儀表與裝置 第06章 ppt課件

1、控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄1控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄2第六章第六章* * 計(jì)算機(jī)控制根本知識(shí)計(jì)算機(jī)控制根本知識(shí)第七章第七章* * 可編程控制器可編程控制器第八章第八章 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)第九章第九章* * 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)第十章第十章 工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄3前言前言進(jìn)進(jìn)料料口口出出料料口口H玻璃管液位計(jì)玻璃管液位計(jì) 進(jìn)進(jìn)料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器調(diào)調(diào)理理器器控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)

2、控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄4通常安裝通常安裝于控制室于控制室通常安裝通常安裝于于 現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)控制器(調(diào)理器)被控對(duì)象丈量變送安裝檢測(cè)儀表+SP執(zhí)行器顯示儀表閥門：調(diào)理閥、電磁閥、氣動(dòng)蝶閥閥門：調(diào)理閥、電磁閥、氣動(dòng)蝶閥泵：開關(guān)泵、變頻泵泵：開關(guān)泵、變頻泵控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄5現(xiàn)場(chǎng)儀表：主要指安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種變送器、現(xiàn)場(chǎng)儀表：主要指安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種變送器、 執(zhí)行器及其他丈量?jī)x表。執(zhí)行器及其他丈量?jī)x表。變送器選型：量程、安裝方式、材質(zhì)耐壓、防腐、防爆變送器選型：量程、安裝方式、材質(zhì)耐壓、防腐、防爆執(zhí)行器選型：口徑、流量特性、安裝方式

3、、材質(zhì)耐壓執(zhí)行器選型：口徑、流量特性、安裝方式、材質(zhì)耐壓運(yùn)用：零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整、零點(diǎn)遷移以及其它日常維護(hù)和維修等運(yùn)用：零點(diǎn)調(diào)整、量程調(diào)整、零點(diǎn)遷移以及其它日常維護(hù)和維修等控制室儀表：主要指安裝在控制室內(nèi)的各種控制器控制室儀表：主要指安裝在控制室內(nèi)的各種控制器 調(diào)理器、顯示儀表等。調(diào)理器、顯示儀表等?？刂苾x表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄6進(jìn)進(jìn)料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器 進(jìn)進(jìn)料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器控制站：數(shù)字調(diào)理器、控制站：數(shù)字調(diào)理器、IPC、PLC可以廣義地了解為帶有可以廣義地了解為帶有CPU的各種控制設(shè)備的各種控制設(shè)備控制儀表和計(jì)算機(jī)控制

4、裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄7進(jìn)進(jìn)料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器控控制制站站 AIAI、DIDIAOAO、DODO控制站A/DAI：模：模/數(shù)轉(zhuǎn)換模擬量輸入數(shù)轉(zhuǎn)換模擬量輸入DI ：開關(guān)量輸入數(shù)字量輸入：開關(guān)量輸入數(shù)字量輸入D/AAO：數(shù)：數(shù)/模轉(zhuǎn)換模擬量輸出模轉(zhuǎn)換模擬量輸出DO ：開關(guān)量輸出數(shù)字量輸出：開關(guān)量輸出數(shù)字量輸出控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄8I/O模塊模塊控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄9管理層管理層控制層控制層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層操作站操作站控制站控制站I/O系統(tǒng)系統(tǒng)

5、高級(jí)控制器高級(jí)控制器數(shù)據(jù)效力器數(shù)據(jù)效力器WEB效力器效力器管理計(jì)算機(jī)管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)效力器效力器Internet/IntranetEthernetEthernet/公用總線公用總線網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)FF、ProfiBus等現(xiàn)場(chǎng)總線等現(xiàn)場(chǎng)總線典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)造表示圖典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)造表示圖控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄10內(nèi)內(nèi) 涵：消費(fèi)過程自動(dòng)化涵：消費(fèi)過程自動(dòng)化* * *過程控制、優(yōu)化控過程控制、優(yōu)化控制制 信息管理自動(dòng)化信息管理自動(dòng)化( (財(cái)務(wù)管理、客戶管理、物流財(cái)務(wù)管理、客戶管理、物流管理管理，這是今后的開展方向，這是今后的開展方向) )

6、 即計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化即計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化重重 要要 性：是實(shí)現(xiàn)平安、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗消費(fèi)的根本性：是實(shí)現(xiàn)平安、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗消費(fèi)的根本條件和重要保證，是現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)中不可條件和重要保證，是現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)中不可替代的神經(jīng)中樞。替代的神經(jīng)中樞。 相關(guān)技術(shù)：涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)和相關(guān)技術(shù)：涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)和傳感技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)、智能儀表技術(shù)、傳感技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)、智能儀表技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等。 開展過程：直接數(shù)字量控制開展過程：直接數(shù)字量控制DDCDDC 集中型計(jì)算集中型計(jì)算機(jī)控制機(jī)控制 分布式計(jì)算機(jī)控制分布式計(jì)算機(jī)控制DCSDCS 現(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)以太

7、網(wǎng)控制現(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)以太網(wǎng)控制 ？控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄116.1 計(jì)算機(jī)控制概述計(jì)算機(jī)控制概述 6.2 網(wǎng)絡(luò)通訊根底網(wǎng)絡(luò)通訊根底6.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型6.4 TCP/IP協(xié)議協(xié)議 6.1.1 什么是計(jì)算機(jī)控制什么是計(jì)算機(jī)控制 6.1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的根本組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的根本組成 6.1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思想計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思想 6.1.4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的開展過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的開展過程 6.1.5 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的開展特征計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的開展特征控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控

8、制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄12調(diào)理器被控對(duì)象丈量變送安裝+SP執(zhí)行器4 420mA20mA4 420mA20mA控制器被控對(duì)象丈量變送安裝+SP執(zhí)行器4 420mA20mA4 420mA20mAD/AA/D數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)例如例如 420mA 信號(hào)經(jīng)信號(hào)經(jīng)12位位A/D轉(zhuǎn)換以后的結(jié)果為轉(zhuǎn)換以后的結(jié)果為040954 mA輸入輸入0000 0000 000020mA輸入輸入1111 1111 111112mA輸入輸入？.1什么是計(jì)算機(jī)控制什么是計(jì)算機(jī)控制典型單回路控制系統(tǒng)方塊圖典型單回路控制系統(tǒng)方塊圖控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄1

9、3任務(wù)過程任務(wù)過程控制器被控對(duì)象丈量變送安裝+SP執(zhí)行器4 420mA20mA4 420mA20mAD/AA/D任務(wù)過程：數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)檢測(cè)來自于丈量變送安裝任務(wù)過程：數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)檢測(cè)來自于丈量變送安裝的被控變量瞬時(shí)值；的被控變量瞬時(shí)值； 控制決策：根據(jù)采集到的被控變量按一控制決策：根據(jù)采集到的被控變量按一定的控制規(guī)律進(jìn)展分析和處置，定的控制規(guī)律進(jìn)展分析和處置，決議控制行為，產(chǎn)生控制信號(hào)；決議控制行為，產(chǎn)生控制信號(hào)；如如PID運(yùn)算運(yùn)算 控制輸出：根據(jù)控制決策實(shí)時(shí)地向執(zhí)行控制輸出：根據(jù)控制決策實(shí)時(shí)地向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制義機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制義務(wù)。務(wù)。 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置

10、控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄14過程輸入輸出設(shè)備外部設(shè)備主機(jī)系統(tǒng)CPURAMROMCRT通訊接口人機(jī)接口打印機(jī)其它系統(tǒng)總線模擬量輸入AI模擬量輸出AO開關(guān)量輸入DI開關(guān)量輸入DO丈量變送器執(zhí)行器電氣開關(guān)電氣開關(guān)被控生產(chǎn)對(duì)象常規(guī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)常規(guī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)I/O系統(tǒng)系統(tǒng)模塊或卡件模塊或卡件現(xiàn)場(chǎng)儀表現(xiàn)場(chǎng)儀表被控被控對(duì)象對(duì)象硬件組成硬件組成控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄15系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件支持軟件支持軟件運(yùn)用軟件運(yùn)用軟件系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、引導(dǎo)程序、調(diào)度執(zhí)行程序等，它是系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、引導(dǎo)程序、調(diào)度執(zhí)行程序等，它是支持軟件及各種運(yùn)

11、用軟件的最根底的運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)。支持軟件及各種運(yùn)用軟件的最根底的運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)。如：如：WindowsWindows操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、UnixUnix操作系統(tǒng)等都屬于系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)等都屬于系統(tǒng)軟件。 它運(yùn)轉(zhuǎn)在系統(tǒng)軟件的平臺(tái)上，是用于開發(fā)運(yùn)用軟件的軟件。它運(yùn)轉(zhuǎn)在系統(tǒng)軟件的平臺(tái)上，是用于開發(fā)運(yùn)用軟件的軟件。例如：匯編言語、高級(jí)言語、通訊網(wǎng)絡(luò)軟件、組態(tài)軟件等。例如：匯編言語、高級(jí)言語、通訊網(wǎng)絡(luò)軟件、組態(tài)軟件等。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，需求了解并學(xué)會(huì)運(yùn)用相應(yīng)的支持軟件，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，需求了解并學(xué)會(huì)運(yùn)用相應(yīng)的支持軟件，可以根據(jù)系統(tǒng)要求編制開發(fā)所需求運(yùn)用軟件。不同系統(tǒng)的支可以根據(jù)系統(tǒng)要求編制開發(fā)所需求運(yùn)用軟件。不

12、同系統(tǒng)的支持軟件會(huì)有所不同持軟件會(huì)有所不同 運(yùn)用軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員針對(duì)特定要求而編制的控制和管理運(yùn)用軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員針對(duì)特定要求而編制的控制和管理程序。不同控制設(shè)備的運(yùn)用軟件所具備的功能是不同的。程序。不同控制設(shè)備的運(yùn)用軟件所具備的功能是不同的。軟件組成軟件組成控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄161. 1. 可靠性可靠性2. 2. 可維護(hù)性可維護(hù)性3. 3. 實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性4. 4. 性能價(jià)錢比性能價(jià)錢比控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄 可靠性可靠性 定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成

13、規(guī)定功能的才干。定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的才干。它通常用概率來表示它通常用概率來表示 (1)(1)可靠性目的可靠性目的可靠可靠度度單個(gè)零件、設(shè)備的可靠度單個(gè)零件、設(shè)備的可靠度在規(guī)定的環(huán)境溫度、濕度、在規(guī)定的環(huán)境溫度、濕度、振動(dòng)和運(yùn)用方法及維護(hù)措施等條件下，在規(guī)定的任務(wù)期限振動(dòng)和運(yùn)用方法及維護(hù)措施等條件下，在規(guī)定的任務(wù)期限內(nèi)，設(shè)備無缺點(diǎn)地發(fā)揚(yáng)規(guī)定功能應(yīng)具備的技術(shù)目的的內(nèi)，設(shè)備無缺點(diǎn)地發(fā)揚(yáng)規(guī)定功能應(yīng)具備的技術(shù)目的的概率。概率。例如：在例如：在100100只晶體管中有只晶體管中有9595只在上述規(guī)定條件下運(yùn)用未只在上述規(guī)定條件下運(yùn)用未出現(xiàn)缺點(diǎn)，出現(xiàn)缺點(diǎn)， 那么其可靠度那么其

14、可靠度R R0.95 0.95 樣本越高，所得可靠度的準(zhǔn)確性就越高樣本越高，所得可靠度的準(zhǔn)確性就越高控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄18(1)(1)可靠性目的可靠性目的可靠可靠度度系統(tǒng)的可靠度系統(tǒng)的可靠度除了與構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)或元器件的可除了與構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)或元器件的可靠度有關(guān)，還與系統(tǒng)的構(gòu)成方式有關(guān)：串聯(lián)銜接和并聯(lián)銜靠度有關(guān)，還與系統(tǒng)的構(gòu)成方式有關(guān)：串聯(lián)銜接和并聯(lián)銜接是兩種典型的銜接方式。接是兩種典型的銜接方式。 R1RnR1Rnn個(gè)串連子系統(tǒng)n個(gè)并聯(lián)子系統(tǒng)a. 串連系統(tǒng) b. 并聯(lián)絡(luò)統(tǒng)假設(shè)分析的是斷路失效，那么：假設(shè)分析的是斷路失效，那么：串聯(lián)絡(luò)

15、統(tǒng)中只需有一個(gè)子系統(tǒng)失效，系統(tǒng)就會(huì)失效串聯(lián)絡(luò)統(tǒng)中只需有一個(gè)子系統(tǒng)失效，系統(tǒng)就會(huì)失效并聯(lián)絡(luò)統(tǒng)中全部子系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)，系統(tǒng)才出現(xiàn)缺點(diǎn)并聯(lián)絡(luò)統(tǒng)中全部子系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)，系統(tǒng)才出現(xiàn)缺點(diǎn)nRRRR21串)1 ()1 ()1 (121nRRRR并R1=R2=0.9， R并0.99R1=R2=0.99，R并0.9999控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄19(1)(1)可靠性目的可靠性目的平均無缺點(diǎn)任務(wù)時(shí)間平均無缺點(diǎn)任務(wù)時(shí)間MTBF(MTBF(* *)(mean time between failures)(mean time between failures)MTBFMTB

16、F指設(shè)備在相鄰兩次缺點(diǎn)的間隔內(nèi)正常任務(wù)指設(shè)備在相鄰兩次缺點(diǎn)的間隔內(nèi)正常任務(wù)的平均時(shí)間的平均時(shí)間 平均缺點(diǎn)修復(fù)時(shí)間平均缺點(diǎn)修復(fù)時(shí)間MTTR(mean time to repair ) MTTR(mean time to repair ) ntMTBFnii1MTTRMTTR指設(shè)備出現(xiàn)缺點(diǎn)以后經(jīng)過維修恢復(fù)并重新投入運(yùn)轉(zhuǎn)所需指設(shè)備出現(xiàn)缺點(diǎn)以后經(jīng)過維修恢復(fù)并重新投入運(yùn)轉(zhuǎn)所需求的平均時(shí)間求的平均時(shí)間 ntMTTRnii1控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄20(2)(2)提高可靠性的主要措施提高可靠性的主要措施控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁

17、下頁下頁目目 錄錄 可維護(hù)性可維護(hù)性 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄 實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性是指被控信號(hào)的輸入、運(yùn)算和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性是指被控信號(hào)的輸入、運(yùn)算和輸出都要在一定的時(shí)間內(nèi)完成，并能根據(jù)消費(fèi)工況的變輸出都要在一定的時(shí)間內(nèi)完成，并能根據(jù)消費(fèi)工況的變化進(jìn)展及時(shí)的處置，亦即系統(tǒng)對(duì)被控信號(hào)的變化具有足化進(jìn)展及時(shí)的處置，亦即系統(tǒng)對(duì)被控信號(hào)的變化具有足夠快的呼應(yīng)速度，不喪失信息，不延誤操作。夠快的呼應(yīng)速度，不喪失信息，不延誤操作。控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目

18、 錄錄 性能價(jià)錢比性能價(jià)錢比 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄241. 直接數(shù)字量控制直接數(shù)字量控制Direct Digital ControlDDC2. 集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3. 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)Distributed Control SystemDCS4. 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)Fieldbus Control SystemFCS控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄2 直接數(shù)字量控制直接數(shù)字量控制過程控制計(jì)算機(jī)SPAI、DIAO、DO 檢測(cè)

19、儀表 執(zhí)行器 被控過程對(duì)象控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄2 集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)CRT、鍵盤過程控制計(jì)算機(jī)AIDIAODO 被控過程對(duì)象被控變量操作變量輸入子系統(tǒng)輸出子系統(tǒng)集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理圖控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄27優(yōu)越性：優(yōu)越性： 從外表上看從外表上看信息集中，集中型計(jì)算機(jī)控制可以實(shí)信息集中，集中型計(jì)算機(jī)控制可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制、聯(lián)鎖控制等各種更復(fù)雜控制功能；便于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制、聯(lián)鎖控制等各種更復(fù)雜控制功能；便于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制和優(yōu)化消費(fèi)?，F(xiàn)優(yōu)化控制和優(yōu)化消費(fèi)。問

20、問 題：由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)總體性能低，運(yùn)算速度慢，容量小，利題：由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)總體性能低，運(yùn)算速度慢，容量小，利用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制成很多個(gè)回路容易出現(xiàn)負(fù)荷過載，而用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制成很多個(gè)回路容易出現(xiàn)負(fù)荷過載，而且控制的集中也直接導(dǎo)致危險(xiǎn)的集中，高度的集中使系且控制的集中也直接導(dǎo)致危險(xiǎn)的集中，高度的集中使系統(tǒng)變得非常統(tǒng)變得非?！按嗳酢４嗳?。在當(dāng)時(shí)，集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不僅沒有給工業(yè)消費(fèi)帶來明顯的在當(dāng)時(shí)，集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不僅沒有給工業(yè)消費(fèi)帶來明顯的益處，反而能夠嚴(yán)重影響正常消費(fèi)，因此這種危險(xiǎn)集中的系統(tǒng)構(gòu)益處，反而能夠嚴(yán)重影響正常消費(fèi)，因此這種危險(xiǎn)集中的系統(tǒng)構(gòu)造很難為消費(fèi)過程所接受，曾一度墮入姿態(tài)。造

21、很難為消費(fèi)過程所接受，曾一度墮入姿態(tài)?？刂苾x表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄2 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)根本特征根本特征: :控制的分散性和管理的集中性控制的分散性和管理的集中性控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄29DCSDCS的功能層次的功能層次通常分為：直接控制級(jí)、過程管理級(jí)、消費(fèi)管理級(jí)、運(yùn)營(yíng)管理級(jí)各級(jí)從通常分為：直接控制級(jí)、過程管理級(jí)、消費(fèi)管理級(jí)、運(yùn)營(yíng)管理級(jí)各級(jí)從“上級(jí)獲取指上級(jí)獲取指示，從示，從“下級(jí)獲取信息，產(chǎn)生對(duì)下級(jí)獲取信息，產(chǎn)生對(duì)“下級(jí)的控制。下級(jí)的控制。 直接控制直接控制運(yùn)營(yíng)運(yùn)營(yíng)管理管理

22、消費(fèi)管理消費(fèi)管理過程管理過程管理延續(xù)過程延續(xù)過程 間歇過程間歇過程 離散過程離散過程運(yùn)營(yíng)管理級(jí)居于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的最運(yùn)營(yíng)管理級(jí)居于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的最高一層，擔(dān)任全廠廣泛的工程、經(jīng)濟(jì)高一層，擔(dān)任全廠廣泛的工程、經(jīng)濟(jì)、商務(wù)、人事以及其它的任務(wù)。如：、商務(wù)、人事以及其它的任務(wù)。如：市場(chǎng)分析、銷售和消費(fèi)方案市場(chǎng)分析、銷售和消費(fèi)方案過程管理級(jí)主要功能包括回路過程管理級(jí)主要功能包括回路組態(tài)、優(yōu)化控制、性能監(jiān)視、組態(tài)、優(yōu)化控制、性能監(jiān)視、缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)、記錄、報(bào)警缺點(diǎn)監(jiān)測(cè)、記錄、報(bào)警消費(fèi)管理主要完成消費(fèi)規(guī)劃，消費(fèi)監(jiān)消費(fèi)管理主要完成消費(fèi)規(guī)劃，消費(fèi)監(jiān)視，根據(jù)用戶訂單、庫存、能耗約束視，根據(jù)用戶訂單、庫存、能耗約束、能

23、耗需求等目的進(jìn)展消費(fèi)調(diào)度。在、能耗需求等目的進(jìn)展消費(fèi)調(diào)度。在許多許多DCSDCS中，這級(jí)就充任最高管理層。中，這級(jí)就充任最高管理層。直接控制級(jí)主要功能包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采直接控制級(jí)主要功能包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)視、缺點(diǎn)診斷，控制輸出集、過程監(jiān)視、缺點(diǎn)診斷，控制輸出、平安性能和冗余性能的實(shí)施、平安性能和冗余性能的實(shí)施控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄30 DCS的開展過程的開展過程劃分劃分起始時(shí)間起始時(shí)間主要特征主要特征119751975年年Honeywell公司推出了世界上第一套公司推出了世界上第一套DCS系系統(tǒng)統(tǒng)TDC-2000，技術(shù)特征是，技術(shù)特征是集散

24、集散。 280年代初年代初技術(shù)特征是引入局域網(wǎng)技術(shù)特征是引入局域網(wǎng)LANLAN 380年代末期年代末期90年代初年代初技術(shù)特征是技術(shù)特征是管控一體化管控一體化 490年代中期年代中期主要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的開放性，特別是通信機(jī)制的主要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的開放性，特別是通信機(jī)制的開放性開放性和標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化。 總結(jié)：早期總結(jié)：早期DCS的重點(diǎn)在于控制，的重點(diǎn)在于控制，DCS以以“分散分散”作為關(guān)鍵字，但現(xiàn)代作為關(guān)鍵字，但現(xiàn)代發(fā)展更著重于系統(tǒng)信息綜合管理，今后發(fā)展更著重于系統(tǒng)信息綜合管理，今后“綜合綜合”又將成為其關(guān)鍵又將成為其關(guān)鍵字，向?qū)崿F(xiàn)控制體系、運(yùn)行體系、計(jì)劃體系、管理體系的綜合自字，向?qū)崿F(xiàn)控制體系、運(yùn)行體系、

25、計(jì)劃體系、管理體系的綜合自動(dòng)化方向發(fā)展，通過由網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)）或者串、并行通動(dòng)化方向發(fā)展，通過由網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)）或者串、并行通信實(shí)現(xiàn)設(shè)備互連和資源網(wǎng)絡(luò)化共享，實(shí)施從最底層的實(shí)時(shí)控制、信實(shí)現(xiàn)設(shè)備互連和資源網(wǎng)絡(luò)化共享，實(shí)施從最底層的實(shí)時(shí)控制、優(yōu)化控制上升到生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營(yíng)管理，以至最高層的戰(zhàn)略決策，優(yōu)化控制上升到生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營(yíng)管理，以至最高層的戰(zhàn)略決策，形成一個(gè)具有柔性的高度自動(dòng)化的管控一體化系統(tǒng)。形成一個(gè)具有柔性的高度自動(dòng)化的管控一體化系統(tǒng)。 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

26、的構(gòu)造表示圖傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)造表示圖樸素意義上的樸素意義上的 FCSFCS構(gòu)造表示圖構(gòu)造表示圖 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄32是銜接智能現(xiàn)場(chǎng)安裝和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支是銜接智能現(xiàn)場(chǎng)安裝和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支構(gòu)造的通訊網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)造的通訊網(wǎng)絡(luò)。 支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字通訊支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字通訊雙向數(shù)據(jù)通訊才干防止了反復(fù)進(jìn)展雙向數(shù)據(jù)通訊才干防止了反復(fù)進(jìn)展A/DA/D、D/AD/A的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換 把控制義務(wù)下移到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)丈量控制一體化把控制義務(wù)下移到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)丈量控制一體化 全分散全

27、分散已成為全世界范圍自動(dòng)化技術(shù)開展的熱點(diǎn)已成為全世界范圍自動(dòng)化技術(shù)開展的熱點(diǎn)涉及整個(gè)自動(dòng)化和儀表的工業(yè)涉及整個(gè)自動(dòng)化和儀表的工業(yè)“革命革命 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄33隨著局域網(wǎng)、隨著局域網(wǎng)、InternetInternet、ITIT技術(shù)迅速開展，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速開展，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、信息化開控制系統(tǒng)向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、信息化開展成為一種趨勢(shì)展成為一種趨勢(shì) 系統(tǒng)構(gòu)造向網(wǎng)絡(luò)化、網(wǎng)絡(luò)扁平化方向開展系統(tǒng)構(gòu)造向網(wǎng)絡(luò)化、網(wǎng)絡(luò)扁平化方向開展 系統(tǒng)功能向綜合化方向開展系統(tǒng)功能向綜合化方向開展 系統(tǒng)設(shè)備向多樣化方向開展系統(tǒng)設(shè)備向多樣

28、化方向開展 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄346.2 網(wǎng)絡(luò)通訊根底網(wǎng)絡(luò)通訊根底1.2.1 什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？略什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？略1.2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開展略計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開展略1.2.3 網(wǎng)絡(luò)通訊的根本概念網(wǎng)絡(luò)通訊的根本概念1.2.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造1.2.5 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄35模擬信號(hào)是一個(gè)延續(xù)的物理量模擬信號(hào)是一個(gè)延續(xù)的物理量 數(shù)字信號(hào)是利用不延續(xù)的物理形狀來表示數(shù)據(jù)，最簡(jiǎn)數(shù)字信號(hào)是利用不延續(xù)的物理形狀來表示數(shù)據(jù)，最簡(jiǎn)單的是二進(jìn)制數(shù)單的

29、是二進(jìn)制數(shù)“1和和“0，經(jīng)過高，經(jīng)過高/低電平來表示。低電平來表示。 Tc101100時(shí)鐘數(shù)據(jù)Tc控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄36并行傳輸：數(shù)據(jù)的各個(gè)位同時(shí)傳輸，可以字或字節(jié)為單位并行進(jìn)展并行傳輸：數(shù)據(jù)的各個(gè)位同時(shí)傳輸，可以字或字節(jié)為單位并行進(jìn)展 速度快、通訊線多、本錢高速度快、通訊線多、本錢高 不宜遠(yuǎn)間隔通訊不宜遠(yuǎn)間隔通訊串行傳輸：數(shù)據(jù)的各個(gè)位逐位傳輸串行傳輸：數(shù)據(jù)的各個(gè)位逐位傳輸 速度較并行傳輸慢、通訊線少普通速度較并行傳輸慢、通訊線少普通24根、本錢低根、本錢低 適宜遠(yuǎn)間隔通訊適宜遠(yuǎn)間隔通訊 幾乎一切的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)均采用串行數(shù)據(jù)通訊幾乎一切

30、的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)均采用串行數(shù)據(jù)通訊控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄37單工通訊：數(shù)據(jù)只需一個(gè)方向的通訊，沒有反方向的交互單工通訊：數(shù)據(jù)只需一個(gè)方向的通訊，沒有反方向的交互 如計(jì)算機(jī)與鍵盤的通訊如計(jì)算機(jī)與鍵盤的通訊 控制系統(tǒng)中運(yùn)用極少控制系統(tǒng)中運(yùn)用極少半雙工通訊：雙方可以交互數(shù)據(jù)，但不在同時(shí)半雙工通訊：雙方可以交互數(shù)據(jù)，但不在同時(shí) 控制簡(jiǎn)單、可靠、本錢低控制簡(jiǎn)單、可靠、本錢低 控制系統(tǒng)中運(yùn)用廣泛只需控制系統(tǒng)中運(yùn)用廣泛只需2根通訊線即可根通訊線即可全雙工通訊：雙方可以交互數(shù)據(jù)，可以在同時(shí)全雙工通訊：雙方可以交互數(shù)據(jù)，可以在同時(shí) 控制相對(duì)復(fù)雜、效率高、本錢較

31、高，需求控制相對(duì)復(fù)雜、效率高、本錢較高，需求2個(gè)信道個(gè)信道 控制系統(tǒng)中運(yùn)用較廣泛控制系統(tǒng)中運(yùn)用較廣泛 至少需求至少需求3根通訊線其中根通訊線其中1根為地共用，或根為地共用，或4根根控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄38波特率：波特率： 指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，單位通常用指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，單位通常用“位位bit表示表示 也可以用也可以用“字節(jié)表示字節(jié)表示 例如：例如：ProfibusPA的波特率位的波特率位31.25kbps ProfibusDP的最大波特率位的最大波特率位12Mbps誤碼率：錯(cuò)誤碼元誤碼率：錯(cuò)誤碼元1個(gè)二進(jìn)制位數(shù)與傳送碼元數(shù)之比

32、個(gè)二進(jìn)制位數(shù)與傳送碼元數(shù)之比 工業(yè)用通訊網(wǎng)絡(luò)普通要求誤碼率在工業(yè)用通訊網(wǎng)絡(luò)普通要求誤碼率在105109，甚至更，甚至更小小控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄39基帶傳輸：按照數(shù)字波形的原樣直接在信道上傳輸。采用數(shù)字信號(hào)基帶傳輸：按照數(shù)字波形的原樣直接在信道上傳輸。采用數(shù)字信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)字信號(hào)幾乎要占有整個(gè)頻帶，終端設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)字信號(hào)幾乎要占有整個(gè)頻帶，終端設(shè)備把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)時(shí)，這個(gè)原始的電信號(hào)所把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)時(shí)，這個(gè)原始的電信號(hào)所固有的頻帶稱為根本頻帶固有的頻帶稱為根本頻帶baseband，基帶傳輸也就，基帶傳輸也就是指

33、在信道中直接傳送基帶信號(hào)。是指在信道中直接傳送基帶信號(hào)。 基帶傳輸需求對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)展編碼，常用的數(shù)據(jù)編碼手段有：基帶傳輸需求對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)展編碼，常用的數(shù)據(jù)編碼手段有： 非歸零碼非歸零碼NRZ、曼徹斯特編碼、差動(dòng)曼徹斯特編碼。、曼徹斯特編碼、差動(dòng)曼徹斯特編碼。頻帶傳輸：是一種采用調(diào)制、解調(diào)技術(shù)的傳輸方式。在發(fā)送端，頻帶傳輸：是一種采用調(diào)制、解調(diào)技術(shù)的傳輸方式。在發(fā)送端，將代表數(shù)據(jù)的二進(jìn)制將代表數(shù)據(jù)的二進(jìn)制“1和和“0，調(diào)制變換成具有，調(diào)制變換成具有一定頻帶范圍的模擬信號(hào)；在接納方經(jīng)過解調(diào)進(jìn)展一定頻帶范圍的模擬信號(hào)；在接納方經(jīng)過解調(diào)進(jìn)展反變換。采用模擬信號(hào)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，通常只占有限反變換。采用模擬信

34、號(hào)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，通常只占有限的頻帶寬度。的頻帶寬度。 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄40* * * *起始位假設(shè)干數(shù)據(jù)位校驗(yàn)位假設(shè)干停頓位控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄41項(xiàng)目RS232RS422RS485接口電路單端差動(dòng)差動(dòng)抗干擾能力弱強(qiáng)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)最大傳輸距離15m1200m1200m通信雙方交互方式全雙工全雙工半雙工標(biāo)準(zhǔn)最大傳輸速率19200bps10Mbps10Mbps本質(zhì)上是一樣的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的首選規(guī)范工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的首選規(guī)范控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄42總線

35、型總線型環(huán)型環(huán)型HUB星型星型樹型樹型控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄43網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是指通訊網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)發(fā)送方與網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是指通訊網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)發(fā)送方與接納方之間的物理通路，常用的傳輸介質(zhì)有：接納方之間的物理通路，常用的傳輸介質(zhì)有：雙絞線、同軸電纜、光纖和無線傳輸介質(zhì)等。雙絞線、同軸電纜、光纖和無線傳輸介質(zhì)等。 控制系統(tǒng)多用：帶屏蔽的雙絞線控制系統(tǒng)多用：帶屏蔽的雙絞線STPSTP、光纖、光纖 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄446.3 開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 6.3.1 OSI/RM層次構(gòu)造層次

36、構(gòu)造 6.3.2 OSI/RM信息流動(dòng)過程信息流動(dòng)過程 6.3.3 各層的主要功能各層的主要功能控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄45開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的的開開展展不不同同制制造造商商的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)產(chǎn)產(chǎn)品品眾眾多多需需求求建建立立規(guī)規(guī)范范化化的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)機(jī)機(jī)制制 19831983年正年正式公布式公布OSI/RMOSI/RM的的國際規(guī)范國際規(guī)范ISO7498 ISO7498 OSI/RMOSI/RM是一是一種中立、不種中立、不受任何廠家受任何廠家的約束與限的約束與限制的理想模制的理想模型。型。 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制

37、儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄466.3.1 OSI/RM 層次構(gòu)造層次構(gòu)造 A A公司公司A A收發(fā)員收發(fā)員( (到郵局投遞到郵局投遞) )A A經(jīng)理經(jīng)理( (寫信寫信 ) )A A秘書秘書( (蓋章蓋章/ /寫地址寫地址) )B B公司公司B B收發(fā)員收發(fā)員( (分發(fā)分發(fā)) )B B經(jīng)理經(jīng)理B B秘書秘書( (核對(duì)核對(duì)) )郵政系統(tǒng)郵政系統(tǒng)( (按地址投遞信按地址投遞信件件) )控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄47層次編號(hào)層次編號(hào) 名稱名稱 英文名稱英文名稱 7 76 65 54 43 32 21 1 應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì)話層

38、會(huì)話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層 Application LayerApplication LayerPresentation LayerPresentation LayerSession LayerSession LayerTransport LayerTransport LayerNetwork LayerNetwork LayerDatalink LayerDatalink LayerPhysical Layer Physical Layer 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄48運(yùn)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路

39、層物理層用戶主機(jī)HA數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)H7H6H5H4H3H2T2H7H6H5H4H3H7H6H5H4H7H6H5H7H6H7報(bào)文報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組幀bit6.3.2 OSI/RM信息流動(dòng)過程信息流動(dòng)過程 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運(yùn)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層用戶主機(jī)HB報(bào)文報(bào)文報(bào)文報(bào)文分組幀bit運(yùn)用層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議表示層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議會(huì)話層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中繼環(huán)節(jié)通訊線路通訊線路控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄49物理層是物理層是OSI/RMOSI/RM的最低一層，也是獨(dú)一在二臺(tái)設(shè)備同級(jí)層之間直接進(jìn)展的最低一層，也是獨(dú)一在二臺(tái)設(shè)備同

40、級(jí)層之間直接進(jìn)展數(shù)據(jù)交換的一層數(shù)據(jù)交換的一層, ,擔(dān)任傳輸擔(dān)任傳輸bitbit位流。位流。 DTEDCEDCEDTE接口接口傳輸介質(zhì)界定：數(shù)字信號(hào)界定：數(shù)字信號(hào)(0/1)(0/1)的表示電壓、數(shù)據(jù)傳輸速率、最大傳輸間隔；的表示電壓、數(shù)據(jù)傳輸速率、最大傳輸間隔；支持單工、半雙工還是全雙工通訊；銜接插頭要多少針，每支持單工、半雙工還是全雙工通訊；銜接插頭要多少針，每個(gè)針的作用是什么個(gè)針的作用是什么 物理層物理層控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄50把一條能夠出錯(cuò)的物理鏈路，轉(zhuǎn)變成讓網(wǎng)絡(luò)層高層把一條能夠出錯(cuò)的物理鏈路，轉(zhuǎn)變成讓網(wǎng)絡(luò)層高層看起來就

41、像是一條不出過失的理想鏈路。看起來就像是一條不出過失的理想鏈路。 為網(wǎng)絡(luò)層提供效力為網(wǎng)絡(luò)層提供效力 傳輸數(shù)據(jù)的幀化處置傳輸數(shù)據(jù)的幀化處置 過失檢測(cè)和流量控制過失檢測(cè)和流量控制 來自來自高層高層數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 加工加工成幀成幀 物理通道物理通道 檢查校驗(yàn)檢查校驗(yàn)信息和頭信息和頭尾控制信尾控制信息息 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)部分部分送往送往高層高層 確認(rèn)確認(rèn)無誤無誤 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄51網(wǎng)絡(luò)層是網(wǎng)絡(luò)層是OSIOSI七層協(xié)議模型中的第三層，亦稱為七層協(xié)議模型中的第三層，亦稱為“通訊子網(wǎng)層通訊子網(wǎng)層，是通訊子網(wǎng)與高層的邊境。，是通訊子網(wǎng)與高層的邊境。它以數(shù)據(jù)鏈路層提

42、供的無過失傳輸為根底，向高層傳輸層它以數(shù)據(jù)鏈路層提供的無過失傳輸為根底，向高層傳輸層提供兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸效力。提供兩個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸效力。網(wǎng)絡(luò)層提供的效力應(yīng)該按照以下目的設(shè)計(jì)：網(wǎng)絡(luò)層提供的效力應(yīng)該按照以下目的設(shè)計(jì)： 提供的效力和通訊子網(wǎng)無關(guān)提供的效力和通訊子網(wǎng)無關(guān) 對(duì)傳輸層隱蔽通訊子網(wǎng)的數(shù)量、類型和拓?fù)錁?gòu)造。對(duì)傳輸層隱蔽通訊子網(wǎng)的數(shù)量、類型和拓?fù)錁?gòu)造。 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄52存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文交換報(bào)文交換分組交換分組交換線路資源的利用率很低，為此線路交換方式只適宜多線路資源的利用率很低，為此線路交換方式只適宜多媒體、語音、等數(shù)

43、據(jù)量大的報(bào)文交換或?qū)崟r(shí)、交互式媒體、語音、等數(shù)據(jù)量大的報(bào)文交換或?qū)崟r(shí)、交互式報(bào)文交換，不適于普通計(jì)算機(jī)通訊。報(bào)文交換，不適于普通計(jì)算機(jī)通訊。報(bào)源報(bào)源報(bào)宿報(bào)宿在數(shù)據(jù)交換之前，經(jīng)過呼叫建立一條銜接源節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)交換之前，經(jīng)過呼叫建立一條銜接源節(jié)點(diǎn)( (報(bào)源報(bào)源) )和目的節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)( (報(bào)宿報(bào)宿) )的公用線路，通路上一切的鏈路被報(bào)的公用線路，通路上一切的鏈路被報(bào)源和報(bào)宿的源和報(bào)宿的DTEDTE獨(dú)占，直到這條線路被撤除為止。獨(dú)占，直到這條線路被撤除為止?？刂苾x表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄53線路交換線路交換 報(bào)文交換報(bào)文交換分組交換分組交換報(bào)源報(bào)源報(bào)宿報(bào)宿

44、發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中繼中繼轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)存存尋尋覓覓路路由由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)存存尋尋覓覓路路由由中繼中繼存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式提高了鏈路的利用率，一份數(shù)據(jù)報(bào)在任何存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式提高了鏈路的利用率，一份數(shù)據(jù)報(bào)在任何時(shí)辰都只占用一條鏈路的資源。目前國際上流行的公共時(shí)辰都只占用一條鏈路的資源。目前國際上流行的公共數(shù)據(jù)網(wǎng)都采用分組交換的方式。數(shù)據(jù)網(wǎng)都采用分組交換的方式。 發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄54報(bào)文分組報(bào)文分組 未來自上層的報(bào)文分為一定長(zhǎng)度的分組，每一個(gè)未來自上層的報(bào)文分為一定長(zhǎng)度的分組，每一個(gè)分組中包括一個(gè)分組頭，在其中標(biāo)識(shí)源節(jié)點(diǎn)、目分組中包括一個(gè)分

45、組頭，在其中標(biāo)識(shí)源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)的地址、分組的順序號(hào)和其它控制信息，的節(jié)點(diǎn)的地址、分組的順序號(hào)和其它控制信息，以保證在接納端可以將分組復(fù)原為完好的報(bào)文。以保證在接納端可以將分組復(fù)原為完好的報(bào)文。 路由選擇路由選擇 擁塞控制擁塞控制 控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄55從實(shí)際上講，從實(shí)際上講，OSI/RMOSI/RM是開放特性網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造的典是開放特性網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)造的典范，它嚴(yán)厲遵照層次化的描畫方法把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通范，它嚴(yán)厲遵照層次化的描畫方法把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊體系劃分為七個(gè)層次，各層協(xié)議的內(nèi)容也思索得訊體系劃分為七個(gè)層次，各層協(xié)議的內(nèi)容也思索得非常周全。由于

46、非常周全。由于OSIOSI模型本身并沒有對(duì)每層的數(shù)據(jù)模型本身并沒有對(duì)每層的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范作出嚴(yán)厲的規(guī)定，因此它只是一種提供了傳輸規(guī)范作出嚴(yán)厲的規(guī)定，因此它只是一種提供了概念性和功能性的網(wǎng)絡(luò)體系框架或藍(lán)本，對(duì)計(jì)算機(jī)概念性和功能性的網(wǎng)絡(luò)體系框架或藍(lán)本，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)起到了規(guī)范和指點(diǎn)作用。網(wǎng)絡(luò)起到了規(guī)范和指點(diǎn)作用。 小小 結(jié)結(jié)控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄566.4 TCP/IP協(xié)議協(xié)議 6.4.1 TCP/IP的根本情況的根本情況 6.4.2 TCP/IP的層次構(gòu)造的層次構(gòu)造控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄57TCP

47、/IPTCP/IP體系是涉及面最廣、影響最大的網(wǎng)絡(luò)體系。體系是涉及面最廣、影響最大的網(wǎng)絡(luò)體系。TCP/IPTCP/IP是是InternetInternet的中心協(xié)議。的中心協(xié)議。TCP/IPTCP/IP協(xié)議不是國際規(guī)范，但由于協(xié)議不是國際規(guī)范，但由于TCP/IPTCP/IP協(xié)議的簡(jiǎn)協(xié)議的簡(jiǎn)單、適用、高效和成熟，更由于單、適用、高效和成熟，更由于InternetInternet的流行，的流行，使得使得TCP/IPTCP/IP成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)上的國際規(guī)范。成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)上的國際規(guī)范?？刂苾x表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄58TCP/IP這個(gè)術(shù)語并不是單

48、指一個(gè)協(xié)議，而是由這個(gè)術(shù)語并不是單指一個(gè)協(xié)議，而是由100多個(gè)與之相關(guān)的協(xié)議和運(yùn)用程序組成的一個(gè)協(xié)議多個(gè)與之相關(guān)的協(xié)議和運(yùn)用程序組成的一個(gè)協(xié)議族，族， 以下是以下是 3 個(gè)最主要的根本協(xié)議：個(gè)最主要的根本協(xié)議：網(wǎng)間協(xié)議網(wǎng)間協(xié)議IPIP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDPUDP傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議 TCPTCP控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置控制儀表和計(jì)算機(jī)控制裝置上頁上頁下頁下頁目目 錄錄59運(yùn)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層運(yùn)用層*傳輸層互聯(lián)網(wǎng)層網(wǎng)絡(luò)接口層*各種運(yùn)用層協(xié)議例如：、TELNET、FTP等TCP、UDPIP網(wǎng)絡(luò)接口層OSI/RMTCP/IPMAILWWWSMTPFTPTELNETTFTPTCPUDPIPHardware Interface圖圖6.15 OSI6.15 OSI與與TCP/IPTCP/IP模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系模型的對(duì)應(yīng)關(guān)