工业控制网络与组态技术 课件 项目一 认识工业控制网络

项目一认识工业控制网络主讲教师：主要内容1.1项目要求及学习目标1.2相关理论知识1.3实验要求及步骤1.1项目要求及学习目标1、了解工业控制网络的发展过程2、理解工业控制网络的定义及特点3、理解传统控制网络——现场总线4、理解现代控制网络——工业以太网1.2、相关理论知识

工业控制网络的定义：

工业控制网络是计算机网络、通信技术与自动控制技术结合的产物，是随着科学技术的发展和企业对自动控制需求的不断提高、不断发展而发展的，是自动控制领域的局域网。1.2.1、工业控制网络的发展过程

工业控制网络是随着科学技术的进步而产生、发展的。纵观控制系统的发展过程，大致可以分为如下几个阶段：

一、模拟仪表控制系统

在20世纪50年代以前，工业生产规模比较小，控制系统简单，仪表本身也处于初级阶段，所以只能采用仅具备简单测控功能的基地式气动仪表实现各种控制功能。1.2.1、工业控制网络的发展过程图1-1模拟仪表控制系统结构桯图特点：1、全部是模拟信号；2、集中显示在仪表盘3、缺点是信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，计算速度和精度都难以保证，信号传输的抗干扰能力也很差，传输距离也很有限。1.2.1、工业控制网络的发展过程

二、计算机控制系统20世纪60年代，采用计算机来代替模拟仪表完成控制功能。特点：1、使用数字技术；2、延长了通信距离；3、提高自动控制的可靠性。4、缺点是中心计算机并不可靠，一旦出现故障，就会导致整个系统瘫痪。1.2.1、工业控制网络的发展过程

图1-2计算机控制系统结构框图1.2.1、工业控制网络的发展过程

三、集散控制系统

随着计算机技术的发展、大规模集成电路和微处理器技术的问世、以及计算机的可靠性不断提高，由可编程控制器(PLC)及多个计算机构成的集散控制系统应运而生。特点：1、采用了工业控制网络技术；2、扩大了系统的规模，提高了智能化程度；3、缺点：现场仪表仍然是模拟信号，且各厂商的产品自成系统，难以实现不同系统间的互操作。1.2.1、工业控制网络的发展过程

图1-3集散控制系统结构框图1.2.1、工业控制网络的发展过程

四、现场总线控制系统

现场总线控制系统是在计算机和网络技术的飞速发展下而迅猛发展起来的。

特点：1、现场设备多点共享总线；2、节约了连线，大大地降低了布线成本；3、实现了通信链路的多点之间的信息传输，提高了通信的可靠性。4、缺点：现场总线的国际标准一直未能统一，远未达到真正实现开放性。1.2.1、工业控制网络的发展过程

图1-4现场总线控制系统结构框图1.2.1、工业控制网络的发展过程

五、工业以太网

工业以太网是以太网技术向工业控制领域渗透催生的产物。

特点：1、基于成熟的以太网技术和TCP/IP技术；2、形成了被广泛接受的应用层协议；4、具有较高的实时性能和传输能力。1.2.2、工业控制网络的定义及特点

工业控制网络是计算机网络、通信技术与自动控制技术结合的产物，是随着科学技术的发展和企业对自动控制需求的不断提高、不断发展而发展的，是自动控制领域的局域网。1.2.2、工业控制网络的定义及特点

工业控制网络是一类特殊的网络，它与传统的信息网络有如下主要区别：1、应用场合2、网络节点3、任务处理4、实时性5、网络监控和维护1.2.3、传统工业控制网——现场总线

现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。

1.2.3、传统工业控制网——现场总线

常用现场总线：1、基金会现场总线（FF）2、PROFIBUS3、Modbus4、CAN总线5、LonWorks1.2.4、现代工业控制网络——工业以太网

工业以太网是应用于工业自动化领域的以太网技术,它是在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的一种工业控制网络。以太网进入工业自动化领域的直接原因是现场总线多种标准并存，异种网络通信困难。1.2.5、工业控制网络发展趋势1、提高通信的实时性2、提高通信可靠性3、提高通信安全性4、多现场总线集成5、无线网络提供新的应用可能1.3、

实验要求及步骤1、实验要求

⑴

理解工业控制的发展的过程。

⑵

理解现场总线的优