維修電工中高級培訓工業(yè)控制技術

1、維修電工中高級培訓工業(yè)控制技術,課程大綱,第一節(jié) 制絲線控制技術的發(fā)展歷程 第二節(jié) 計算機網絡技術第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識第四節(jié) 現場總線 第五節(jié) 工業(yè)以太網 第六節(jié)：制絲線典型網絡架構及常見故障總結,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第二節(jié)計算機網絡技術,一、計算機網絡概念 二、計算機網絡系統的組成三、計算機網絡的分類四、計算機網絡的功能,2024年3月28日星期四12時1分19秒,計算機

2、網絡是計算機技術和通信技術緊密結合的產物，它涉及到通信與計算機兩個領域。它的誕生使計算機體系結構發(fā)生了巨大變化，在當今社會經濟中起著非常重要的作用，它對人類社會的進步做出了巨大貢獻。從某種意義上講，計算機網絡的發(fā)展水平不僅反映了一個國家的計算機科學和通信技術水平，而且已經成為衡量其國力及現代化程度的重要標志之一。計算機網絡要完成數據處理與數據通信兩大基本功能，那么從它的結構上必然可以分成兩個部分：負責數據處理的計算機和終端，負責數據通信

3、的通信控制處理機 CCP（Communication Control Processor)和通信線路。從計算機網絡組成角度來分，典型的計算機網絡在邏輯上可以分為兩個子網：資源子網和通信子網。,第二節(jié)計算機網絡技術,2024年3月28日星期四12時1分19秒,那么到底什么是計算機網絡呢？它的結構如何呢？ 不同的人群對計算機網絡的含義和理解是不盡相同的。早期，人們將分散的計算機、終端及其附設，利用通信媒體連接起來，能夠實現相互的通信稱做

4、網絡系統。 隨著分布處理技術的發(fā)展和從用戶使用角度考慮，對計算機網絡的概念也發(fā)生了變化，定義為“必須具有能為用戶自動管理各類資源的操作系統，由它調度完成網絡用戶的請求，使整個網絡資源對用戶透明”。 綜上所述，我們將計算機網絡做如下描述：計算機網絡是利用通信線路將地理位置分散的、具有獨立功能的許多計算機系統連接起來，按照某種協議進行數據通信，以實現資源共享的信息系統。,第二節(jié)計算機網絡技術一、計算機網絡概念,2024年3月28日

5、星期四12時1分19秒,計算機網絡系統是通信子網和資源子網組成的。而網絡軟件系統和網絡硬件系統是網絡系統賴以存在的基礎。在網絡系統中，硬件對網絡的選擇起著決定性作用，而網絡軟件則是挖掘網絡潛力的工具。,第二節(jié)計算機網絡技術二、計算機網絡系統的組成,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（一）網絡軟件 在網絡系統中，網絡上的每個用戶，都可享有系統中的各種資源，系統必須對用戶進行控制。否則，就會造成系統混亂、信息數據的破壞和丟失

6、。為了協調系統資源，系統需要通過軟件工具對網絡資源進行全面的管理、調度和分配，并采取一系列的安全保密措施，防止用戶不合理的對數據和信息的訪問，以防數據和信息的破壞與丟失。網絡軟件是實現網絡功能不可缺少的軟件環(huán)境。 通常網絡軟件包括： 1、網絡協議和協議軟件：它是通過協議程序實現網絡協議功能。 2、網絡通信軟件：通過網絡通信軟件實現網絡工作站之間的通信。 3、網絡操作系統：網絡操作系統是用以實現系統資源共享、管理用戶對不同

7、資源訪問的應用程序，它是最主要的網絡軟件。 4、網絡管理及網絡應用軟件： 網絡管理軟件是用來對網絡資源進行管理和對網絡進行維護的軟件。網絡應用軟件是為網絡用戶提供服務并為網絡用戶解決實際問題的軟件。5、網絡軟件最重要的特征是：網絡管理軟件所研究的重點不是在網絡中互連的各個獨立的計算機本身的功能，而是在如何實現網絡特有的功能。而網絡軟件系統和網絡硬件系統是網絡系統賴以存在的基礎。在網絡系統中，硬件對網絡的選擇起著決定性作用，而網絡軟

8、件則是挖掘網絡潛力的工具。,第二節(jié)計算機網絡技術二、計算機網絡系統的組成,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（二）網絡硬件 網絡硬件是計算機網絡系統的物質基礎。要構成一個計算機網絡系統，首先要將計算機及其附屬硬件設備與網絡中的其它計算機系統連接起來。不同的計算機網絡系統，在硬件方面是有差別的。隨著計算機技術和網絡技術的發(fā)展，網絡硬件日趨多樣化，功能更加強大，更加復雜。 1． 線路控制器 LC(Line Contro

9、ller)： LC 是主計算機或終端設備與線路上調制解調器的接口設備。 2．通信控制器 CC(Communication Controller):CC是用以對數據信息各個階段進行控制的設備。 3．通信處理機 CP(Communication Processor)：CP 是作為數據交換的開關，負責通信處理工作。 4．前端處理機 FEP(Front End Processor)：FEP 也是負責通信處理工作的設備。

10、5．集中器 C(Concentrator)、多路選擇器 MUX(Multiplexor)：是通過通信線路分別和多個遠程終端相連接的設備。 6．主機 HOST(Host Computer)。 7．終端 T(Terminal)。 隨著計算機網絡技術的發(fā)展和網絡應用的普及，網絡結點設備會越來越多，功能也更加強大，設計也更加復雜。,第二節(jié)計算機網絡技術二、計算機網絡系統的組成,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（一）從網

11、絡結點分布來看可分為局域網（Local Area Network，LAN） 、廣域網（Wide Area Network，WAN）和城域網（Metropolitan Area Network，MAN） 。 局域網是一種在小范圍內實現的計算機網絡，一般在一個建筑物內，或一個工廠、一個單位內部，為單位獨有。局域網距離可在十幾公里以內，信道傳輸速率可達1~20Mbps，結構簡單，布線容易。廣域網范圍很廣，可以分布在一個省內、一個國家或

12、幾個國家。廣域網信道傳輸速率較低，一般小于 0.1Mbps，結構比較復雜。城域網是在一個城市內部組建的計算機信息網絡，提供全市的信息服務。現在隨著通訊技術的不斷發(fā)展，計算機網絡的通訊傳輸速率從 K 級逐步發(fā)展到十兆、百兆、千兆，有的骨干網絡可以達到 10T。,第二節(jié)計算機網絡技術三、計算機網絡的分類,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（二）按交換方式可分為線路交換網絡（Circurt Switching） 、報文交換網絡（

13、Message Switching）和分組交換網絡（Packet Switching）,第二節(jié)計算機網絡技術三、計算機網絡的分類,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（三）按網絡拓撲結構可分為星型網絡、樹型網絡、總線型網絡、環(huán)型網絡和網狀網絡。 絡拓撲結構是拋開網絡電纜的物理連接來討論網絡系統的連接形式，是指網絡電纜構成的幾何形狀，它能表示出網絡服務器、工作站的網絡配置和互相之間的連接。,第二節(jié)計算機網絡技術三、計算機

14、網絡的分類,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（一）數據通信 該功能實現計算機與終端、計算機與計算機間的數據傳輸，這是計算機網絡的基本功能。,第二節(jié)計算機網絡技術四、計算機網絡的功能,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（二）資源共享 網絡上的計算機彼此之間可以實現資源共享，包括硬件、軟件和數據。信息時代的到來，資源的共享具有重大的意義。首先，從投資考慮，網絡上的用 戶可以共享使用網上的打印機、掃描儀等，這

15、樣就節(jié)省了資金。其次，現代的信息量越來越大，單一的計算機已經不能將其儲存，只有分布在不同的計算機上，網絡用戶可以共享這些信息資源。再次，現在計算機軟件層出不窮，在這些浩如煙海的軟件中，不少是免費共享的，這是網絡上的寶貴財富。任何連入網絡的人，都有權利使用它們。資源共享為用戶使用網絡提供了方便。,第二節(jié)計算機網絡技術四、計算機網絡的功能,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（三）遠程傳輸 計算機應用的發(fā)展，已經從科學計算到數

16、據處理，從單機到網絡。分布在很遠位置的用戶可以互相傳輸數據信息，互相交流，協同工作。,第二節(jié)計算機網絡技術四、計算機網絡的功能,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（四）集中管理 計算機網絡技術的發(fā)展和應用，已使得現代的辦公手段、經營管理等發(fā)生了變化。目前，已經有了許多 MIS 系統、OA 系統等，通過這些系統可以實現日常工作的集中管理，提高工作效率，增加經濟效益。,第二節(jié)計算機網絡技術四、計算機網絡的功能,2024年3

17、月28日星期四12時1分19秒,（五）實現分布式處理 網絡技術的發(fā)展，使得分布式計算成為可能。對于大型的課題，可以分為許許多多的小題目，由不同的計算機分別完成，然后再集中起來，解決問題。,第二節(jié)計算機網絡技術四、計算機網絡的功能,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（六）負荷均衡 負荷均衡是指工作被均勻的分配給網絡上的各臺計算機系統。網絡控制中心負責分配和檢測，當某臺計算機負荷過重時，系統會自動轉移負荷到較輕的計算機系

18、統去處理。 由此可見，計算機網絡可以大大擴展計算機系統的功能，擴大其應用范圍，提高可靠性，為用戶提供方便，同時也減少了費用，提高了性能價格比。,第二節(jié)計算機網絡技術四、計算機網絡的功能,2024年3月28日星期四12時1分19秒,綜上所述，計算機網絡首先是計算機的一個群體，是由多臺計算機組成的，每臺計算機的工作是獨立的，任何一臺計算機都不能干預其他計算機的工作，例如啟動、關機和控制其運行等；其次，這些計算機是通過一定的通信媒體互

19、連在一起，計算機間的互連是指它們彼此間能夠交換信息。網絡上的設備包括微機、小型機、大型機、終端、打印機，以及繪圖儀、光驅等設備。用戶可以通過網絡共享設備資源和信息資源。網絡處理的電子信息除一般文字信息外，還可以包括聲音和視頻信息等。,第二節(jié)計算機網絡技術四、計算機網絡的功能,2024年3月28日星期四12時1分19秒,總結,回顧所學內容總結學習方法與學員的互動交流，獲取反饋信息,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié)

20、 工業(yè)網絡與通信基礎知識,一、工業(yè)網絡通信基礎二、工業(yè)網絡物理結構三、工業(yè)網絡的主要拓撲結構五、OSI參考模型,2024年3月28日星期四12時1分19秒,既然是工業(yè)網絡與通信，則必定與網絡和通信技術緊密相連。在本章中，系統地給大家介紹和工業(yè)網絡與通信密切相關的基礎知識。這些知識和概念如 NRZ 編碼、曼徹斯特編碼、CRC 校驗、海明距離、總線拓撲、令牌總線等等，都是在后序章節(jié)講解 PROFIBUS時要用到的。在本章最后，給大家簡

21、要地介紹網絡互連的概念和 OSI 參考模型，這些也是我們?yōu)橐院笾v解現場總線通信模型和工業(yè)以太網時要用到的知識。對這些基本概念的理解和掌握有助于我們對后續(xù)知識的學習。,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（一） 工業(yè)數據通信概述 通信的目的是為了彼此之問交換信息。完成把信息從一個地方傳送到另外一個地方任務的系統就是通信系統。數據通信專指通信過程中承載信息的數據形式是數字的(不是模擬的)，而以計算

22、機控制系統為主體構成的網絡通信系統就是數據通信系統。下面我們先介紹幾個基本概念：信息、數據和信號。,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識一、工業(yè)網絡通信基礎,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（一） 工業(yè)數據通信概述,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識一、工業(yè)網絡通信基礎,過去我們在進行現場信號的測量和采集時，都是采用一對一的物理連接。把現場所有的電流、電壓信號送到控制室，這是一種簡單的點對點的信號傳送方式，還談不上數據通信?，F在我

23、們采用了場總線技術后，把現場各智能設各提供的數字信號通過工業(yè)網絡，用串行通信的方式把它們送到控制室，這才是工業(yè)數據通信網絡。工業(yè)數據通信阿絡主要由數據信息的發(fā)送設備、接收設備、傳輸介質、傳輸報文和通信協議等組成。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（一） 工業(yè)數據通信概述,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識一、工業(yè)網絡通信基礎,圖 6-4 和圖 6-3 相比，大家可以發(fā)現工業(yè)數據通信完成的任務就是通信的基本功能，工業(yè)數據通信是應

24、用于自動化領域里的通信技術。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（二）數據傳輸,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識一、工業(yè)網絡通信基礎,1．數據通信方式(數據流動方向) 數據通信方式有 3種：單工通信、半雙工通信和雙工通信。2．數據傳輸方式 (1) 并行傳輸和串行傳輸,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（二）數據傳輸,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識一、工業(yè)網絡通信基礎,2．數據傳輸方式(2) 同步傳輸和

25、異步傳輸,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（二）數據傳輸,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識一、工業(yè)網絡通信基礎,3．信號傳輸模式基帶傳輸 載波傳輸 頻帶傳輸 異步轉移模式,2024年3月28日星期四12時1分19秒,（三）差錯控制,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識一、工業(yè)網絡通信基礎,數據在通信線路上傳輸時，由于各種各樣的干擾和噪聲的影響，往往會使接收端不能收到正確的數據，這就產生了差錯，即誤碼。這些干擾源包括：

26、·信道的電氣特性引起信號幅度、頻率和相位的衰減或畸變； ·信號反射； ·相鄰線路間的串擾； ·閃電、開關開閉和大功率電動機的起停等。 根據差錯檢測方法的不同，進行差錯控制的方法也會有區(qū)別，進行差錯控制的基本方法有兩類：一類是自動請求重發(fā)(ARQ， Automatic Request for Repettion)；另一類是前向糾錯(FEC， Forward Error Corr

27、ection)。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識二、工業(yè)網絡物理結構,要想組成一個工業(yè)控制網絡，必須使用信號傳輸介質按一定的拓撲形式把各種節(jié)點連接起來才行，所以說網絡的傳輸介質、拓撲結構和介質訪問控制方式等均是影響網絡性能的最主要的基礎因素。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識二、工業(yè)網絡物理結構,（一）網絡的傳輸介質 傳輸介質是網絡中連接各個節(jié)點

28、的物理通路，也是通信中傳送信息的載體。網絡中常用的傳輸介質有有線傳輸介質(硬介質)和無線傳輸介質(軟介質)。 有線傳輸介質包括雙絞線、 同軸電纜和光纖。工業(yè)通信中常用的是有線傳輸介質。無線傳輸介質包括無線電、微波、衛(wèi)星、移動通信等。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識三、工業(yè)通信網絡的主要拓撲結構,網絡中的拓撲形式就是指網絡中的通信線路和節(jié)點間的幾何排列方式，即節(jié)點的互連形式，它用來表示網絡的

29、整體結構和外貌，同時也反映了各個節(jié)點間的結構關系。常見的網絡拓撲形式有總線型、環(huán)形、星形和樹形等。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識三、工業(yè)通信網絡的主要拓撲結構,（一）總線型拓撲 （二）星形拓撲 （三）環(huán)形拓撲 （四）樹形拓撲,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識五、開放系統互連參考模型及網絡互連,1．概述 （一）OSI 參考模型（1）協議

30、 （2）服務 （3）訪問點 （4）原語,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識五、開放系統互連參考模型及網絡互連,2．OSI 的分層技術 分層的好處是： （1）結構簡單每個層次向上一層提供服務．向下一層請求服務。鄰層之間的約定稱為接口，各層之間的約定稱為協議。只要相鄰層的接口一致，即可進行通信。 （2）關系簡化由于各層只關心本層的內容，每一層的細節(jié)問題對上一層來說是屏蔽的，因此通信關系

31、大大簡化。 （3）相對獨立由于分層，每一層的功能相對獨立，只要與相鄰層的接口保持一致，其內部的變化、修改不影響整體的功能。 （4）構造靈活 OSI 是一個參考模型．由于是分層的結構，所以使用者在遵守互連原則的基礎上構造自己的具體通信協議時，可以根據實際需要合并某幾個層或擴充某些層的功能。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識五、開放系統互連參考模型及網絡互連,2．OSI 的分層技術 分層時

32、應遵循的原則是： （1）根據不同抽象層次的需要進行分層，即當有大量的通信任務性質相近時，就應當設立一個相應的層次； （2）每一層應當實現一個明確定義的功能； （3）每一層功能的選擇應當有助于制定網絡協議的國際標準； （4）層與層之間的邊界應該選擇在通過邊界的信息量盡量少的地方； （5）層數應足夠多但也不能太多。,2024年3月28日星期四12時1分19秒,第三節(jié) 工業(yè)網絡與通信基礎知識五、開放系統互連參考模型及網絡互連,3

33、．OSI 對等通信的實質 在 OSI 中，對等層之間是不能進行直接通信的。每一層必須依靠相鄰層提供的服務來與另一臺主機的對應層通信。OSI 中對等通信的實質就是：對等層實體之間虛擬通信；下層向上層提供服務；實際通信在最底層完成。OSIRM 中．對等層協議之間交換的信息單元統稱為協議數據單元(PDU)。傳輸層及以下各層的 PDU 另外還有各自特定的名稱： （1）傳輸層——數據段(Segment)； （2）網絡層——分組(Pack