計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義為：“利用通信設(shè)備和線路，將分布在不同地理位置的、功 能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)， 以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件 （網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及網(wǎng) 絡(luò)操作系統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)” 。按網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù) （通信信道 ） 廣播式網(wǎng)絡(luò) 點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)按跨度（地域范圍）局域網(wǎng) LAN城域網(wǎng) MAN廣域網(wǎng) WAN按通信介質(zhì)有線網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)按組建屬性公用網(wǎng)專用網(wǎng)按管理性質(zhì) 內(nèi)聯(lián)網(wǎng)外聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：從邏輯功能上可以分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)兩個(gè)部分。1. 資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)主要是對(duì)信息進(jìn)行加工和處理，面向用戶，接受本地用戶和網(wǎng)絡(luò) 用戶提交的任務(wù)，最終完成信息的處理。2. 通信子網(wǎng)

2、主要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信息流的傳遞、交換和控制，以及信號(hào)的變換和 通信中的有關(guān)處理工作，間接地服務(wù)于用戶。第 2 章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 調(diào)制與解調(diào) 調(diào)制就是通過(guò)調(diào)制器將數(shù)字信號(hào)波形變換成適于模擬信道傳輸?shù)牟ㄐ危?根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容（ 0 或 1）來(lái)改變載波的特性（振幅、頻率或相位） ，然后將經(jīng)過(guò) 改變的載波送出去， 這個(gè)過(guò)程稱為調(diào)制。 載波是指可以用來(lái)載送數(shù)據(jù)的信號(hào)， 一 般用正弦波作為載波。在接收端，通過(guò)解調(diào)器將被修改的載波與正常的載波比較（去掉載波） ，恢 復(fù)出原來(lái)的數(shù)據(jù)，這個(gè)過(guò)程稱為解調(diào)。調(diào)制與解調(diào)是互反的過(guò)程。2.1.2 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)據(jù)編碼方法主要有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用數(shù)字信號(hào)表示、 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用

3、模擬信號(hào)表示、 模擬數(shù)據(jù)用數(shù)字信號(hào)表示三種編碼方式。2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) （一）基帶傳輸與寬帶傳輸（二）同步傳輸與異步傳輸 （三）并行傳輸與串行傳輸 （四）單工、半雙工與全雙工通信方式 （五）多路復(fù)用技術(shù)2.1.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 數(shù)據(jù)交換是指在數(shù)據(jù)通信時(shí)利用中間節(jié)點(diǎn)將通信雙方連接起來(lái)。 數(shù)據(jù)交換方式包括線路交換 （電路交換 ）、報(bào)文交換和分組交換。2.1.5 傳輸介質(zhì)1 同軸電纜2 雙絞線 由兩條相互絕緣的銅線組成，其典型粗細(xì)約 1mm,兩條象螺紋一樣絞在一起。屏蔽雙絞線 無(wú)屏蔽雙絞線3 光纖 4 無(wú)線介質(zhì) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)的選擇傳輸介質(zhì)的選擇：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信容量、可靠性、價(jià)格 雙絞線：價(jià)格便

4、宜、帶寬受限、通信容量小 同軸電纜：價(jià)格較貴、連接多個(gè)設(shè)備、容量大光纖：頻帶寬、速度高、體積小、重量輕、衰減小、誤碼率低、抗電磁干擾強(qiáng) 無(wú)線：接入方便 傳輸速度的比較媒體訪問(wèn)控制一、帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) CSMA/CDCSMA/CD可以概括為先聽(tīng)后發(fā)、邊發(fā)邊聽(tīng)、沖突停止、隨機(jī)延時(shí)后重發(fā)二、令牌環(huán)(Token Ring)介質(zhì)訪問(wèn)控制三、令牌總線(Token Bus)訪問(wèn)控2.2.2 OSI參考模型一、OSI參考模型ISO劃分七層的基本原則： 網(wǎng)中各結(jié)點(diǎn)都具有相同的層次； 不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能； 同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過(guò)接口通信； 每層可以使用下層提供的服務(wù)，并向其上層提供服務(wù)；

5、 不同結(jié)點(diǎn)的同等層通過(guò)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信、分層模型工作原理層號(hào)層名英文名工作任務(wù)接口要求操作內(nèi)容第一層物理層Physical Layer比特流傳輸物理接口定義數(shù)據(jù)收發(fā)第二層:數(shù)據(jù)鏈路層Data Link Layer成幀、糾錯(cuò)介質(zhì)訪冋方案訪問(wèn)控制第三層網(wǎng)絡(luò)層Network Layer選線、尋址路由器選擇選定路徑:第四層傳輸層Tran sport Layer收發(fā)數(shù)據(jù)傳輸端口確認(rèn)第五層會(huì)話層Sessi on Layer同步對(duì)話結(jié)構(gòu)會(huì)話管理第六層表示層Prese ntati on Layer編譯數(shù)據(jù)表達(dá)數(shù)據(jù)構(gòu)造第七層應(yīng)用層Applicati on Layer管理、協(xié)同應(yīng)用操作信息交換:應(yīng)用層與

6、用戶應(yīng)用進(jìn)程的接口“做什么”表示層數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換“對(duì)方看起來(lái)象什么”會(huì)話層會(huì)話管理與數(shù)據(jù)傳輸同步“該誰(shuí)講話”“從哪兒講傳輸層端到端可靠的數(shù)據(jù)傳輸“對(duì)方在哪兒”網(wǎng)絡(luò)層分組傳送，路由選擇，流量 控制“走哪條路可以到達(dá)對(duì)方數(shù)據(jù)鏈路層相鄰結(jié)點(diǎn)間無(wú)差錯(cuò)地傳送幀母步該怎么走物理層在物理信道上比特流傳輸“怎樣利用物理媒體”223 TCP/IP參考模型OSI參考模型TCP/IP參考模型TCP/IP體系結(jié)構(gòu)各層的功能1. 網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP參考模型的最低層，負(fù)責(zé)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào)；包括了能使用TCP/IP與物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的協(xié)議。2. 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是在TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)中正式定義的第一層。網(wǎng)絡(luò)層所執(zhí)

7、行的主要功能是處理來(lái)自傳輸層的分組，將分組形成數(shù)據(jù)包（IP數(shù)據(jù)包），并為該數(shù)據(jù)包進(jìn)行路徑選擇，最終將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)發(fā)送到目的主機(jī)， 在網(wǎng)絡(luò)層中，最常用的協(xié)議是互連協(xié)議IP,其他一些協(xié)議用來(lái)協(xié)助IP的操作。相當(dāng)OSI參考模型網(wǎng)絡(luò)層無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；處理互連的路由選擇、流控與擁塞問(wèn)題；3. 傳輸層主要功能是在互連網(wǎng)中源主機(jī)與目的主機(jī)的對(duì)等實(shí)體間建立用于會(huì)話的端-端連接；傳輸控制協(xié)議TCP是一種可靠的面向連接協(xié)議；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP是一種不可靠的無(wú)連接協(xié)議。4. 應(yīng)用層在TCP/IP模型中，應(yīng)用程序接口是最高層，它與OSI模型中的高三層的任 務(wù)相同，用于提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，比如文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、域名服務(wù)

8、和簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管2.2.4 OSI參考模型與TCP/IP參考模型的比較它們?cè)谠O(shè)計(jì)中都采用了層次結(jié)構(gòu)的思想。無(wú)論是OSI參考模型還是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)都不是完美的，對(duì)二者的評(píng)論與批評(píng)都很多。OSI參考模型的主要問(wèn)題是定義復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)困難。而TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的缺陷包括網(wǎng)絡(luò)接口層本身并不是實(shí)際的一層， 每層的功能定義與其實(shí)現(xiàn)方法沒(méi)能區(qū) 分開(kāi)來(lái)，使TCP/IP體系結(jié)構(gòu)不適合于其他非TCP/IP協(xié)議族等。第 3 章 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化環(huán)境下提出與發(fā)展起來(lái)的，是計(jì) 算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合發(fā)展的結(jié)果。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)就是要適應(yīng)各類工業(yè)企業(yè)的不同應(yīng)用需求，

9、并確定各 具應(yīng)用特色的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案。3.1.2 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)企業(yè)網(wǎng)工業(yè)企業(yè)網(wǎng)具有下列特性 ：范圍確定性 集成性 安全性 相對(duì)開(kāi)放性3.3 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)3.3.1 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)（Total Distributed control System）,也稱為分散或分布式控制系 統(tǒng)（Distributed Control System）統(tǒng)一稱為集散控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)記DCS，隨著現(xiàn)代大 型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜而產(chǎn)生的綜合控制系統(tǒng)：集散控制系統(tǒng)既有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)精度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又有模擬 調(diào)節(jié)儀表控制系統(tǒng)安全可靠、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。3.3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線1. 現(xiàn)場(chǎng)總

10、線的定義 : 現(xiàn)場(chǎng)總線是一種互聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備及其控制系統(tǒng)的 雙向串行數(shù)字通信協(xié)議。 也就是說(shuō)， 現(xiàn)場(chǎng)總線是控制系統(tǒng)中底層的通信網(wǎng)絡(luò)， 具 有雙向數(shù)字傳輸功能， 在控制系統(tǒng)中允許智能現(xiàn)場(chǎng)裝置全數(shù)字化、 多變量、雙向、 多節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)一條物理媒體互相交換信息。 現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組 織（ISO）的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）模型，而不同的現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)又不盡相同?，F(xiàn)場(chǎng)總線可廣泛應(yīng)用于過(guò)程工業(yè) /工廠自動(dòng)化、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、交通、家 庭自動(dòng)化等各領(lǐng)域3. 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)：（ 1）系統(tǒng)的開(kāi)放性（ 2）互可操作性與互用性（ 3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性（ 4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性（ 5）對(duì)

11、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性第 4 章 現(xiàn)場(chǎng)總線及其應(yīng)用41 現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、全開(kāi)放、全雙工、多節(jié)點(diǎn)的串行通信工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。CIMS 體系結(jié)構(gòu)可分為 5 層。即工廠級(jí)、車間級(jí)、單元級(jí)、工作站級(jí)和現(xiàn)場(chǎng) 級(jí)。簡(jiǎn)化的 CIMS 則分為 3 層即工廠級(jí)、車間級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。4.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)（一）現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)1開(kāi)放性。 2交互性。 3自治性。 4適應(yīng)性。（二）現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)1節(jié)省硬件數(shù)量 2節(jié)省安裝費(fèi)用 3節(jié)省維護(hù)開(kāi)銷 4、用戶具有高度的 系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán) 5、提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性4. 2 PROFIBUS 介紹PROFIBUS有以下三

12、個(gè)組成部分：1. PROFIBUS FMS它主要是用來(lái)解決車間級(jí)通用性通信任務(wù)，可用于大范圍和復(fù)雜的通信。 總線周期一般小于100ms2. PROFIBUS DP專門為自動(dòng)控制系統(tǒng)與分散I/O設(shè)備之間通信使用，總線周期一般小于10ms3. PROFIBUS PA它是專門為過(guò)程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的，它可使傳感器和執(zhí)行器安在一根共用的總線上，用雙線進(jìn)行總線供電和數(shù)據(jù)通信名稱PROFIBUS-FMSPROFIBUS-DPPROFIBUS-PA用途通用目的自動(dòng)化工廠自動(dòng)化過(guò)程自動(dòng)化目的通用快速面向應(yīng)用大范圍連網(wǎng)通信即插即用總線供電1特點(diǎn)多主通信高效、廉價(jià)本質(zhì)安全傳輸介質(zhì)RS485或光纖RS485或光纖IEC1

13、158-2基于現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS DP/PA控制系統(tǒng)位于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的底層, 即現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUS是面向現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(jí)的數(shù)字化通信 網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS的通信模型和協(xié)議結(jié)構(gòu)PROFIBUS-DP使用了第1層（物理層）、第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）和用戶接口， 第3層到第7層末加以描述。PROFIBUS FMS對(duì)第1層、第2層和第7層（應(yīng)用層）均加以定義。 PROFIBUS PA采用了擴(kuò)展的DP協(xié)議。使用分段式耦合器， PROFIBUSPA設(shè)備能很方便地集成到 PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上。PROFIBUS-DP和PROFIBUS-FMS系統(tǒng)使用了同樣的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一

14、的總 線訪問(wèn)協(xié)議，因而這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時(shí)操作。4.2.2 PROFIBUS控制系統(tǒng)組成PROFIBUS控制系統(tǒng)組成包括以下幾個(gè)部分：1、1類主站1類主站指PLC、PC或可做1類主站的控制器。1類主站完成總線通信控 制與管理。2、2類主站2類主站在網(wǎng)絡(luò)中完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)視。3、從站PLC可做PROFIBUS上的一個(gè)從站。PLC自身有程序存儲(chǔ)，PLC的CPU 部分執(zhí)行程序并按程序驅(qū)動(dòng)I/O。作為PROFIBUS主站的一個(gè)從站。PROFIBUS 總線存取協(xié)議，在主站之間采用令牌傳送方式，在主站與從站 之間采用主從方式令牌傳遞程序保證每個(gè)主站在一個(gè)確切規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到總線存取權(quán) （令 牌

15、 ）。在 PROFIBUS 中，令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行。主站得到總線存取令牌 時(shí)可與從站通信。 每個(gè)主站均可向從站發(fā)送或讀取信息。 因此， 可能有三種系統(tǒng) 配置：純主從系統(tǒng)、純主主系統(tǒng)和混合系統(tǒng)當(dāng)某主站得到令牌報(bào)文后，該主站可在一定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行主站工作。在這段 時(shí)間內(nèi)，它可依照主從通信關(guān)系表與所有從站通信， 也可依照主主通信關(guān)系表與 所有主站通信。在總線系統(tǒng)初建時(shí)，主站介質(zhì)存取控制 MAC 的任務(wù)是制定總線 上的站點(diǎn)分配并建立邏輯環(huán)。 在總線運(yùn)行期間， 斷電或損壞的主站必須從環(huán)中排 除，新上電的主站必須加入邏輯環(huán)。PROFIBUSDP 技術(shù)簡(jiǎn)介PROFIBUSDP 用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。

16、主站周期性地讀取從站的輸入信息并周期性地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€ 循環(huán)時(shí)間必須要比主站程序循環(huán)時(shí)間短。1設(shè)備類型三種不同類型設(shè)備。1）一級(jí)DP主站（DPMI） 一級(jí)DP主站是中央控制器，它在預(yù)定的周期內(nèi)與 分散的站交換信息。典型的 DPM1 如 PLC 或 PC。2）二級(jí)DP主站（DPM2）二級(jí)DP主站是編程器、組態(tài)設(shè)備或操作面板，在 DP 系統(tǒng)組態(tài)操作時(shí)使用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的。3）DP 從站 DP 從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備 （I/0 設(shè) 備、驅(qū)動(dòng)器、HMI、閥門等）。也包括一些只提供輸入或輸出信息的設(shè)備。2系統(tǒng)配置允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)。1）單主站系統(tǒng) 在總線系

17、統(tǒng)的運(yùn)行階段，只有一個(gè)活動(dòng)主站。2）多主站系統(tǒng) 總線上連有多個(gè)主站。 這些主站與各自從站構(gòu)成相互獨(dú)立的 子系統(tǒng)。 每個(gè)子系統(tǒng)包括一個(gè) DPM1 、指定的若干從站及可能的 DPM2 設(shè)備。任 何一個(gè)主站均可讀取 DP 從站的輸入輸出映像，但只有一個(gè) DP 主站允許對(duì) DP 從站寫入數(shù)據(jù)，PROFIBUSPA 技術(shù)簡(jiǎn)介PA可用來(lái)替代420mA的模擬信號(hào)傳輸技術(shù)。特性： 適合過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用的行規(guī)，使不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互換性； 增加和去除總線站點(diǎn)，即使在本質(zhì)安全地區(qū)也不會(huì)影響到其他站；在過(guò)程自動(dòng)化的 PROFIBUSPA 段與制造業(yè)自動(dòng)化的服 PROFIBUS DP 總線段之間通過(guò)鍋臺(tái)器連接，

18、并可實(shí)現(xiàn)兩段問(wèn)的透明通信； 使用與IEC61158 2技術(shù)相同的雙絞線完成遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)傳送；PROFIBUSFMS 技術(shù)簡(jiǎn)介 旨在解決車間監(jiān)控級(jí)通信。在這一層，可編程序控制器：之間需要比現(xiàn)場(chǎng) 層更大量的數(shù)據(jù)傳送，但通信的實(shí)時(shí)性要求低于現(xiàn)場(chǎng)層?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）可以工作在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并能適應(yīng)本質(zhì)安全防爆的要求， 還可以通過(guò)傳輸數(shù)據(jù)的總線為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供工作電源。它在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且具有良好的發(fā)展前景。FF總線以前分為H1和H2兩級(jí)總線，但隨著控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)信息傳輸量的日益增大，H2已被HSE取代。本質(zhì)安全是指通過(guò)設(shè)計(jì)等手段使生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有安全性

19、，即 使在誤操作或發(fā)生故障的情況下也不會(huì)造成事故的功能。具體包括失誤一安全（誤操作不會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生或自動(dòng)阻止誤操作）、故障一安全功能（設(shè)備、工藝 發(fā)生故障時(shí)還能暫時(shí)正常工作或自動(dòng)轉(zhuǎn)變安全狀態(tài)）?；饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線分低速 H1和高速HSE。H1的傳輸速率為31.25Kps,通信 距離可達(dá)1900m，可支持總線供電，支持本質(zhì)安全防爆環(huán)境HSE的傳輸速率從100Mbps到1Gps或更高。物理傳輸介質(zhì)可支持雙絞線、光纜和無(wú)線發(fā)射。2. FF通信模型如參考模型HlHSE用戶層'用戶層應(yīng)用層7現(xiàn)場(chǎng)總議報(bào)文規(guī)世子層（FMS） 現(xiàn)場(chǎng)總線訪問(wèn)了層（FAS）FMS/FDA喪示墾6會(huì)話層5省略層1省略矢6層傳輸

20、層47TP/UDP何絡(luò)層3數(shù)僞儺路層2H【數(shù)振桂路層”數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層3. FF物理層一、物理層的功能物理層作為電氣接口，一方面接收來(lái)自數(shù)據(jù)鏈路層的信息，把它轉(zhuǎn)換為物 理信號(hào)，并傳送到現(xiàn)場(chǎng)總線的傳輸介質(zhì)上， 起到發(fā)送驅(qū)動(dòng)器的作用；另一方面把 來(lái)自總線傳輸介質(zhì)的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為信息送往數(shù)據(jù)鏈路層起到接收器的作用。二、物理層的結(jié)構(gòu)物理層被分為介質(zhì)相關(guān)子層及介質(zhì)無(wú)關(guān)子層。介質(zhì)相關(guān)子層負(fù)責(zé)處理導(dǎo)線、光纖、無(wú)線介質(zhì)等不同傳輸介質(zhì)、不同速率 的信號(hào)轉(zhuǎn)換問(wèn)題，也稱為介質(zhì)訪問(wèn)單元。對(duì)不同種類介質(zhì)、不同傳輸速率要求的 場(chǎng)合，應(yīng)分別設(shè)置不同的物理層實(shí)體。介質(zhì)無(wú)關(guān)子層則是介質(zhì)訪問(wèn)單元與數(shù)據(jù)鏈路層之間的接口。4數(shù)

21、據(jù)鏈路層（DLL）1. FF通信設(shè)備類型按照設(shè)備的通信能力，F(xiàn)F將通信設(shè)備分為三種類型鏈路主設(shè)備(Link Master Device ):有能力成為鏈路活動(dòng)調(diào)度器 LAS (LinkActive Scheduler)的設(shè)備，包括主機(jī)接口或某些其它設(shè)備。基本設(shè)備(Basic Device):具備基本通信能力，即只能接受總線命令作出響 應(yīng)的總線設(shè)備，不具備LAS能力。網(wǎng)橋(Bridge):用于連接不同傳輸速率或不同傳輸介質(zhì)的設(shè)備，比如將下 游各個(gè)H1網(wǎng)段連接在一起的設(shè)備，同時(shí)也是 H1和HSE接口設(shè)備，它必須成為 鏈路主設(shè)備。Lon Works 簡(jiǎn)介L(zhǎng)onWorks網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)核心是Lon Tal

22、k協(xié)議，開(kāi)放式通信協(xié)議Lon Talk為設(shè) 備之間交換控制狀態(tài)信息建立了一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)。這樣在LonTalk協(xié)議的協(xié)調(diào)下，以往那些孤立的系統(tǒng)和產(chǎn)品融為一體，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。Lon Talk協(xié)議最大的特點(diǎn)是對(duì) OSI的七層協(xié)議的支持，是直接面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這是 以往的現(xiàn)場(chǎng)總線所不支持的。具體實(shí)現(xiàn)就采用網(wǎng)絡(luò)變量這一形式。網(wǎng)絡(luò)變量使節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳遞只是通過(guò)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量的互相連接便可完成。神經(jīng)元芯片是LonWorks技術(shù)的關(guān)鍵。由于這種Lon Talk協(xié)議硬件芯片的支 持，滿足了現(xiàn)場(chǎng)通訊的實(shí)時(shí)性、接口的直觀性和簡(jiǎn)潔性的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用要求。(二) LonWorks的技術(shù)特點(diǎn)1、擁有三個(gè)處理單元

23、的神經(jīng)元芯片(Neuron芯片)2、支持多種通信介質(zhì)和它們的互連；3、帶預(yù)測(cè)P的CSMA4、網(wǎng)絡(luò)變量(NV)5、提供給使用者一個(gè)完整的開(kāi)發(fā)平臺(tái)6、Lon Works技術(shù)的其他參數(shù)2. Lon Talk 協(xié)議表執(zhí)10 LrmUJk與的七用協(xié)說(shuō)的比越OS岳冼標(biāo)族服務(wù)bin Works視供的眼務(wù)飪理器應(yīng)用崖網(wǎng)培癥用標(biāo)卅阿琳變?cè)囉⒋瓚?yīng)用址理器數(shù)鋸蠱示1 ” _r網(wǎng)絡(luò)處卻祥遠(yuǎn)理剛控功作消求響應(yīng)，認(rèn)訕*網(wǎng)絡(luò)管坯傳送涇瑞時(shí)端的可靠旳輸罷善非應(yīng)售然對(duì)點(diǎn)、廣皤、認(rèn)證9r陰皓址理羅進(jìn)輸分紐地址、踣由""網(wǎng)石處理器1琳路號(hào)岔皓構(gòu)虞據(jù)解碼IRC錯(cuò)謖幢疊rMAC T仆航訪何MAC卜諌辱介質(zhì)*削拽口X

24、CVRCAN總線CAN ( Controller Area Network )即控制器局域網(wǎng)，可以歸屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總 線的范疇，通常稱為CAN bus，即CAN總線，是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的開(kāi)放 式現(xiàn)場(chǎng)總線之一。1. CAN的工作原理當(dāng) CAN 總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn) (站 ) 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 它以報(bào)文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所 有節(jié)點(diǎn)。每組報(bào)文開(kāi)頭的 11 位字符為標(biāo)識(shí)符 (CAN2.0A) ，定義了報(bào)文的優(yōu)先級(jí)，這 種報(bào)文格式稱為面向內(nèi)容的編址方案。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 該節(jié)點(diǎn)的 CPU 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自 己的標(biāo)識(shí)符傳送給本節(jié)點(diǎn)的 CAN 芯片，并處于準(zhǔn)備狀態(tài)； 當(dāng)它收到總線分配時(shí)， 轉(zhuǎn)為發(fā)

25、送報(bào)文狀態(tài)。CAN 芯片將數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議組織成一定的報(bào)文格式發(fā)出，這時(shí) ,網(wǎng)上的其它 節(jié)點(diǎn)處于接收狀態(tài)。每個(gè)處于接收狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行檢測(cè)，判斷這些報(bào)文是否是 發(fā)給自己的，以確定是否接收它。由于 CAN 總線是一種面向內(nèi)容的編址方案， 因此很容易建立高水準(zhǔn)的控制 系統(tǒng)并靈活地進(jìn)行配置。我們可以很容易地在 CAN 總線中加進(jìn)一些新節(jié)點(diǎn)而無(wú) 需在硬件或軟件上進(jìn)行修改。第 6 章 過(guò)程控制中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 過(guò)程控制系統(tǒng)：是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)控制系統(tǒng)的被控量是溫度、壓力、 流量、液位、成分等一些過(guò)程變量的系統(tǒng)2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)( 1)最大偏差 A 最大動(dòng)態(tài)偏差是階躍響應(yīng)中，第一個(gè)波峰超過(guò)穩(wěn)態(tài)值的幅度 y1。( 2)余差 C 過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后被調(diào)量新的穩(wěn)態(tài)值與新設(shè)定值的差值，它是控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài) 準(zhǔn)確性的衡量標(biāo)志。(3)衰減比n 衰減比是衡量一個(gè)衰減過(guò)程的衰減程度指標(biāo)( 4)過(guò)渡時(shí)間 ts( 5)上升時(shí)間 tr( 6)振蕩周期 T6.2 過(guò)程控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型6.2.1 被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型 一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)由被控過(guò)程和檢查控制儀表兩部分組成 1、建立被控過(guò)程數(shù)學(xué)模型的目的( 1)設(shè)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)和整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)( 2)指導(dǎo)生產(chǎn)工藝及其設(shè)備的設(shè)計(jì)( 3)對(duì)被控過(guò)程進(jìn)行仿真研究2、被控過(guò)程數(shù)學(xué)模型的類型 建立過(guò)程數(shù)學(xué)模型的方法