工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)石圪臺(tái)培訓(xùn)0703課件

北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司“無人化”項(xiàng)目部王凱“工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)”培訓(xùn)北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司“工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)”培訓(xùn)提綱通信技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)提綱通信技術(shù)基礎(chǔ)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)從烽火告急到無線寬帶1.通信技術(shù)基礎(chǔ)從烽火告急到無線寬帶1.通信技術(shù)基礎(chǔ)古代的通信方法光-視覺：烽火，火炬聲波：擊鼓鳴金信鴿、旗語1.通信技術(shù)基礎(chǔ)古代的通信方法1.通信技術(shù)基礎(chǔ)18世紀(jì)以來的通信方法1837年,Samuel

Morse發(fā)明電報(bào)1876年,Alexander

GrahamBell發(fā)明電話1895年,Guglielmo

Marconi發(fā)明無線電1906年,電子管的發(fā)明使模擬通信得到發(fā)展20世紀(jì)50年代、60年代,半導(dǎo)體和集成電路的發(fā)展使數(shù)字通信得到發(fā)展1945年,第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的問世到80年代計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展使數(shù)據(jù)通信成為可能1963年,第一次實(shí)現(xiàn)同步衛(wèi)星通信20世紀(jì)70年代,光導(dǎo)纖維的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了光纖通信1974年,美國Bell實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩移動(dòng)通信概念1.通信技術(shù)基礎(chǔ)18世紀(jì)以來的通信方法1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信：傳遞信息的手段，將信息從發(fā)送器傳送到接收器1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信：傳遞信息的手段，將信息從發(fā)送器傳送到1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的一般組成信息源（簡稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，如麥克風(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號(hào)傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。接收設(shè)備：從受到減損的接收信號(hào)中正確恢復(fù)出原始電信號(hào)。受信者（信宿）：把原始電信號(hào)還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器等。1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的一般組成1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：代表消息的信號(hào)參量取值連續(xù)，例如麥克風(fēng)輸出電壓：(a)話音信號(hào)(b)抽樣信號(hào)圖1模擬信號(hào)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)(a)話音信號(hào)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)：代表消息的信號(hào)參量取值為有限個(gè)，例如電報(bào)信號(hào)、計(jì)算機(jī)輸入輸出信號(hào)：(a)二進(jìn)制信號(hào)(b)2PSK信號(hào)圖2數(shù)字信號(hào)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)(a)二進(jìn)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按信號(hào)特征分類：模擬通信系統(tǒng)：電話、工業(yè)電視、廣播、對(duì)講機(jī)數(shù)字通信系統(tǒng)：手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、IP電話、數(shù)字電視1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按通信業(yè)務(wù)分類：電報(bào)通信系統(tǒng)電話通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)圖像通信系統(tǒng)……1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按調(diào)制方式分類：基帶傳輸系統(tǒng)：串口通信、以太網(wǎng)帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)：光纖通信、寬帶通信、電力線通信調(diào)制傳輸系統(tǒng)：模擬調(diào)制（調(diào)幅、調(diào)頻）數(shù)字調(diào)制（2ASK幅移鍵控、2FSK頻移鍵控、2PSK相移鍵控）t1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類t1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按傳輸媒介分類：有線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信……按信號(hào)復(fù)用方式分類：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸并行傳輸：將代表信息的數(shù)字信號(hào)碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省傳輸時(shí)間，速度快：不需要字符同步措施 缺點(diǎn)：需要n條通信線路，成本較高1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸串行傳輸：將數(shù)字信號(hào)碼元序列以串行方式一個(gè)碼元接一個(gè)碼元地在一條信道上傳輸 優(yōu)點(diǎn)：只需一條通信信道，節(jié)省線路鋪設(shè)費(fèi)用 缺點(diǎn)：速度慢，需要外加碼組或字符同步措施1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信串行通信中，接收方和發(fā)送方應(yīng)使用相同的傳輸速率。但由于雙方使用的傳輸速率存在微小的誤差，會(huì)形成累積誤差而使發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)造成錯(cuò)位，使接收方收到錯(cuò)誤的信息。為了解決這一問題，需要使發(fā)送過程和接收過程同步。按同步的方式不同，串行通信分為異步通信和同步通信。異步通信的字符信息格式如圖，每發(fā)送1個(gè)字符（數(shù)據(jù)），由1位“起始位”開始，接著是7～8位“數(shù)據(jù)位”，然后是1位“奇偶校驗(yàn)位”（也可以沒有），最后是1～2位“停止位”。雙方對(duì)格式和傳輸速率約定相同。1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信接收方在收到停止位與起始位之間的下降沿時(shí)，將它作為接收的起點(diǎn)，在每一個(gè)時(shí)鐘脈沖（代表1位）的中間接收信息。由于接收的位數(shù)不多，即使雙方的時(shí)鐘頻率有微小的誤差，其累積誤差也不會(huì)過大而造成錯(cuò)位。數(shù)據(jù)位后的“奇偶校驗(yàn)位”用來檢測(cè)接收到的數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。奇偶校驗(yàn)分為“奇校驗(yàn)（Odd）”和“偶校驗(yàn)（Even）”，也可選擇“不校驗(yàn)（None）”。奇偶校驗(yàn)是指把發(fā)送方發(fā)送的每一個(gè)字符中數(shù)據(jù)位（包括校驗(yàn)位）中“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性與接收方接收到的每一個(gè)字符的奇偶性進(jìn)行比較，如一致表示正確，不一致即表示接收到的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤。1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)從底層到高層，分工合作2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)從底層到高層，分工合作2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是一種把整個(gè)工廠中各個(gè)生產(chǎn)流程和自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過各種通信設(shè)備組織為一個(gè)整體的一種通信網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中，可有各種不同結(jié)構(gòu)、遵守各種不同通信協(xié)議的通信系統(tǒng)存在，其中主要是工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場總線。工業(yè)以太網(wǎng)IndustrialEthernet——按IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)建立的開放的通信系統(tǒng)，用于傳輸大量數(shù)據(jù)，可與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)連接工業(yè)現(xiàn)場總線FieldBus——按現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)建立的開放的通信系統(tǒng)，用于現(xiàn)場控制和數(shù)據(jù)交換點(diǎn)到點(diǎn)通信——用于2個(gè)點(diǎn)之間的通信，如PLC與PLC、PLC與PC、PLC與人機(jī)接口、打印機(jī)、條碼掃描器、讀卡器等設(shè)備連接。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是一種把整個(gè)工廠中各個(gè)生2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)現(xiàn)場總線FieldBus串行通信接口：RS232C、RS422、RS485（1）RS-232C由美國EIC（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）于1969年公布的通信協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定采用負(fù)邏輯，用-15～-5V表示邏輯“1”，+5～+15V表示邏輯“0”。使用9針和25針DB型連接器。當(dāng)通信距離較近時(shí)通信雙方可直接連接。最簡單的情況，在通信中不需要控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)，只需要3根線（發(fā)送線、接收線、信號(hào)地）便可實(shí)現(xiàn)全雙工異步串行通信。廣泛地用于計(jì)算機(jī)與終端或外設(shè)之間的近距離通信。 2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)現(xiàn)場總線FieldBus廣泛地用于2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（1）RS-232CRS-232C采用共地傳送方式，容易引起共模干擾。RS-232C最大通信距離為15m，最高傳輸速率為19.2kbit/s，只能進(jìn)行一對(duì)一的通信。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（1）RS-232C2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（2）RS-422它采用平衡驅(qū)動(dòng)、差分接收電路(見圖)，共模信號(hào)可以互相抵消。它從根本上取消了信號(hào)地線，從而消除了由公共地線引入的干擾。平衡驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于2個(gè)單端驅(qū)動(dòng)器，其輸入信號(hào)相同，2個(gè)輸出信號(hào)互為反相信號(hào)。最大傳輸速率為10MBit/S（此時(shí)允許的最大通信距離為12m）。最大通信距離為1200m（此時(shí)的最大傳輸速率為100Kbit/s）。一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器可以連接10臺(tái)接收器。 用于計(jì)算機(jī)與終端或外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（2）RS-4222.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-422RS-422是全雙工操作，兩對(duì)平衡差分信號(hào)線分別用于發(fā)送和接收。數(shù)據(jù)通過4根導(dǎo)線傳送（4線操作）。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-4222.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-485RS485是RS-422A的變形，RS-485為半雙工，只有一對(duì)平衡差分信號(hào)線，不能同時(shí)發(fā)送和接收。使用RS-485通信接口和雙絞線可以組成串行通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)。為半雙工2線操作，一對(duì)平衡差分信號(hào)線不能同時(shí)發(fā)送和接收。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-4852.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議RS485，電氣物理接口規(guī)范；Modbus，應(yīng)用層協(xié)議，主要包括功能碼服務(wù)規(guī)定、請(qǐng)求/應(yīng)答事務(wù)處理規(guī)范2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議Modbus幀簡單協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）在PDU基礎(chǔ)上引入附加字段，應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（ADU）功能碼向服務(wù)器指示將執(zhí)行哪種操作2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議Modbus事務(wù)操作在同一時(shí)間，總線上只能有一個(gè)主站，和一個(gè)或多個(gè)從站，Modbus通信總是由主站發(fā)起，當(dāng)從站沒有收到來自主站的請(qǐng)求時(shí)，不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)，從站之間不能相互通信。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)

功能碼（十六進(jìn)制）數(shù)據(jù)訪問比特訪問內(nèi)部比特或物理線圈讀線圈0101寫單個(gè)線圈0505寫多個(gè)線圈150F16比特訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器或物理輸出存儲(chǔ)器讀保持寄存器0303寫單個(gè)寄存器0606寫多個(gè)寄存器1610Modbus協(xié)議Modbus功能碼2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)

功能碼（十六進(jìn)制）數(shù)據(jù)訪問比特2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議Modbus請(qǐng)求訪問設(shè)備存儲(chǔ)器2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議在不同的物理鏈路上應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議在不同的物理鏈路上應(yīng)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)7.

應(yīng)用層與應(yīng)用程序接口，提供常用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)6.

表示層處理數(shù)據(jù)表示形式，加密和解密，把機(jī)器相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立于機(jī)器的數(shù)據(jù)5.

會(huì)話層建立、維護(hù)和管理應(yīng)用間會(huì)話(Session)段(Segments)或報(bào)文(Message)4.

傳輸層Reliabledeliveryofpacketsbetweenpointsonanetwork.控制數(shù)據(jù)流量，進(jìn)行調(diào)試及錯(cuò)誤處理，確?？煽客ㄐ琶浇閷影?Packet)/數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)3.

網(wǎng)絡(luò)層尋址、路由、傳輸數(shù)據(jù)報(bào)，通過網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)質(zhì)量、發(fā)送優(yōu)先權(quán)等來決定節(jié)點(diǎn)間的最佳通信路徑幀(Frame)2.

數(shù)據(jù)鏈路層管理物理層的位數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)受損、丟失甚至重復(fù)傳輸錯(cuò)誤等問題位(Bit)1.

物理層定義電子及物理設(shè)備規(guī)范，例如針腳、電壓、線纜等；控制信號(hào)的發(fā)送和接收OSI參考模型2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN總線一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，包括了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層可以多主方式工作，不分主從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（信息）可以分成不同的優(yōu)先級(jí)，滿足不同實(shí)時(shí)要求采用非破壞性仲裁總線結(jié)構(gòu)機(jī)制，解決兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息的問題節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN總線2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN幀StartofFrameIdentifier11bitsID10RTRIDEID0RB0DLC3DLC0ReservedBits4bitsDataLengthCodeCRC15bitsDelACKDel仲裁段12控制段6數(shù)據(jù)段8N(0￡N￡8)CRC段15AckField2EndofFrame70000111111111幀幀用途1.數(shù)據(jù)幀用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送信息到其他任一或所有節(jié)點(diǎn)2.遠(yuǎn)程幀用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)要求其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息3.錯(cuò)誤幀如果節(jié)點(diǎn)在接收過程中檢測(cè)到錯(cuò)誤，它就會(huì)發(fā)送一個(gè)錯(cuò)誤幀4.過載幀當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)正忙于處理接收的信息，可以通知其它節(jié)點(diǎn)暫緩發(fā)送報(bào)文5.幀間隔幀與幀之間的間隔2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN幀StartofFrame2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)7.

應(yīng)用層與應(yīng)用程序接口，提供常用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)6.

表示層處理數(shù)據(jù)表示形式，加密和解密，把機(jī)器相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立于機(jī)器的數(shù)據(jù)5.

會(huì)話層建立、維護(hù)和管理應(yīng)用間會(huì)話(Session)段(Segments)或報(bào)文(Message)4.

傳輸層Reliabledeliveryofpacketsbetweenpointsonanetwork.控制數(shù)據(jù)流量，進(jìn)行調(diào)試及錯(cuò)誤處理，確保可靠通信媒介層包(Packet)/數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)3.

網(wǎng)絡(luò)層尋址、路由、傳輸數(shù)據(jù)報(bào)，通過網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)質(zhì)量、發(fā)送優(yōu)先權(quán)等來決定節(jié)點(diǎn)間的最佳通信路徑幀(Frame)2.

數(shù)據(jù)鏈路層管理物理層的位數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)受損、丟失甚至重復(fù)傳輸錯(cuò)誤等問題位(Bit)1.

物理層定義電子及物理設(shè)備規(guī)范，例如針腳、電壓、線纜等；控制信號(hào)的發(fā)送和接收OSI參考模型2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)通道，100ms

TCP/IP和UDP/IP參數(shù)和配置診斷數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)商數(shù)據(jù)通道實(shí)時(shí)通道RT，10ms高性能周期用戶數(shù)據(jù)傳輸事件驅(qū)動(dòng)消息/報(bào)警實(shí)時(shí)通道IRT，<1ms同步用戶數(shù)據(jù)傳輸抖動(dòng)誤差<1μsec實(shí)時(shí)性RTIRTReal-time

1Ethernet(以太網(wǎng))TCP/UDP

PROFINET應(yīng)用IT應(yīng)用舉例HTTPSNMPDHCP...標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)過程數(shù)據(jù)IP

23123PROFINET原理應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)通道，100ms

T2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)ModbusTCP原理應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)ModbusTCP原理2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)

EtherNet/IP原理Ethernet(IEEE802.3)應(yīng)用層CIP設(shè)備描述數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層EthernetCSMA/CD(IEEE802.3)InternetProtocolUDPTCPCIP協(xié)議封裝CIP報(bào)文路由，連接管理CIP數(shù)據(jù)管理服務(wù)顯式報(bào)文，IO報(bào)文CIP應(yīng)用層應(yīng)用對(duì)象庫電機(jī)閥門驅(qū)動(dòng)器控制器其他CIP以太網(wǎng)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet/IP2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)設(shè)備號(hào)，對(duì)象號(hào)，實(shí)例號(hào)，屬性號(hào)支架#1支架#2支架#3地址#4傳感器#5采煤機(jī)壓力#1左滾筒右滾筒牽引電流電流溫度CIP對(duì)象模型2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)設(shè)備號(hào)，對(duì)象號(hào)，實(shí)例號(hào)，屬性號(hào)支架#2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)幾種工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)比較協(xié)議EtherNet/IPPROFINETModbus

TCP性能實(shí)時(shí)性較好，適用于實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)性好，適用于實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)性差，不適用于實(shí)時(shí)控制兼容性基于以太網(wǎng)需要專用路由器基于以太網(wǎng)大范圍組網(wǎng)能力有有無技術(shù)實(shí)施難度設(shè)備接口需要改造、開發(fā)難度高設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)均需要改造、開發(fā)難度高簡單、無需改造可用資源芯片、模塊、網(wǎng)關(guān)、協(xié)議棧支持芯片、模塊、網(wǎng)關(guān)、協(xié)議棧支持所有設(shè)備均具有該接口通訊模式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播、雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播、雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、查詢-響應(yīng)組織ODAV組織、Rockwell、施耐德PROFIBUS組織、西門子ODVA組織、廣泛支持2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)幾種工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)比較協(xié)議Ether3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)大工業(yè)時(shí)代的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)大工業(yè)時(shí)代的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)1．現(xiàn)場設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制。一般采用現(xiàn)場總線。2．控制層又稱為車間監(jiān)控層，用來完成車間主生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，實(shí)現(xiàn)車間級(jí)設(shè)備的監(jiān)控。車間級(jí)監(jiān)控包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設(shè)備故障報(bào)警及維護(hù)等。通常還具有生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度等車間級(jí)生產(chǎn)管理功能。3.信息層將車間數(shù)據(jù)集成到工廠管理層。信息層控制層現(xiàn)場設(shè)備層3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)1．現(xiàn)場設(shè)備層信息層控制層現(xiàn)場設(shè)備層3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPC出現(xiàn)之前軟件驅(qū)動(dòng)程序

顯示請(qǐng)求

趨勢(shì)請(qǐng)求

報(bào)表請(qǐng)求

軟件驅(qū)動(dòng)程序軟件驅(qū)動(dòng)程序軟件驅(qū)動(dòng)程序3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPC出現(xiàn)之前軟件顯示請(qǐng)求趨勢(shì)3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)圖形用戶界面ＧＵＩ上層軟件需要為不同的總線編寫各自驅(qū)動(dòng)程序，因而需要得到底層設(shè)備制造商的支持或則正好相反，底層設(shè)備制造上提供設(shè)備時(shí)，同時(shí)提供上層軟件的驅(qū)動(dòng)程序頁描述過程數(shù)據(jù)庫頁邏輯顯示操作數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場總線1現(xiàn)場總線2驅(qū)動(dòng)程序總線類型2總線類型1I/O設(shè)備3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)圖形用戶界面ＧＵＩ上層軟件需要為不同的3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPC出現(xiàn)以前，上層應(yīng)用需要為每種不同的設(shè)備（控制系統(tǒng)、智能設(shè)備）開發(fā)新的驅(qū)動(dòng)程序,現(xiàn)在工業(yè)界定義了信息交換的標(biāo)準(zhǔn),基于Microsoft的OLE,稱OPC(OLEforProcessControl）每個(gè)設(shè)備供應(yīng)商可以隨同他們的設(shè)備提交一個(gè)OPCServer.OPCclient訪問OPCServer獲取數(shù)據(jù)，用于HMI、SCADA等顯示請(qǐng)求趨勢(shì)請(qǐng)求報(bào)表請(qǐng)求OPCclientOPCclientOPCclient軟件驅(qū)動(dòng)程序

OPCserverOPCserverOPCserverOPCserver軟件驅(qū)動(dòng)程序軟件驅(qū)動(dòng)程序軟件驅(qū)動(dòng)程序3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPC出現(xiàn)顯示請(qǐng)求趨勢(shì)請(qǐng)求報(bào)表請(qǐng)求OPC3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPC基于Microsoft技術(shù)，各種應(yīng)用可以通過OPC訪問數(shù)據(jù)3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPC基于Microsoft技術(shù)，3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)controllerdevelopmentOPCserverController_1Controller_2AI輸入到:IXD.11.2.1MW%1003電機(jī)速度MW%1004溫度…….symbols上載符號(hào)標(biāo)ReadItem("OPC:Controller1:Program2.MotorSpeed")Get(),MW%1003)Return(MW%1003,112)Value:112Controller_1.Program2Program2code內(nèi)存標(biāo)記:MW%1003OPC應(yīng)用3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)controllerdevelo3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPCserver就像一個(gè)目錄：根就是“Server”，分枝是“組”，葉是“Item”RandomReadErrorSaw-toothedWavesSquareWavesTriangleWavesWriteErrorRamp1Ramp2Ramp4TAGTAGTAG每個(gè)Item都被定義到某個(gè)組中,

如"Saw-toothedWaves.Ramp2"Simulator分層結(jié)構(gòu)方便瀏覽時(shí)從眾多的標(biāo)簽中區(qū)分出來Tag名3.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)OPCserver就像一個(gè)目錄：北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司“無人化”項(xiàng)目部王凱“工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)”培訓(xùn)北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司“工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)”培訓(xùn)北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司“無人化”項(xiàng)目部王凱“工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)”培訓(xùn)北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司“工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)”培訓(xùn)提綱通信技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)提綱通信技術(shù)基礎(chǔ)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)從烽火告急到無線寬帶1.通信技術(shù)基礎(chǔ)從烽火告急到無線寬帶1.通信技術(shù)基礎(chǔ)古代的通信方法光-視覺：烽火，火炬聲波：擊鼓鳴金信鴿、旗語1.通信技術(shù)基礎(chǔ)古代的通信方法1.通信技術(shù)基礎(chǔ)18世紀(jì)以來的通信方法1837年,Samuel

Morse發(fā)明電報(bào)1876年,Alexander

GrahamBell發(fā)明電話1895年,Guglielmo

Marconi發(fā)明無線電1906年,電子管的發(fā)明使模擬通信得到發(fā)展20世紀(jì)50年代、60年代,半導(dǎo)體和集成電路的發(fā)展使數(shù)字通信得到發(fā)展1945年,第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的問世到80年代計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展使數(shù)據(jù)通信成為可能1963年,第一次實(shí)現(xiàn)同步衛(wèi)星通信20世紀(jì)70年代,光導(dǎo)纖維的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了光纖通信1974年,美國Bell實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩移動(dòng)通信概念1.通信技術(shù)基礎(chǔ)18世紀(jì)以來的通信方法1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信：傳遞信息的手段，將信息從發(fā)送器傳送到接收器1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信：傳遞信息的手段，將信息從發(fā)送器傳送到1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的一般組成信息源（簡稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，如麥克風(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號(hào)傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。接收設(shè)備：從受到減損的接收信號(hào)中正確恢復(fù)出原始電信號(hào)。受信者（信宿）：把原始電信號(hào)還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器等。1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的一般組成1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：代表消息的信號(hào)參量取值連續(xù)，例如麥克風(fēng)輸出電壓：(a)話音信號(hào)(b)抽樣信號(hào)圖1模擬信號(hào)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)(a)話音信號(hào)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)：代表消息的信號(hào)參量取值為有限個(gè)，例如電報(bào)信號(hào)、計(jì)算機(jī)輸入輸出信號(hào)：(a)二進(jìn)制信號(hào)(b)2PSK信號(hào)圖2數(shù)字信號(hào)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)(a)二進(jìn)1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按信號(hào)特征分類：模擬通信系統(tǒng)：電話、工業(yè)電視、廣播、對(duì)講機(jī)數(shù)字通信系統(tǒng)：手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、IP電話、數(shù)字電視1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按通信業(yè)務(wù)分類：電報(bào)通信系統(tǒng)電話通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)圖像通信系統(tǒng)……1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按調(diào)制方式分類：基帶傳輸系統(tǒng)：串口通信、以太網(wǎng)帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)：光纖通信、寬帶通信、電力線通信調(diào)制傳輸系統(tǒng)：模擬調(diào)制（調(diào)幅、調(diào)頻）數(shù)字調(diào)制（2ASK幅移鍵控、2FSK頻移鍵控、2PSK相移鍵控）t1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類t1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類按傳輸媒介分類：有線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信……按信號(hào)復(fù)用方式分類：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用1.通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的分類1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸并行傳輸：將代表信息的數(shù)字信號(hào)碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省傳輸時(shí)間，速度快：不需要字符同步措施 缺點(diǎn)：需要n條通信線路，成本較高1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸串行傳輸：將數(shù)字信號(hào)碼元序列以串行方式一個(gè)碼元接一個(gè)碼元地在一條信道上傳輸 優(yōu)點(diǎn)：只需一條通信信道，節(jié)省線路鋪設(shè)費(fèi)用 缺點(diǎn)：速度慢，需要外加碼組或字符同步措施1.通信技術(shù)基礎(chǔ)并行傳輸和串行傳輸1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信串行通信中，接收方和發(fā)送方應(yīng)使用相同的傳輸速率。但由于雙方使用的傳輸速率存在微小的誤差，會(huì)形成累積誤差而使發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)造成錯(cuò)位，使接收方收到錯(cuò)誤的信息。為了解決這一問題，需要使發(fā)送過程和接收過程同步。按同步的方式不同，串行通信分為異步通信和同步通信。異步通信的字符信息格式如圖，每發(fā)送1個(gè)字符（數(shù)據(jù)），由1位“起始位”開始，接著是7～8位“數(shù)據(jù)位”，然后是1位“奇偶校驗(yàn)位”（也可以沒有），最后是1～2位“停止位”。雙方對(duì)格式和傳輸速率約定相同。1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信接收方在收到停止位與起始位之間的下降沿時(shí)，將它作為接收的起點(diǎn)，在每一個(gè)時(shí)鐘脈沖（代表1位）的中間接收信息。由于接收的位數(shù)不多，即使雙方的時(shí)鐘頻率有微小的誤差，其累積誤差也不會(huì)過大而造成錯(cuò)位。數(shù)據(jù)位后的“奇偶校驗(yàn)位”用來檢測(cè)接收到的數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。奇偶校驗(yàn)分為“奇校驗(yàn)（Odd）”和“偶校驗(yàn)（Even）”，也可選擇“不校驗(yàn)（None）”。奇偶校驗(yàn)是指把發(fā)送方發(fā)送的每一個(gè)字符中數(shù)據(jù)位（包括校驗(yàn)位）中“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性與接收方接收到的每一個(gè)字符的奇偶性進(jìn)行比較，如一致表示正確，不一致即表示接收到的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤。1.通信技術(shù)基礎(chǔ)異步通信與同步通信2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)從底層到高層，分工合作2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)從底層到高層，分工合作2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是一種把整個(gè)工廠中各個(gè)生產(chǎn)流程和自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過各種通信設(shè)備組織為一個(gè)整體的一種通信網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中，可有各種不同結(jié)構(gòu)、遵守各種不同通信協(xié)議的通信系統(tǒng)存在，其中主要是工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場總線。工業(yè)以太網(wǎng)IndustrialEthernet——按IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)建立的開放的通信系統(tǒng)，用于傳輸大量數(shù)據(jù)，可與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)連接工業(yè)現(xiàn)場總線FieldBus——按現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)建立的開放的通信系統(tǒng)，用于現(xiàn)場控制和數(shù)據(jù)交換點(diǎn)到點(diǎn)通信——用于2個(gè)點(diǎn)之間的通信，如PLC與PLC、PLC與PC、PLC與人機(jī)接口、打印機(jī)、條碼掃描器、讀卡器等設(shè)備連接。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是一種把整個(gè)工廠中各個(gè)生2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)現(xiàn)場總線FieldBus串行通信接口：RS232C、RS422、RS485（1）RS-232C由美國EIC（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）于1969年公布的通信協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定采用負(fù)邏輯，用-15～-5V表示邏輯“1”，+5～+15V表示邏輯“0”。使用9針和25針DB型連接器。當(dāng)通信距離較近時(shí)通信雙方可直接連接。最簡單的情況，在通信中不需要控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)，只需要3根線（發(fā)送線、接收線、信號(hào)地）便可實(shí)現(xiàn)全雙工異步串行通信。廣泛地用于計(jì)算機(jī)與終端或外設(shè)之間的近距離通信。 2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)現(xiàn)場總線FieldBus廣泛地用于2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（1）RS-232CRS-232C采用共地傳送方式，容易引起共模干擾。RS-232C最大通信距離為15m，最高傳輸速率為19.2kbit/s，只能進(jìn)行一對(duì)一的通信。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（1）RS-232C2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（2）RS-422它采用平衡驅(qū)動(dòng)、差分接收電路(見圖)，共模信號(hào)可以互相抵消。它從根本上取消了信號(hào)地線，從而消除了由公共地線引入的干擾。平衡驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于2個(gè)單端驅(qū)動(dòng)器，其輸入信號(hào)相同，2個(gè)輸出信號(hào)互為反相信號(hào)。最大傳輸速率為10MBit/S（此時(shí)允許的最大通信距離為12m）。最大通信距離為1200m（此時(shí)的最大傳輸速率為100Kbit/s）。一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器可以連接10臺(tái)接收器。 用于計(jì)算機(jī)與終端或外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（2）RS-4222.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-422RS-422是全雙工操作，兩對(duì)平衡差分信號(hào)線分別用于發(fā)送和接收。數(shù)據(jù)通過4根導(dǎo)線傳送（4線操作）。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-4222.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-485RS485是RS-422A的變形，RS-485為半雙工，只有一對(duì)平衡差分信號(hào)線，不能同時(shí)發(fā)送和接收。使用RS-485通信接口和雙絞線可以組成串行通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)。為半雙工2線操作，一對(duì)平衡差分信號(hào)線不能同時(shí)發(fā)送和接收。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)（3）RS-4852.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議RS485，電氣物理接口規(guī)范；Modbus，應(yīng)用層協(xié)議，主要包括功能碼服務(wù)規(guī)定、請(qǐng)求/應(yīng)答事務(wù)處理規(guī)范2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議Modbus幀簡單協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）在PDU基礎(chǔ)上引入附加字段，應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（ADU）功能碼向服務(wù)器指示將執(zhí)行哪種操作2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議Modbus事務(wù)操作在同一時(shí)間，總線上只能有一個(gè)主站，和一個(gè)或多個(gè)從站，Modbus通信總是由主站發(fā)起，當(dāng)從站沒有收到來自主站的請(qǐng)求時(shí)，不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)，從站之間不能相互通信。2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)

功能碼（十六進(jìn)制）數(shù)據(jù)訪問比特訪問內(nèi)部比特或物理線圈讀線圈0101寫單個(gè)線圈0505寫多個(gè)線圈150F16比特訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器或物理輸出存儲(chǔ)器讀保持寄存器0303寫單個(gè)寄存器0606寫多個(gè)寄存器1610Modbus協(xié)議Modbus功能碼2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)

功能碼（十六進(jìn)制）數(shù)據(jù)訪問比特2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議Modbus請(qǐng)求訪問設(shè)備存儲(chǔ)器2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議在不同的物理鏈路上應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)Modbus協(xié)議在不同的物理鏈路上應(yīng)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)7.

應(yīng)用層與應(yīng)用程序接口，提供常用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)6.

表示層處理數(shù)據(jù)表示形式，加密和解密，把機(jī)器相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立于機(jī)器的數(shù)據(jù)5.

會(huì)話層建立、維護(hù)和管理應(yīng)用間會(huì)話(Session)段(Segments)或報(bào)文(Message)4.

傳輸層Reliabledeliveryofpacketsbetweenpointsonanetwork.控制數(shù)據(jù)流量，進(jìn)行調(diào)試及錯(cuò)誤處理，確?？煽客ㄐ琶浇閷影?Packet)/數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)3.

網(wǎng)絡(luò)層尋址、路由、傳輸數(shù)據(jù)報(bào)，通過網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)質(zhì)量、發(fā)送優(yōu)先權(quán)等來決定節(jié)點(diǎn)間的最佳通信路徑幀(Frame)2.

數(shù)據(jù)鏈路層管理物理層的位數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)受損、丟失甚至重復(fù)傳輸錯(cuò)誤等問題位(Bit)1.

物理層定義電子及物理設(shè)備規(guī)范，例如針腳、電壓、線纜等；控制信號(hào)的發(fā)送和接收OSI參考模型2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN總線一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，包括了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層可以多主方式工作，不分主從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（信息）可以分成不同的優(yōu)先級(jí)，滿足不同實(shí)時(shí)要求采用非破壞性仲裁總線結(jié)構(gòu)機(jī)制，解決兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息的問題節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN總線2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN幀StartofFrameIdentifier11bitsID10RTRIDEID0RB0DLC3DLC0ReservedBits4bitsDataLengthCodeCRC15bitsDelACKDel仲裁段12控制段6數(shù)據(jù)段8N(0￡N￡8)CRC段15AckField2EndofFrame70000111111111幀幀用途1.數(shù)據(jù)幀用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送信息到其他任一或所有節(jié)點(diǎn)2.遠(yuǎn)程幀用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)要求其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息3.錯(cuò)誤幀如果節(jié)點(diǎn)在接收過程中檢測(cè)到錯(cuò)誤，它就會(huì)發(fā)送一個(gè)錯(cuò)誤幀4.過載幀當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)正忙于處理接收的信息，可以通知其它節(jié)點(diǎn)暫緩發(fā)送報(bào)文5.幀間隔幀與幀之間的間隔2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)CAN幀StartofFrame2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)7.

應(yīng)用層與應(yīng)用程序接口，提供常用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)6.

表示層處理數(shù)據(jù)表示形式，加密和解密，把機(jī)器相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立于機(jī)器的數(shù)據(jù)5.

會(huì)話層建立、維護(hù)和管理應(yīng)用間會(huì)話(Session)段(Segments)或報(bào)文(Message)4.

傳輸層Reliabledeliveryofpacketsbetweenpointsonanetwork.控制數(shù)據(jù)流量，進(jìn)行調(diào)試及錯(cuò)誤處理，確?？煽客ㄐ琶浇閷影?Packet)/數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)3.

網(wǎng)絡(luò)層尋址、路由、傳輸數(shù)據(jù)報(bào)，通過網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、服務(wù)質(zhì)量、發(fā)送優(yōu)先權(quán)等來決定節(jié)點(diǎn)間的最佳通信路徑幀(Frame)2.

數(shù)據(jù)鏈路層管理物理層的位數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)受損、丟失甚至重復(fù)傳輸錯(cuò)誤等問題位(Bit)1.

物理層定義電子及物理設(shè)備規(guī)范，例如針腳、電壓、線纜等；控制信號(hào)的發(fā)送和接收OSI參考模型2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)數(shù)據(jù)單元層功能主機(jī)層數(shù)據(jù)(Data)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)通道，100ms

TCP/IP和UDP/IP參數(shù)和配置診斷數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)商數(shù)據(jù)通道實(shí)時(shí)通道RT，10ms高性能周期用戶數(shù)據(jù)傳輸事件驅(qū)動(dòng)消息/報(bào)警實(shí)時(shí)通道IRT，<1ms同步用戶數(shù)據(jù)傳輸抖動(dòng)誤差<1μsec實(shí)時(shí)性RTIRTReal-time

1Ethernet(以太網(wǎng))TCP/UDP

PROFINET應(yīng)用IT應(yīng)用舉例HTTPSNMPDHCP...標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)過程數(shù)據(jù)IP

23123PROFINET原理應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)通道，100ms

T2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)ModbusTCP原理應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)ModbusTCP原理2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)

EtherNet/IP原理Ethernet(IEEE802.3)應(yīng)用層CIP設(shè)備描述數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層EthernetCSMA/CD(IEEE802.3)InternetProtocolUDPTCPCIP協(xié)議封裝CIP報(bào)文路由，連接管理CIP數(shù)據(jù)管理服務(wù)顯式報(bào)文，IO報(bào)文CIP應(yīng)用層應(yīng)用對(duì)象庫電機(jī)閥門驅(qū)動(dòng)器控制器其他CIP以太網(wǎng)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet/IP2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)設(shè)備號(hào)，對(duì)象號(hào)，實(shí)例號(hào)，屬性號(hào)支架#1支架#2支架#3地址#4傳感器#5采煤機(jī)壓力#1左滾筒右滾筒牽引電流電流溫度CIP對(duì)象模型2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)設(shè)備號(hào)，對(duì)象號(hào)，實(shí)例號(hào)，屬性號(hào)支架#2.工業(yè)自動(dòng)化通信技術(shù)幾種工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)比較協(xié)議EtherNet/IPPROFINETModbus

TCP性能實(shí)時(shí)性較好，適用于實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)性好，適用于實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)性差，不適用于實(shí)時(shí)控制兼容性基于以太網(wǎng)需要專用路由器基于以太網(wǎng)大范圍組網(wǎng)能力有有無技術(shù)實(shí)施難度設(shè)備接口需要改造、開發(fā)難度高設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)均需要改造、開發(fā)難度高簡單、無需改造可用資源芯片、模塊、網(wǎng)關(guān)、協(xié)議棧支持芯片、模塊、網(wǎng)關(guān)、協(xié)議棧支持所有設(shè)備均具有該接口通訊模式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播、雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播、雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、查詢-響應(yīng)組織ODAV組織、Rockwell、施耐德PROFIBUS組織、西門子ODVA組織、廣泛支持2.工業(yè)