1958 化工大 工业以太网控制系统 第五章
工业以太网控制系统 第五章
工业以太网技术 工业以大 一、工业以太网简介 二、以太网的物理连接与帧结构 三、TCP八P协议组 四、儿种典型的工业以太网
工业以太网 一、工业以太网简介 二、以太网的物理连接与帧结构 三、TCP/IP协议组 四、几种典型的工业以太网 工业以太网技术
工业以太网技术 工业以大 本节思考题 一、 简述工业以太网的特色技术。 二、 工业以太网通信非确定性的缓解措施有哪 几种？ 三、简述TCP小P和UDP小P的区别以及宅们在工 业以太网通信中的作用。 四、举出几种实时以太网的通信参考模型
工业以太网 本节思考题 工业以太网技术 一、简述工业以太网的特色技术。 二、工业以太网通信非确定性的缓解措施有哪 几种？ 三、简述TCP/IP和UDP/IP的区别以及它们在工 业以太网通信中的作用。 四、举出几种实时以太网的通信参考模型
工业以太网技术 业以太 1.工业以太网简介 一、工业以太网与以太网 三、 工业以太网的特色技术 三、通信非确定性的缓解措施
工业以太网 1. 工业以太网简介 工业以太网技术 一、工业以太网与以太网 二、工业以太网的特色技术 三、通信非确定性的缓解措施
工业以太网技术 工业以大 1.工业以太网简介 一、工业以太网与以太网 工业以太网源于以太网而又不同于普通以太网。 ●互联网及普通计算机网络采用的以太网技术原本并不适应控制 网络和工业环境的应用需要，通过对普通以太网技术进行通信实 时性改进，工业应用环境应用性的改造，并添加了一些控制应用 功能后，形成工业以太网技术主体。 ●工业以太网要在继承和部分继承以太网原有核心技术的基础 上，应对适应工业环境性、通信实时性、时问发布、各节点间的 时间同步、网络的功能安全与信息安全等问题，提出相应的解决 方亲，并添如控制应用功能，还要针对某些特殊的工业应用场合 提出的网络供电，本安防爆等要求给出解决方亲
工业以太网 1. 工业以太网简介 工业以太网技术 一、工业以太网与以太网 工业以太网源于以太网而又不同于普通以太网。 ● 互联网及普通计算机网络采用的以太网技术原本并不适应控制 网络和工业环境的应用需要，通过对普通以太网技术进行通信实 时性改进，工业应用环境应用性的改造，并添加了一些控制应用 功能后，形成工业以太网技术主体。 ● 工业以太网要在继承和部分继承以太网原有核心技术的基础 上，应对适应工业环境性、通信实时性、时间发布、各节点间的 时间同步、网络的功能安全与信息安全等问题，提出相应的解决 方案，并添加控制应用功能，还要针对某些特殊的工业应用场合 提出的网络供电、本安防爆等要求给出解决方案
工业以太网技术 1.工业以太网简介 一、工业以太网与以太网 ●以太网和互联网原有的核心技术是工业以太网的重要基础，而对 以太网实行环境适应性、通信实时性等相关改造、扩展的部分，成 为工业以太网的特色技术。 ●目前工业以太网的代表技术有：F℉中高速网段HSE, PROFIBUS的上层网段PROFINET,EtherNet/P和Modbus/TCP。 ●在控制器、PLC测量变送器、执行器、/O卡等设备中嵌入以太 网通信接口，嵌入TCPP协议，嵌入Veb Server便可形成支持以太 网、TCPP协议和Web服务器的Internet:现场节点。借助E等通用 的网络浏览器实现对生产现场的监视与控制，进而实现远程监控， 也是工业以太网的一个有效解决方素
工业以太网 1. 工业以太网简介 工业以太网技术 一、工业以太网与以太网 ● 以太网和互联网原有的核心技术是工业以太网的重要基础，而对 以太网实行环境适应性、通信实时性等相关改造、扩展的部分，成 为工业以太网的特色技术。 ● 目前工业以太网的代表技术有：FF中高速网段HSE， PROFIBUS的上层网段PROFINET， EtherNet/IP 和Modbus/TCP 。 ● 在控制器、PLC测量变送器、执行器、I/O卡等设备中嵌入以太 网通信接口，嵌入TCP/IP协议，嵌入Web Server便可形成支持以太 网、TCP/IP协议和Web服务器的Internet现场节点。借助IE等通用 的网络浏览器实现对生产现场的监视与控制，进而实现远程监控， 也是工业以太网的一个有效解决方案
工业以太网技术 工业以大网 1.工业以太网简介 、工业以太网与以太网 0s1参考模型 以太网的物理层与数据链路层 应用层 应用协议 采用IEDD802.3的规范，网络层和6 表示层 传输层采用TCPP协议组，应用5 会话层 层采用简单邮件传送协议SMTP、 4 传输层 TCP/UDP 简单网络管理协议SNMP、城名服 3 务DNS、文件传输协议FTP、超文 网络层 IP 本链接HTTP等应用协议。这些是2 数据链路层 以太网MAC 以太网已有的核心和生命力所在。1 物理层 以太网物理层
工业以太网 1. 工业以太网简介 工业以太网技术 一、工业以太网与以太网 以太网的物理层与数据链路层 采用IEEE802.3的规范，网络层和 传输层采用TCP/IP协议组，应用 层采用简单邮件传送协议SMTP、 简单网络管理协议SNMP、域名服 务DNS、文件传输协议FTP、超文 本链接HTTP等应用协议。这些是 以太网已有的核心和生命力所在。 7 6 5 4 3 2 1 应用层 以太网 表示层 会话层 传输层 物理层 数据链路层 网络层 OSI参考模型 应用协议 以太网物理层 IP 以太网MAC TCP/UDP
工业以太网技术 1.工业以太网简介 二、工业以太网的特色技术 (1)应对环境适应性的特色技术 工业以太网应对环境适应性的改造措施，很重要的一方面是打造工业级产品。 针对工业应用环境需要、具有相应防护等级的产品称之为工业级的产品，防 护级工业产品是工业以太网特色技术之一，这也是工业级产品在设计之初要 注重材质、元器件工作湿度范圆的选择。 (2)应对通信非确定性的缓解措施 善通以太网采用载波蓝听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的#体访门控制方式 这种平等竟争的非确定性网络，不能满足控制条统对通信实性、确定性的 要求，被认为不适合用于底层工业控制，这是以太网进入控制网络领城在技 术上的景大障碍
工业以太网 1. 工业以太网简介 工业以太网技术 二、工业以太网的特色技术 (1) 应对环境适应性的特色技术 工业以太网应对环境适应性的改造措施，很重要的一方面是打造工业级产品。 针对工业应用环境需要、具有相应防护等级的产品称之为工业级的产品，防 护级工业产品是工业以太网特色技术之一，这也是工业级产品在设计之初要 注重材质、元器件工作温度范围的选择。 (2) 应对通信非确定性的缓解措施 普通以太网采用载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的媒体访问控制方式， 这种平等竞争的非确定性网络，不能满足控制系统对通信实时性、确定性的 要求，被认为不适合用于底层工业控制，这是以太网进入控制网络领域在技 术上的最大障碍
工业以太网技术 工业以大 1.工业以太网简介 二、工业以太网的特色技术 (③)实时以太网 实时以太网是在应对工业控制中通信实时性、确定性从而提出的根本解决 方素，自然属于工业以太网的特色和核心技术。站在控制网络的角度看， 工作在现场控制层的实时以太网，实际上属于现场总线的一个新奏型。 EtherNet/IP,PROFINET,P-Net,Interbus,VNET/IP,TCnet,EtherCAT, EtherNet Powerlink,EPA (Ethernet for Process Automation),Modbus- RTPS,SERCOSⅢ。 (④)网络供电 网络传输介质在用于传输数字信号的同时，还为网络节点设备传递工作电源，被称 之为网络供电。 工业以太网目前有两种供电方式，一种利用5类双绞线现有的信号接收与发送两 线缆；另外一种采用5类线缆中空闲线对网络节点供电
工业以太网 1. 工业以太网简介 工业以太网技术 二、工业以太网的特色技术 (3) 实时以太网 实时以太网是在应对工业控制中通信实时性、确定性从而提出的根本解决 方案，自然属于工业以太网的特色和核心技术。站在控制网络的角度看， 工作在现场控制层的实时以太网，实际上属于现场总线的一个新类型。 EtherNet/IP， PROFINET, P-Net, Interbus, VNET/IP, TCnet, EtherCAT, EtherNet Powerlink, EPA（Ethernet for Process Automation）,ModbusRTPS, SERCOS-Ⅲ。 (4) 网络供电 网络传输介质在用于传输数字信号的同时，还为网络节点设备传递工作电源，被称 之为网络供电。 工业以太网目前有两种供电方式，一种利用5类双绞线现有的信号接收与发送两对 线缆；另外一种采用5类线缆中空闲线对网络节点供电
工业以太网技术 1.工业以太网简介 二、工业以太网的特色技术 (⑤本质安全 本质安全是指将送往易燃易爆危险场合的能量，控制在引起火 花所需能量的限度之内，从根本上防止在危险场合产生火花而 使系统安全得到保障。 目前以太网收发器的功耗较高，设计低功耗以太网设备还存在 一些唯点，真正特合本质安全要求的工业以太网还有待进一步 努力。对应用于危险场合的工业以太网交换机等，目前一般采 取隔爆型作为防爆措施。 工业以太网的持色技术还有许多，如应用层的控制应用协议，控制 功能块，控制网络的时间发布与管理，都是以太网、互联网中原先 不曾涉及的技术
工业以太网 1. 工业以太网简介 工业以太网技术 二、工业以太网的特色技术 (5) 本质安全 本质安全是指将送往易燃易爆危险场合的能量，控制在引起火 花所需能量的限度之内，从根本上防止在危险场合产生火花而 使系统安全得到保障。 目前以太网收发器的功耗较高，设计低功耗以太网设备还存在 一些难点，真正符合本质安全要求的工业以太网还有待进一步 努力。对应用于危险场合的工业以太网交换机等，目前一般采 取隔爆型作为防爆措施。 工业以太网的特色技术还有许多，如应用层的控制应用协议，控制 功能块，控制网络的时间发布与管理，都是以太网、互联网中原先 不曾涉及的技术