工业控制网络与组态技术 课件 项目二 工业控制网络的体系结构

项目二、工业控制网络的体系结构主讲教师：主要内容2.1项目要求及学习目标2.2相关理论知识2.3实验要求及步骤2.1项目要求及学习目标1、了解工业控制网络通信的基本知识。2、掌握工业控制网络的结构与控制方法。3、了解控制网络的通信协议。2.2.1工业控制网络通信知识1、数据通信

数据通信是指依据通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据。一般情况下所说的数据通信是指计算机技术与通信技术相结合的通信方式。工业控制网络中的现场设备大多采用微型计算机，因此工业控制网络属于一种特殊类型的计算机网络。

数据通信系统一般由信息源与信宿、发送设备、接收设备和传输介质几部分组成。2.2.1工业控制网络通信知识

2、数据传输方式

数据传输方式是指数据在信道上传送所采取的方式。如按数据代码传输的顺序可以分为并行传输和串行传输；如按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输；如按数据传输的流向和时间关系可分为单工、半双工和全双工数据传输。2.2.1工业控制网络通信知识3、数据通信系统的性能指标

数据通信系统的目的是传递信息，衡量一个数据通信系统好坏的性能指标主要有误码率、数据传输速率和协议效率。4、数据编码技术

数据编码技术包括信源编码和信号编码。在数据通信系统的信息源中将原始的信息转换成用代码表示的数据的过程称为信源编码，如BCD码、ASCII码、汉字区位码等。信号编码又叫信道编码，是将数据由信源编码变换到某种适合于信道传输的信号形式的过程。2.2.1工业控制网络通信知识5、传输差错控制

在数据通信过程中，信宿接收到的数据可能与信息源发送的数据不一致，这一现象就是传输差错。差错的产生是不可避免的，差错控制就是要在数据通信过程中发现并纠正差错，将差错控制在尽可能小的范围内，保证数据通信的正常进行。2.2.2工业控制网络的组成与体系结构1、工业控制网络的硬件构成

工业控制网络的硬件包括总线电缆和总线设备。

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总线电缆：又称为通信线、通信介质(媒体/媒介/介体)。网络中常用的传输介质包括有线介质（有双绞线、同轴电缆和光纤）和无线介质。

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总线设备：指连接在通信线上的设备，亦称为总线装置、节点(主节点从节点)、站。主要包括网络接口卡、中继器、集线器桥、交换机、路由器和网关。2.2.2工业控制网络的组成与体系结构2、工业控制网络的软件

工业控制网络的软件分为系统平台软件和系统应用软件。

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系统平台软件

系统平台软件是系统构建、运行以及为系统应用软件编程而提供环境、条件或工具的基础软件。包括组态工具软件、组态通信软件、监控组态软件和设备编程软件。2.2.2工业控制网络的组成与体系结构2、工业控制网络的软件

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系统应用软件

系统应用软件是为实现系统以及设备的各种功能而编写的软件，包括系统用户程序软件、设备接口通信软件和设备功能软件。2.2.2工业控制网络的组成与体系结构3、网络的拓扑结构

网络拓扑结构是指用数据传输介质将各种设备连接在一起的物理布局。网络中的计算机等设备要实现互联，就需要以一定的结构方式进行连接，这种连接方式就叫做“拓扑结构”。

常见的网络拓扑结构主要有：星形结构、总线型结构、环形结构、树形结构。2.2.2工业控制网络的组成与体系结构4、网络传输介质的访问控制方式

在总线型和环型拓扑中，设备必须共享网络传输介质。为解决在同一时间有几个设备同时争用传输介质，需有某种介质访问控制方式，以便协调各设备访问介质的顺序。

通信中对介质的访问可以是随机的，即各个节点可在任何时刻、任意地点访问介质；也可以是受控的，即各个节点可用一定的算法调整各站访问介质的顺序和时间。在随机访问方式中，常用的争用总线技术为载波监听多路访问/冲突检测；在控制访问方式中则常用令牌环、令牌总线、时分复用、轮询等方式。2.2.2工业控制网络的组成与体系结构4、网络传输介质的访问控制方式

在总线型和环型拓扑中，设备必须共享网络传输介质。为解决在同一时间有几个设备同时争用传输介质，需有某种介质访问控制方式，以便协调各设备访问介质的顺序。

通信中对介质的访问可以是随机的，即各个节点可在任何时刻、任意地点访问介质；也可以是受控的，即各个节点可用一定的算法调整各站访问介质的顺序和时间。在随机访问方式中，常用的争用总线技术为载波监听多路访问/冲突检测；在控制访问方式中则常用令牌环、令牌总线、时分复用、轮询等方式。2.3实验要求及步骤1、实验要求

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了解数字通信的基本知识。

⑵

理解工业控制网的构成及各种体系结构。

⑶

理