項目一認識工業控制網絡主講教師：主要內容1.1項目要求及學習目標1.2相關理論知識1.3實驗要求及步驟1.1項目要求及學習目標1、了解工業控制網絡的發展過程2、理解工業控制網絡的定義及特點3、理解傳統控制網絡——現場總線4、理解現代控制網絡——工業以太網1.2、相關理論知識

工業控制網絡的定義：

工業控制網絡是計算機網絡、通信技術與自動控制技術結合的產物，是隨著科學技術的發展和企業對自動控制需求的不斷提高、不斷發展而發展的，是自動控制領域的局域網。1.2.1、工業控制網絡的發展過程

工業控制網絡是隨著科學技術的進步而產生、發展的。縱觀控制系統的發展過程，大致可以分為如下幾個階段：

一、模擬儀表控制系統

在20世紀50年代以前，工業生產規模比較小，控制系統簡單，儀表本身也處于初級階段，所以只能采用僅具備簡單測控功能的基地式氣動儀表實現各種控制功能。1.2.1、工業控制網絡的發展過程圖1-1模擬儀表控制系統結構桯圖特點：1、全部是模擬信號；2、集中顯示在儀表盤3、缺點是信號的傳遞需要一對一的物理連接，信號變化緩慢，計算速度和精度都難以保證，信號傳輸的抗干擾能力也很差，傳輸距離也很有限。1.2.1、工業控制網絡的發展過程

二、計算機控制系統20世紀60年代，采用計算機來代替模擬儀表完成控制功能。特點：1、使用數字技術；2、延長了通信距離；3、提高自動控制的可靠性。4、缺點是中心計算機并不可靠，一旦出現故障，就會導致整個系統癱瘓。1.2.1、工業控制網絡的發展過程

圖1-2計算機控制系統結構框圖1.2.1、工業控制網絡的發展過程

三、集散控制系統

隨著計算機技術的發展、大規模集成電路和微處理器技術的問世、以及計算機的可靠性不斷提高，由可編程控制器(PLC)及多個計算機構成的集散控制系統應運而生。特點：1、采用了工業控制網絡技術；2、擴大了系統的規模，提高了智能化程度；3、缺點：現場儀表仍然是模擬信號，且各廠商的產品自成系統，難以實現不同系統間的互操作。1.2.1、工業控制網絡的發展過程

圖1-3集散控制系統結構框圖1.2.1、工業控制網絡的發展過程

四、現場總線控制系統

現場總線控制系統是在計算機和網絡技術的飛速發展下而迅猛發展起來的。

特點：1、現場設備多點共享總線；2、節約了連線，大大地降低了布線成本；3、實現了通信鏈路的多點之間的信息傳輸，提高了通信的可靠性。4、缺點：現場總線的國際標準一直未能統一，遠未達到真正實現開放性。1.2.1、工業控制網絡的發展過程

圖1-4現場總線控制系統結構框圖1.2.1、工業控制網絡的發展過程

五、工業以太網

工業以太網是以太網技術向工業控制領域滲透催生的產物。

特點：1、基于成熟的以太網技術和TCP/IP技術；2、形成了被廣泛接受的應用層協議；4、具有較高的實時性能和傳輸能力。1.2.2、工業控制網絡的定義及特點

工業控制網絡是計算機網絡、通信技術與自動控制技術結合的產物，是隨著科學技術的發展和企業對自動控制需求的不斷提高、不斷發展而發展的，是自動控制領域的局域網。1.2.2、工業控制網絡的定義及特點

工業控制網絡是一類特殊的網絡，它與傳統的信息網絡有如下主要區別：1、應用場合2、網絡節點3、任務處理4、實時性5、網絡監控和維護1.2.3、傳統工業控制網——現場總線

現場總線是指安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間數字式、串行、多點通信的數據總線。

1.2.3、傳統工業控制網——現場總線

常用現場總線：1、基金會現場總線（FF）2、PROFIBUS3、Modbus4、CAN總線5、LonWorks1.2.4、現代工業控制網絡——工業以太網

工業以太網是應用于工業自動化領域的以太網技術,它是在以太網技術和TCP/IP技術的基礎上發展起來的一種工業控制網絡。以太網進入工業自動化領域的直接原因是現場總線多種標準并存，異種網絡通信困難。1.2.5、工業控制網絡發展趨勢1、提高通信的實時性2、提高通信可靠性3、提高通信安全性4、多現場總線集成5、無線網絡提供新的應用可能1.3、

實驗要求及步驟1、實驗要求

⑴

理解工業控制的發展的過程。

⑵

理解現場總線的優