù)是指與過(guò)程有關(guān)的數(shù)據(jù)，如需要按控制回路的控制周期傳輸IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)協(xié)議，這個(gè)協(xié)議能夠在度量和控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)鐘同步，協(xié)議在諸如網(wǎng)絡(luò)通信、局部計(jì)算等技術(shù)中已得到實(shí)施。這個(gè)協(xié)議也適用于通過(guò)支持多點(diǎn)傳送信息的局域網(wǎng)通信的系統(tǒng)，并不只限于以太網(wǎng)中。協(xié)議能夠使異種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步，盡管這些系統(tǒng)包括各種各樣不同的內(nèi)在的精確時(shí)鐘、穩(wěn)定性。協(xié)議支持系統(tǒng)范圍的時(shí)鐘同步，這種同步能在小網(wǎng)絡(luò)到本地時(shí)鐘計(jì)算資源范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)亞微秒的精確同步。 它通過(guò)PTP協(xié)議通過(guò)計(jì)算本地時(shí)鐘和網(wǎng)絡(luò)上主時(shí)鐘的偏差來(lái)不斷調(diào)整本地時(shí)鐘，保證本地時(shí)鐘和網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的同步。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA時(shí)間同步機(jī)制IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)協(xié)議，這個(gè)協(xié)議能夠在度量和控UDP是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的運(yùn)輸層協(xié)議：進(jìn)程的每個(gè)輸出操作都正好產(chǎn)生一個(gè)UDP數(shù)據(jù)報(bào)，并組裝成一份待發(fā)送的IP數(shù)據(jù)報(bào)。 UDP不提供可靠性，它把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，但是并不保證它們能到達(dá)目的地。 UDP首部的各字段：源端口號(hào)+目的端口號(hào)+UDP包長(zhǎng)度+校驗(yàn)和（各2字節(jié)，共8字節(jié)）。端口號(hào)表示發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程。UDP長(zhǎng)度字段指的是UDP首部和UDP數(shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度。UDP檢驗(yàn)和覆蓋UDP首部和UDP數(shù)據(jù)，UDP的檢驗(yàn)和是可選的。

在本EPA系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)氖荱DP報(bào)文。因此，我們的一切對(duì)數(shù)據(jù)的操作，都是基于UDP層之上。通過(guò)UDP解包后，再判斷是否屬于CSME或EPA應(yīng)用層的報(bào)文。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–UDP/IP介紹UDP是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的運(yùn)輸層協(xié)議：進(jìn)程的每個(gè)輸出操作EPA通訊協(xié)議報(bào)文分為EPA應(yīng)用訪問(wèn)實(shí)體和EPA管理訪問(wèn)實(shí)體，所有報(bào)文遵照EPA報(bào)文格式，使用UDP端口號(hào)為0x88bc，報(bào)文類型包括請(qǐng)求報(bào)文和相應(yīng)的正響應(yīng)和負(fù)響應(yīng)，以及不必須回應(yīng)的聲明類報(bào)文。⑴、系統(tǒng)管理服務(wù)類①設(shè)備聲明報(bào)文（無(wú)證實(shí)）EM_DeviceAnnunciation服務(wù)是一條無(wú)證實(shí)的服務(wù)。EPA設(shè)備以15s為周期，周期性的發(fā)送此服務(wù)請(qǐng)求，通知組態(tài)應(yīng)用其在網(wǎng)絡(luò)上的存在。多數(shù)情況下，這條服務(wù)是以廣播的形式發(fā)送的。測(cè)試方法：填寫將要收到的聲明報(bào)文，并等待30s，收到則測(cè)試通過(guò)。過(guò)程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)習(xí)–EPA服務(wù)系統(tǒng)管理EPA通訊協(xié)議報(bào)文分為EPA應(yīng)用訪問(wèn)實(shí)體和EPA管理訪問(wèn)實(shí)體②設(shè)備查詢服務(wù)（無(wú)證實(shí)）EM_FindTagQuery服務(wù)是一條無(wú)證實(shí)的服務(wù)。該