【正文】 糾錯 (4) ? (2) 循環(huán)冗余校驗 CRC(Cyclic Redundancy Check) 圖 CRC校驗示意圖 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 79 .2數(shù)據(jù)通信中的檢錯與糾錯 (5) ? 循環(huán)冗余校驗的檢驗?zāi)芰εc生成多項式有關(guān)。 ? 目前人們已經(jīng)設(shè)計了許多生成多項式，下面三個多項式已成為國際標(biāo)準(zhǔn)： – CRC12： G(x)=x12+x11+x3+x2+x+1 – CRC16： G(x)=x16+x15+x2+1 – CRCCITT： G(x)=x16+x12+x5+1 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 80 .2數(shù)據(jù)通信中的檢錯與糾錯 (6) ? （ 3） 恒比碼 ? 恒比碼 – 通訊時不是原碼傳送 ， 而是對待發(fā)送的數(shù)據(jù)進行編碼 ， 使編碼后的每一個字節(jié) （ 或每一碼組 ） 中 ，“ 1”和 “ 0”的個數(shù)之比保持恒定 ? 檢測能力 – 當(dāng)碼組中任何位置上出現(xiàn)奇數(shù)個差錯時 ， 因為破壞了 1和 0的恒比關(guān)系 ， 所以能被檢測出來 – 比一般的奇偶校驗有較強的檢錯能力 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 81 .2數(shù)據(jù)通信中的檢錯與糾錯 (7) ? 2． 糾錯方式 – 重發(fā)糾錯方式 ? 發(fā)送端發(fā)送能夠檢錯的信息碼（如奇偶校驗碼），接收端根據(jù)該碼的編碼規(guī)則，判斷傳輸中有無錯誤，并把判斷結(jié)果反饋給發(fā)送端。如果傳輸錯，則再次發(fā)送，直到接收端認為正確為止。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 82 .2數(shù)據(jù)通信中的檢錯與糾錯 (8) – 自動糾錯方式 ? 發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯的信息碼，而不僅僅是檢錯的信息碼。 ? 接收端收到該碼后，通過譯碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯誤，而且能自動地糾正傳輸中的錯誤。 ? 但是，糾錯位數(shù)有限，如果為了糾正比較多的錯誤，則要求附加的冗余碼比基本信息碼多，因而傳輸效率低，譯碼設(shè)備也比較復(fù)雜。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 83 .2數(shù)據(jù)通信中的檢錯與糾錯 (9) – 混合糾錯方式 ? 發(fā)送端發(fā)送的信息碼不僅能發(fā)現(xiàn)錯誤，而且還具有一定的糾錯能力。 ? 接收端收到該碼后，如果錯誤位數(shù)在糾錯能力以內(nèi)，則自動地進行糾錯；如果錯誤多，超出了糾錯能力，則接收端要求發(fā)送端重發(fā)，直到正確為止。 84 計算機控制技術(shù) 2022/2/17 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) Unit 3 工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡(luò)與通信 Computer Network and Data Communication of Industry Control 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 85 本節(jié)主要內(nèi)容 ? 現(xiàn)場總線技術(shù) ? 工業(yè)以太網(wǎng) ? 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 86 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與通信 ? 在功能上，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可分為： – 信息網(wǎng) ? 位于工業(yè)網(wǎng)的上層，是企業(yè)數(shù)據(jù)共享和傳輸?shù)妮d體 ? 主要采用以太網(wǎng)技術(shù)； – 控制網(wǎng) ? 位于工業(yè)網(wǎng)的下層，與信息網(wǎng)緊密地集成在一起，具有獨立性和完整性 ? 主要采用現(xiàn)場總線。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 87 現(xiàn)場總線（ 1） ? 現(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場 ， 在微機化測量控制設(shè)備間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點的數(shù)字通訊系統(tǒng) ，又稱為開放式 、 數(shù)字化 、 多點通訊的低層控制網(wǎng)絡(luò) ， 被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng) 。 ? 它把各個分散的測量控制設(shè)備轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 ，以現(xiàn)場總線為紐帶 ， 連接成為可以互相通信 、溝通信息 、 共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng) 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 88 現(xiàn)場總線（ 2） ? 現(xiàn)場總線的特征： – 現(xiàn)場設(shè)備已成為以微處理器為核心的數(shù)字化設(shè)備，彼此通過傳輸媒體（雙絞線、同軸電纜或光纖）以總線拓撲相連 。 – 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信采用基帶傳輸（即數(shù)字信號傳輸），數(shù)據(jù)傳輸速率高（為 Mbit/s 或 10Mbit/s 級），實時性好，抗干擾能力強； – 廢棄了集散控制系統(tǒng)（ DCS）中的 I/O 控制站，將這一級功能分配給通信網(wǎng)絡(luò)完成 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 89 現(xiàn)場總線（ 3） ? 現(xiàn)場總線的特征： – 分散的功能模塊，便于系統(tǒng)維護、管理與擴展，提高可靠性 。 – 開放式互連結(jié)構(gòu)，既可與同層網(wǎng)絡(luò)相連，也可通過網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備與控制級網(wǎng)絡(luò)或管理信息級網(wǎng)絡(luò)相連。 – 互操作性，在遵守同一通信協(xié)議的前提下，可將不同廠家的現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)品統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的網(wǎng)絡(luò) 。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 90 現(xiàn)場總線（ 4） ? 現(xiàn)行的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)： – 基金會現(xiàn)場總線 FF(Foundation Fieldbus)； – Control Net； – Profibus； – PNet； – FF(Foundation Fieldbus)高速以太網(wǎng) HSE； – SwiftNet； – WorldFIP； – InterbusS。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 91 工業(yè)以太網(wǎng)（ 1） ? ： – 以太網(wǎng) ( Ether) 由于其應(yīng)用的廣泛性和技術(shù)的先進性，已逐漸壟斷了商用計算機的通訊領(lǐng)域和過程控制領(lǐng)域中上層的信息管理與通信，并且有進一步直接應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場的趨勢。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 92 工業(yè)以太網(wǎng)（ 2） ? 與現(xiàn)場總線相比，以太網(wǎng)具有以下優(yōu)點 : – 應(yīng)用廣泛 – 成本低廉 – 通信速率高 – 軟硬件資源豐富 – 可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ? 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 93 工業(yè)以太網(wǎng)（ 3） ? – 通信實時性 – 總線供電 – 互操作性 – 網(wǎng)絡(luò)生存性 – 網(wǎng)絡(luò)安全性 – 本質(zhì)安全與安全防爆技術(shù) – 遠距離傳輸 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 94 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀（ 1） ? 現(xiàn)場總線實時性好、穩(wěn)定性高、可靠性高、技術(shù)成熟，但有也存在著總線標(biāo)準(zhǔn)多，不同總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備之間互連困難，現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)傳送速度比以太網(wǎng)慢等不足之處。 ? 工業(yè)以太網(wǎng)傳送速度快、不存在現(xiàn)場總線的多種標(biāo)準(zhǔn)的問題，但在實時性、可靠性、安全性等方面還沒有得到很好的解決，很多技術(shù)還有待成熟。目前，工業(yè)以太網(wǎng)用于現(xiàn)場設(shè)備控制還沒有得到廣泛的應(yīng)用，但是一種發(fā)展趨勢。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 95 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀（ 2） ? 目前，一般采用以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線相結(jié)合來構(gòu)成一個企業(yè)的信息化網(wǎng)絡(luò)。 ? 可分為三個層次，從下到上依次為現(xiàn)場設(shè)備層、過程監(jiān)控層和信息管理層。 – 信息管理層 ? 企業(yè)信息管理網(wǎng)絡(luò)位于最上層 ， 它主要用于企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度 、 計劃 、 銷售 、 庫存 、 財務(wù) 、 人事以及企業(yè)的經(jīng)營管理等方面信息的傳輸 。 ? 主要由快速以太網(wǎng) (100M、 1000M、 10G等 ) 組成 。 企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò) 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 96 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀（ 3） ? 企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò) – 過程監(jiān)控層 ? 過程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)位于中間，主要用于將采集到的現(xiàn)場信息置入實時數(shù)據(jù)庫，進行先進控制與優(yōu)化計算、集中顯示、過程數(shù)據(jù)的動態(tài)趨勢與歷史數(shù)據(jù)查詢、報表打印。 ? 這部分網(wǎng)絡(luò)主要由傳輸速率較高的網(wǎng)段 (如 10M、100M以太網(wǎng)等 ) 組成。 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 2022/2/17 計算機控制技術(shù) 97 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀（ 4） ? 企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò) – 現(xiàn)場設(shè)備控制層 ? 現(xiàn)場設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)位于最底層，主要用于控制系統(tǒng)中大量現(xiàn)場設(shè)備之間測量與控制信息以及其他信息 (如變送器的零點漂移、執(zhí)行機構(gòu)的閥門開度狀態(tài)、故障診斷信息等 ) 的傳輸。 ? 現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)主要有現(xiàn)場總線如 FF、 Profibus、WorldFIP、 De2viceNet 、 P2NET 等低速網(wǎng)段組成。 98 計算機控制技術(shù) 2022/2/17 第 6章 計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 第 6章 結(jié)束 THE End