【正文】 2022/2/12 102 習(xí)題 1什么是現(xiàn)場(chǎng)總線？ 2 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)？ 3 簡(jiǎn)述企業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制管理層的層次結(jié)構(gòu)，畫出示意圖。這一概念其實(shí)也出現(xiàn)在不同網(wǎng)絡(luò)廠商未來發(fā)展的關(guān)鍵詞當(dāng)中 。而在信息網(wǎng)絡(luò)的大部分使用中實(shí)時(shí)性是忽略的 ； ?控制網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)在惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?、可靠?； 2022/2/12 98 ?在企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于分散的單一用戶要借助控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入某個(gè)系統(tǒng)，通信方式多使用廣播或組播方式；在信息網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)自主系統(tǒng)與另一個(gè)自主系統(tǒng)一般都使用一對(duì)一通信方式； ?控制網(wǎng)絡(luò)必須解決多家公司產(chǎn)品和系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡(luò)中的互操作問題。 2022/2/12 95 ?Intra的特征 ?Intra是一種內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，它采用 Inter、萬維網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)設(shè)施，并通過防火墻（ Firewall）與Inter相隔離。 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫 監(jiān)控站 控制 信息 控制 信息 控制 信息 現(xiàn)場(chǎng) 信息 現(xiàn)場(chǎng) 信息 動(dòng)態(tài)瀏覽器 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控裝置 圖 89 現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)與 Intra集成 ?動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫處于核心位置， 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信息自動(dòng)修改自身數(shù)據(jù)，為監(jiān)控站提供服務(wù)； 接受監(jiān)控站的控制信息對(duì)其進(jìn)行處理并送往現(xiàn)場(chǎng)。 2022/2/12 86 ? 信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)互連的邏輯結(jié)構(gòu)如圖 85所示。 ?提高生產(chǎn)效率和控制質(zhì)量，減少停機(jī)維護(hù)和維修的時(shí)間。 （ 2） 控制網(wǎng)絡(luò) 控制網(wǎng)絡(luò)位于企業(yè)網(wǎng)的下層，與信息網(wǎng)絡(luò)緊密地集成在一起，服從信息網(wǎng)絡(luò)的操作，同時(shí)又具有獨(dú)立性和完整性。但其不足之處在于還沒有一種真正意義上的方法論指導(dǎo)建模過程的實(shí)施，且模型框架的部分內(nèi)容尚不完善，因此尚無一種完全遵循CIMOSA體系結(jié)構(gòu)的商用軟件。 ?CIMOSA模型： 2022/2/12 79 ?CIMOSA體系結(jié)構(gòu)將企業(yè)的管理與生產(chǎn)過程視為一個(gè)由生命周期維、視圖維和通用維組成的三維模型。 ?自動(dòng)化層控制網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)與發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化層開放性策略打下了良好的基礎(chǔ)。 ? 相對(duì)開放性： 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是連接企業(yè)各部門的橋梁和紐帶，它是一個(gè)廣域網(wǎng)，并與 Inter連通，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)外聯(lián)系的職能。 2022/2/12 73 ?企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的特性： ? 范圍確定性： 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是在有關(guān)企業(yè)范圍內(nèi)為實(shí)現(xiàn)企業(yè)的集成管理和控制而建成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，具有特定的地域和服務(wù)范圍，并能實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制到管理決策支持的功能。 2022/2/12 70 信息網(wǎng)絡(luò) 企業(yè)資源計(jì)劃 生產(chǎn)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 商業(yè)戰(zhàn)略 控制網(wǎng)絡(luò) 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 圖 82 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2022/2/12 71 ? 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組成技術(shù)包括：計(jì)算機(jī)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，控制技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，多媒體技術(shù)和管理技術(shù)。 2022/2/12 68 企業(yè)網(wǎng)絡(luò) ?企業(yè)網(wǎng)絡(luò)： 企業(yè)網(wǎng)絡(luò)一般是指在一個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)將信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)、計(jì)算、控制等設(shè)備或系統(tǒng)連接在一起，將企業(yè)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)等資源連接在一起，提供企業(yè)內(nèi)的信息共享、員工間的便捷通信和企業(yè)外部的信息訪問，提供面向客戶的企業(yè)信息查詢及業(yè)務(wù)伙伴間的信息交流等多方面功能的一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。處于企業(yè)的上層，處理大量的、變化的和多樣的信息，其特點(diǎn)是高速、綜合。 2022/2/12 65 5 CCLink ?控制與通信鏈路系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱； ?以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，也可以覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感器層； ?很多汽車行業(yè)成為其用戶。其中 PRMUS－ DP是一種高速低成本通信系統(tǒng)； ?參考模型為 ISO/OSI模型， 定義了物理層、鏈路層和應(yīng)用層 ； 2022/2/12 64 ?支持主 從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等傳輸方式； ?傳輸速率范圍寬，傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、光纜。 2022/2/12 62 ?其技術(shù)的不斷推廣促成了神經(jīng)元芯片的低成本； ?已經(jīng)被定義為建筑自動(dòng)化協(xié)議的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 2022/2/12 60 4 LonWorks ? Lon Works是局部操作網(wǎng)絡(luò) Local Operating Network的縮寫。 2022/2/12 59 3 DeviceNet ?是一個(gè)開放式網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)； ?購買者將得到真正免費(fèi)的開發(fā)該產(chǎn)品的許可； ?特點(diǎn)為：基于 CAN總線、通信模式為生產(chǎn)者/客戶、設(shè)備可互換性、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可隨時(shí)連接或斷開、設(shè)備安裝費(fèi)用少、可方便對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備進(jìn)行配置、測(cè)試和管理。 ?CAN協(xié)議也是建立在 OSI模型基礎(chǔ)上的，它采用了 OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和高層的應(yīng)用層，其信號(hào)傳輸介質(zhì)為雙絞線 ； ?最高通信速率為 1Mbps（通信距離 40m），最遠(yuǎn)通信距離可達(dá) 10km（通信速率為 5kbps），節(jié)點(diǎn)總數(shù)可達(dá) 110個(gè)。由中立的第三方負(fù)責(zé)產(chǎn)品的注冊(cè)和測(cè)試等?；饡?huì)董事會(huì)囊括了世界上最主要的自動(dòng)化設(shè)備供應(yīng)商。 ?FF總線以 OSI參考模型為基礎(chǔ)，取其物理層、鏈路層和應(yīng)用層為 FF通信模型的相應(yīng)層次，并在此基礎(chǔ)上增加了用戶層。低速現(xiàn)場(chǎng)總線 H1的傳輸速率為 ，高速現(xiàn)場(chǎng)總線HSE的傳輸速率為 100Mbps， H1支持總線供電和本質(zhì)安全特性，最大通信距離為 1900m（如果加中繼器可延長(zhǎng)至9500m，最多可直接連接 32個(gè)節(jié)點(diǎn)（非總錢供電）、 13個(gè)節(jié)點(diǎn)（總線供電）、 6個(gè)節(jié)點(diǎn)（本質(zhì)安全要求）。其宗旨是制定單一的國際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)和商業(yè)利益的原因，尚沒有統(tǒng)一。 ? 有理由認(rèn)為：在從現(xiàn)在起的未來 10年內(nèi)，可能出現(xiàn)幾大總線標(biāo)準(zhǔn)共存，甚至在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)內(nèi)，幾種總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備通過路由網(wǎng)關(guān)互連實(shí)現(xiàn)信息共享的局面。既然是總線，就要向著趨于開放統(tǒng)一的方向發(fā)展，成為大家都遵守的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但這一技術(shù)所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。 一個(gè)功能塊應(yīng)用可以和另一個(gè)功能塊應(yīng)用互連在一起 ， 一個(gè)功能塊應(yīng)用也可以包含另一個(gè)功能塊應(yīng)用 。 2022/2/12 45 ?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) : 發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣為關(guān)注的焦點(diǎn)。 ?用戶層定義了從現(xiàn)場(chǎng)裝置中讀、寫信息和向網(wǎng)絡(luò)中其他裝置分派信息的方法，即規(guī)定了供用戶組態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)“功能模塊”。它為用戶應(yīng)用提供接口，定義了如何應(yīng)用讀、寫、中斷和操作信息及命令，同時(shí)定義了信息、句法（包括請(qǐng)求、執(zhí)行及響應(yīng)信息）的格式和內(nèi)容。 （ 2）令牌總線協(xié)議 ?這是一種多主站協(xié)議，主站之間以令牌傳送協(xié)議進(jìn)行工作，持有令牌的站可以輪詢其他站。 2022/2/12 42 ?數(shù)據(jù)鏈路層 ?數(shù)據(jù)鏈路層又分為兩個(gè)子層，即介質(zhì)訪問控制層（ MAC）和邏輯鏈路控制層（ LLC）。現(xiàn)場(chǎng)總線有兩種編碼方式：Manchester和 NRZ（ No Return ZeroInverse 非歸零反相編碼），前者同步性好，但頻帶利用率低，后者剛好相反。 2022/2/12 39 ?現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn) : ?節(jié)省硬件數(shù)量與投資； ?節(jié)省安裝