第2章工业网络与通信基础知识

1、现场总线技术 本章内容 2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2logbitbaudRRM2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础1001011数据时钟曼彻斯特码2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信

2、基础2.1 工业网络通信基础工业网络通信基础2k2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.2 工业网络物理结构工业网络物理结构2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统

3、互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型 概述: 实现在物理媒体上透明地传送原始比特流。定义了激活、维护和关闭终端用户之间机械的、电气的、功能和规程特性。基本功能:，规定所使用的导线类型、连接器接口类型和型号等，实现在物理介质上传输原始的比特流数据，而不管数据的类型和结构如何。 机械特性：接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列方式、固定和锁定方式等。 电气特性：信号线的连接方式、发送器和接收器的电气参数（包括阻抗、信号电平、传输速率和距离限制等）以及互联电缆的有关

4、技术规定。 功能特性：物理接口各信号线的用途，即说明某条线上出现的某一电平表示何种意义。 规程特性：使用信号线实现比特流传输过程中，在建立、维持和释放物理信道时通信双方在各电路上的动作序列，即信号时序的应答关系和操作过程。2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型 概述：在物理线路上提供可靠的数据传输，使之对网络层呈现为一条无错的线路。有的系统（比如现场总线控制系统）中数据链路层又分为：媒体访问控制子层（媒体访问控制子层（MAC）和逻辑链）和逻辑链路控制子层（路控制子层（LLC）。 媒体访问控制子层：负责解决共享信道的媒体访问控制，实现对共享信道的“交通”管理，并检测传输线路的异常情况。 逻辑链

5、路控制子层：完成通常意义下的数据链路层功能，在节点间对帧的发送、接收进行控制，同时检测传输错误。基本功能：由于外界噪声和干扰等原因，传输比特流时可能发生差错，数据链路层就是通过校验、确认和反馈重发等手段改正差错，该层将比特流组合成帧（frame），在一个帧中，包含有地址、控制域、数据域和校验码。总之，其功能包括：成帧、纠错和流量控制。2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型 概述：在源端与目的端之间建立、维护、终止网络的连接。基本功能：解决多条链路组成通路的数据传输问题，为网络内的终端提供通路，完成路由和分组。按照一定的算法进行路由选择，包括路径选择、网络流量控制、网络连接等。在网络层，数据的

6、传送单位是报文或报文分组。 概述：为源端主机到目的端主机提供可靠的数据传输服务；屏蔽各类通信子网的差异，使上层不受通信子网技术变化的影响。基本功能：中间层，核心。传输层以上各层：面向应用；以下各层：面向传输。传输层位于资源子网和通信子网的交界处，起着承上启下的作用。为高层从源端机到目的机提供可靠的数据传输服务。完成端到端的差错纠正和流量控制，并实现两个终端系统之间传送的分组数据无丢失、无重复、无差错、分组顺序正确。2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型概述：会话就是为完成一项任务而进行的一系列相关的信息交换。会话层用于建立、管理和中止不同机器上的应用程序之间的会话。基本功能：会话层以下各层是

7、面向通信的，以上各层是面向应用的，其基本任务包括会话连接管理和会话数据交换两大部分。在传输层基础上增加一些协调对话的功能。如它可以给大量传送的数据打上标记，网络故障时，仅需从最近的同步点重新传送不需从头开始。 概述：表示层以下五层关心的是可靠的数据传输，而表示层关心的是所传输的数据信息的语法和语义。处理被传送数据的表示问题，即信息的语法。如有必要，使用一种通用的数据表示格式在多种数据表示格式之间进行转换。基本功能：为保证数据传输后意义不变，对源端机的数据进行编码，形成适合传输的比特流；到了目的机进行解码，转换成用户要求的格式。2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型 概述：应用层为用户的应用程

8、序提供网络通信服务，识别并证实目的通信方的可用性，使协同工作的应用程序之间进行同步，判断是否为通信过程申请了足够的资源。基本功能：用户与底层协议之间的接口，为用户提供应用服务，例如E-mail、WWW、FTP。应用层的功能和内容取决于用户的需要，可自行决定完成什么样的功能和使用什么协议。2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型 OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元(PDU,Protocol Data Unit)。2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型 1）现场总线通信协议的基本要求通信介质的多样性：支持多种通信介质，以满足不同场合与环境的要求。信息传递的实时性、确定性和完整性：信息交换准确、及时、快速，且对象明确。这是工业通信与民用通信最大的区别。可靠性：应具备各种抗干扰能力和完善的自诊断及纠错能力。互操作性：不同厂商制造的总线设备可在同一个总线系统中相互通信和操作。开放性：基本符合OSI参考模型，形成一个开放的系统。 2）制定原则 开放性的标准：参考OSI模型2.3 开放系统互联模型开放系统互联模型3）各层的主要功能：