工业网络通讯
无线通讯技术在工业领域的应用
无线通讯技术在工业领域的应用
无线通讯技术是指使用无线电波或红外线等无线传输媒介，实现信息的传递和交流的一种技术。
随着科技的不断进步和发展，无线通讯技术在各个领域得到了广泛的应用，其中包括工业领域。
在工业领域，无线通讯技术的应用已经成为了提高生产效率和实现智能化生产的重要手段。
本文将重点介绍无线通讯技术在工业领域的应用，以及其带来的益处和发展前景。
一、无线传感器网络在工业生产中的应用
无线传感器网络是指由大量分布在监测区域内的感知器（传感器）和执行器组成的网络，通过这些传感器和执行器相互之间进行信息交流和数据传输。
在工业生产中，无线传感器网络的应用已经成为了提高生产效率和实现智能化生产的重要手段。
无线传感器网络可以用于监测和控制工业生产中的各种环境参数和工艺参数，比如温度、湿度、压力、液位、流量等。
通过无线传感器网络，工厂管理人员可以实时监测到生产过程中各种环境参数和工艺参数的变化情况，及时发现并解决生产过程中出现的问题，提高了生产效率和产品质量。
无线局域网技术是指利用无线电波进行通信的局域网技术，通过这种技术可以实现各种智能设备之间的互联互通。
在工业自动化中，无线局域网技术的应用已经成为了提高生产效率和实现智能化生产的重要手段。
无线局域网技术可以用于实现各种智能设备之间的互联互通，比如传感器、执行器、机器人等。
通过无线局域网技术，工厂管理人员可以实现对生产设备的集中监控和远程控制，实现了生产过程的远程监控和远程控制，提高了生产效率和实现了智能化生产。
四、无线通讯技术在智能制造中的应用。
HART网络
HART网络——工业通讯的精英工业通讯技术的发展已经取得了巨大的成功。
为了实现工业自动化和控制，正在建立一系列现代化的通讯网络，以传输工业控制信息。
其中，一个最受欢迎和广泛应用的通讯网络就是HART 协议。
这种协议使用FSK调制的方法在4-20mA的电流回路中传输数字信号。
这种协议在现代工业制造中得到广泛应用，它的特点是兼容性好，安全性高，而且应用领域广泛。
的优越性与其他工业通讯网络相比，有许多优越性。
首先，它可以在标准的4-20mA的电流回路上双向传输数字信息。
这种方法比大多数其他网络使用的专用线路更经济、更简单。
其次，HART协议兼容现有的4-20mA模拟环路，并且可以使用标准HART主机即可从模拟信号中提取数字信息。
这对那些规模较小的工厂来说非常有益。
这使得HART成为一种非常灵活的网络。
HART另外一个重要的特点就是可以支持多层次的通讯。
也就是说，一个主机可以与很多从机通信，一个从机可以与其他从机通信，这为复杂的自动化系统建立了良好的基础。
的应用立足于上面的优越性，已经得到广泛的应用。
这种网络在流程控制方面的应用领域尤其广泛。
例如，化工工厂、炼油厂、制药厂这种自动化程度比较高的行业。
不只是在工业自动化中使用，许多医学设备、水处理设备和机电一体化设备中都得到了广泛的应用。
在环境监测、能源管理和楼宇自动化中也有较大的应用前景，其推广和使用速度在逐渐加快。
的兼容性也大受欢迎。
可以兼容其他网络，从而提高了的能力和使用寿命。
也可以和以太网、Profibus或Modbus等网络一起使用。
建立的优点与传统的4-20mA线路比较，的优点很明显。
建立的优点包括：1.相对于单一的4-20mA模拟信号，可以提供多路信号，可以更全面和更直观地监控事物的状态。
2.实时传输数字信息。
3.提高了工作保障，从而提高生产效率。
4.缩短了维护时间，降低了成本。
5.减少了人工工作量。
6.便于数据合成和处理。
发展与前景在工业制造中的应用越来越广泛，而且未来的发展前景也非常广阔。
工业通信网络实时性
1.引言在工业通信网络中，最重要的内容是实现现场生产设备、监控设备之间数据的动态交互，从而达到远程实时监控、现场数据实时交互的目的。
此外，还要求系统只传送与用户需求有关的数据，且传输延迟应当被控制在一定的时间内，即有实时性要求，任何工业通信网络离开实时性将变得没有意义，实时性问题在工业监控领域具有十分重要的地位，所以本文主要对工业通信网络数据动态交换及实时性作进一步研究。
2.实时性的概念实时是指信号的输入、运算和输出都要在一定的时间内完成，并根据生产过程工况及现场情况变化及时进行处理。
而实时系统指在事件或数据产生的同时，能够在规定的时间内给予响应，以足够快的速度处理，及时地将处理结果送往目的地的一种处理系统。
实时与快速并非是相同的含义，不论网络的传输速度如何，只要在规定的响应时间内产生响应动作，则称系统具有实时性。
而实时网络是指网络中数据传输的时间是确定的，即是可以预测的，也就是说，实时网络中的数据传输是具有时限的。
其实，实时性就是将系统对输入信息做出响应的时间加以约束，即系统的正确性不仅与系统处理信息结果的正确性有关，而且还与系统得到结果的时间有关，只有系统处理信息的结果正确和得到结果的时间在规定范围内，系统才是实时系统。
当信息输入系统后，系统必需在一定的时间内做出响应，如果反应结果正确，但超过了时限，就认为系统失败。
满足一项任务的实时性是指其响应时间小于规定的时限。
一般实时应用要求有两个突出特点:一是其中的活动时间性比较强，要求在一定的时刻或一定的时间内从外部环境收集信息，按彼此联系存取已获得的信息和处理收集的信息，再及时做出响应;二是它们要处理“短暂”数据，这种数据只在一定的时间范围内有效，超过一定时限则就没有意义了。
工业通信网络的实时性有两层含义:一是指基本控制器的实时性，通常每一台控制器要具有一定的实时性，一般来说，每一台控制器所要承担的任务不止一项，但每项任务对实时性都有一定要求，且可能会各不相同，每项任务对实时性的要求将由配置在基本控制器中的“实时多任务管理程序”来承担;二是指通信网络的实时性，工业通信网络中具有通信功能的基本单元通过通信网络联系在一起，这些单元称为“站”，当某个站向通信网络请求通信时，它对“响应时间”是有要求的，不同的站对实时性要求可能不同，同一站中的不同通信任务对实时性的要求也可能不同。
4 工业物联网导论-4(工业互联网网络互连)
自定义内容
工业物联网导论
工业互联网网络互联
可放LOGO
自定义内容
有线网络通信
可放LOGO
有线传输介质
传输介质也称为传输媒质或通信介质，是指通信双方用于传输彼此信息 的物理通道，通常分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
工业互联网网络通信中常用的有线传输介质有： 双绞线 同轴电缆 光缆
自定义内容
UWB技术特点主要有数据传输速率高（达1Gbit/s）、抗多径干扰能力强、功耗低、成本 低、穿透能力强、截获率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点，但由于其占用带宽很 高，可能会干扰现有的其他无线通信系统。
自定义内容
无线远距离通信
可放LOGO
GPRS
GPRS是通用分组无线业务( General Packet Radio service)的英文简称，是2G迈向 3G的过渡产业，是GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组 形式的数据业务。它特别适用于间断的、突发性的、频繁的、少量的数据传输，也适用于偶 尔的大数据量传输。GPRS理论带宽可达171.2kb/s，实际应用带宽大约在40~100kb/s。在 此信道上提供TCP/IP连接，可以用于 Internet连接、数据传输等应用。 在工业互联网应用中，可将工业现场的RS-232/485等串口设备数据转换为GPRS无线格式， 通过TCP/IP透明传输，实现工业应用的长距离通信或控制。目前，GPRS广泛用于楼宇自动 化控制、停车场设备、交通控制、LED屏幕控制、工厂等领域。
无线通讯技术在工业领域的应用
无线通讯技术在工业领域的应用随着科技的不断发展，无线通讯技术已经在各个行业得到了广泛的应用，尤其在工业领域，无线通讯技术更是为工业生产带来了革命性的变化。
无线通讯技术不仅提高了生产效率，降低了成本，还改善了工作环境，减少了安全隐患。
本文将重点介绍无线通讯技术在工业领域的应用，并探讨其对工业生产带来的积极影响。
无线通讯技术在工业生产中的应用涵盖了很多方面，比如工业自动化、机器人控制、监控系统、传感器网络、实时定位系统等。
工业自动化是无线通讯技术的主要应用领域之一。
通过使用无线传感器网络和自动控制系统，工厂可以实现设备自动化控制和生产流程的优化。
无线传感器网络可以实时监测设备的运行状态和生产数据，实现设备故障预警和预防性维护，大大提高了设备利用率和生产效率。
无线通讯技术还可以实现生产流程的智能化和灵活化，根据不同产品的需求进行实时调整，实现了批量生产向小规模定制生产的转变。
无线通讯技术在工业机器人控制方面也有着广泛的应用。
传统的工业机器人控制系统通常采用有线连接，受到布线成本高、维护困难、灵活性低等问题的限制。
而采用无线通讯技术可以大大提高工业机器人的控制精度和灵活性。
通过无线通讯技术，工业机器人可以实现远程控制、集中控制、协同作业等功能，大大提高了工作效率和生产质量。
无线通讯技术可以实现工业机器人之间的数据共享和协同作业，实现生产线的智能化和自动化。
无线传感器网络在工业领域的应用也越来越广泛。
通过使用无线传感器网络，工厂可以实时监测设备的运行状态和环境参数，及时发现和解决问题，提高了设备的利用率和生产效率。
无线传感器网络可以实现对生产过程的实时监测和控制，确保生产过程的稳定和可靠。
无线传感器网络还可以实现对环境的监测和控制，确保工作环境的健康和安全。
无线通讯技术在工业领域的应用还可以实现实时定位系统。
通过使用无线通讯技术，工厂可以实时监测生产设备和物料的位置和状态，确保生产过程的顺利进行。
实时定位系统可以帮助工厂管理人员实时了解生产现场的情况，及时调整生产计划，并能够帮助工厂管理人员优化生产安排，提高生产效率和质量。
无线通讯技术在工业领域的应用
无线通讯技术在工业领域的应用
无线通讯技术是一种非常重要的技术，它改变了人们的生活和工作方式，特别是在工
业领域的应用。
无线通讯技术主要有以下几种：
1. 无线传感器网络技术
无线传感器网络技术可以实现工业设备的自动监测和控制。
它可以通过无线传感器采
集工业环境数据，如温度、湿度、压力、流量等，并将这些数据通过无线信号传送到数据
中心。
然后，数据分析系统可以自动识别这些数据并发出指令，以实现自动控制和优化生
产过程。
2. 无线远程监控技术
无线远程监控技术可以实现对工业设备的远程监控和控制。
它可以通过无线通讯网络，将工业设备的状态、操作数据等信息传输到远程数据中心。
与此同时，数据中心也可以通
过网络向设备发出指令，实现对设备的控制。
无线自组织网络技术允许工厂中的设备互相通信，完成自组织、自配置的任务。
这种
通信方式可以实现对设备的分布式控制，提高生产效率，并且可以避免单点故障对整个生
产线的影响。
4. 无线定位技术
无线定位技术可以对工业设备的位置进行实时监测。
这种技术可以通过信号强度、相
对位置等方式，实现对设备的定位，并与其他技术相结合实现设备跟踪、自动控制等功
能。
总之，无线通讯技术在工业领域的应用具有许多优点，如自动化生产、设备监测和控制、警报安全、操作便捷等方面。
这些技术可以大大提高工厂的生产效率和安全性，为企
业的发展和创新带来新的机遇。
工业通信网络PPT课件
（4）服务器和客户端：服务器提供智能设备的相关数据，客户端则作为 数据使用方从服务器请求服务。即服务器总是等待客户端发出数据访问。
（5）编程通信和数据通信
编程通信：使用编程软件，通过各种网络，最终多S7-200的CPU进行各 种编程操作。
数据通信：S7-200PLC之间或与其他通信对象之间，进行数据通信的，
.
13
8.3 S7-200PLC通信网络概述
8.3.1西门子公司网络结构
.
14
8.3.2S7-200PLC支持的通信协议 1.通信协议及几个基本概念
1）通讯协议
协议类型
端口位置 接口类型 传输介质 通信速率bit/s
PPI
MPI PROFIBUSDP
S7协议 AS-i USS
EM241
CPU口 0/1
（5）带编程口的连接器提供方便的诊断和编程工具连
接接口。
.
21
8.3 S7-200PLC通信网络概述
8.3.3S7-200PLC通信接口及网络部件
3. 通信距离和中继器
1）网端通信最大长度
波特率 9.6k~187.5k
非隔离的PLC通信接口 中继器或EM277模块
50m
1000m
500k
不支持
400m
.
20
8.3 S7-200PLC通信网络概述
8.3.3S7-200PLC通信接口及网络部件
2. 网络连接器
•网络连接器的类型：
•网络连接器的优点：
（1）连接器中集成有终端电阻，可以方便地接入或去 除；
（2）可以快速方便地连接数据线和屏蔽线；
（3）提供独立的输入和输出电缆接口；
（4）当接入终端电阻时，输出电缆端自动隔离；
现场总线与工业以太网-ProfiBus通讯技术
ProfiBus通讯技术的概述
1
类型
按传输速度分为ProfiBus DP、ProfiBus PA和ProfiBus FMS三种类型。
2
特点
传输距离长、接口方便、可靠性高、实时性好、适用性强。
3
应用领域
广泛应用于工业自动化、过程自动化以及工控网络。
现场总线和工业以太网的区别
1 支持的节点类型不同
ProfiBus适用于工厂自动化现场的传感器、执行机构等自动控制设备，而工业以太网适用 于计算机网络中的各种数据传输节点。
身技术的改进和完善，与现有工业控制网络 相结合，不断满足不同行业的自动化需求。
方便的接口
标准的RS-485接口易于连接和维护。
适用性强
适用于多种设备和场合，能适应多变的现场环 境需求。
ProfiBus在工业自动化中的应用
生产过程中的控制
ProfiBus应用广泛，如轨道交通信号控制系统，飞机 发动机控制系统，生产过程中的各种控制以及机器 人控制平台等。
物流行业中的应用
Proபைடு நூலகம்iBus应用在物流行业中，如卷烟机设备、包装设 备、包卷设备和输送带设备。
ProfiBus的未来发展趋势
1
实现更高速率
为满足控制网络不断提升的数据传输速度和容量需求，ProfiBus正在不断研发设计更高速率的 新产品，比如ProfiNet IOC。
2
支持IEEE 802标准
正在开发能够支持IEEE 802标准的ProfiBus产品，以增强ProfiBus网络兼容性和互操作性。
现场总线与工业以太网ProfiBus通讯技术
现场总线与工业以太网是工业自动化领域中最常见的现场通讯技术。本次演 示将深入探讨其中最前沿的ProfiBus通讯技术。
工业网络通信及组态技术 2-1
1
2
3
n
A1 B1
A2 B2
A1 B1
A2 B2
A1 B1
A2 B2
A1 B1
A2 B2
图2-5 总线型网络结构
（4）终端电阻和偏置电阻 一个正规的总线网络使用终端电阻和偏置电阻。在网络连接线非常短、临时
或实验室测试时也可以不使用终端和偏置电阻。 终端电阻：在线型网络两端（相距最远的两个通信端口上），并联在一对通
上述显示的内容将在你的项目中生成。
图2-11 生成子程序及符号表界面
（6）调用子程序“NET_EXE” 配置完NETR/NETW向导，需要在程序中调用向导生成的NETR/NETW参数化子 程序“NET_EXE”，如图2-12所示。调用子程序后生成下面的程序： a．必须用SM0.0来使能NETR/ NETW，以保证它的正常运行。 b．超时：0=不延时；1-36767=以秒为单位的超时延时时间。 c．周期参数，此参数在每次所有网络操作完成时切换其开关量状态。 d．此处是错误参数，0=无错误；1=错误。
图2-1测试 程序中调用网络子程序；I2.0、I2.1分 别为启动和停止的标志，使V1001.0和 V1001.1接通，作为启动信号和停止信 号发送给二号PLC；V2001.0为读取接 收二号PLC反馈的通信信号 。
图2-15所示为二号PLC通信测试程 序，接收到一号PLC发送的启动信号， 使二号PLC的输出端Q1.0输出指示； 接收到一号PLC发送的停止信号，使二 号PLC的输出端Q1.0停止输出指示； I2.0控制二号PLC发送反馈信号 V2001.0给一号PLC。
3 ） 去 除 PROFIBUS 电 缆 芯 线 外 的 保护层，将芯线按照相应的颜色标记插 入芯线锁，再把锁块用力压下，使内部 导体接触，如图2-4所示。应注意使电缆 剥出的屏蔽层与屏蔽连接压片接触。
工业网络通信及组态技术--S7-1200与S7-300之间的以太网通信
图4-29 添加连接
图4-30 建立 S7 连接
“S7_Connection_1”为建立的连接，选中连接，在属性的“General”条目中定义连接对方 S7-1200PN 口的IP地 址，如下图4-31所示；
图4-31 定义连接对方的 IP 地址
定义通讯双方的 TSAP 号，如图4-32所示；连接 ID 号，如图4-33所示。 注意：S7-1200预留给S7连接两个TSAP地址：03.01和03.00
图4-22 建立 S7 连接
图4-23 定义连接对方的 IP 地址
定义通讯双方的 TSAP 号，如图4-24所示；连接 ID 号，如图4-25所示；注意：S7-300 预留给 S7 连接 TSAP 地址：03.02；如果通信伙伴是 S7-400 ，则要根据 CPU 槽位来决定 TSAP 地址,例如: CPU400 在 3 号槽，则 TSAP 地址为 03.03。
任务描述
（2）当S7-300作为客户端，S7-1200作为服务器，需在客户端单边 组态连接和编程，而作为服务器端的S7-1200只需准备好通信的数据 以及V4.0版本以上CPU需要激活连接机制。所完成的通信任务： ① S7-300 CPU 读取 S7-1200 CPU中 DB1 的数据到 S7-300 的 DB3 中。 ② S7-300 CPU 将本地 DB4 中的数据写到 S7-1200 CPU中 DB2 中。
图4-24 定义通讯双方的 TSAP 号 配置完网络连接，如图4-26所示，编译保存并下载。
图4-25 连接 ID 号 图4-26 通讯连接状态
（3）软件编程
在OB1中，从“Instruction” >“Communication” >“S7 Communication”下，调用 Get、Put 通信指令，创建接收和 发送数据块 DB3 和 DB4，定义成 101个字节的数组，程序调用如下图4-27所示。
浅析无线通讯技术在工业领域中的应用
浅析无线通讯技术在工业领域中的应用无线通讯技术在工业领域中的应用越来越广泛，为工业生产提供了更高效、更智能的解决方案。
下面将从物联网和远程监控两个方面对无线通讯技术在工业领域中的应用进行浅析。
首先是物联网方面。
物联网是指通过互联网将各种信息传感器、执行器、数据采集设备等智能设备连接起来，实现设备之间的互联互通，进而实现对物理世界的感知、控制和管理。
无线通讯技术在物联网中具有重要的应用，它可以实现设备之间的数据传输和通信，为工业生产提供实时、准确的数据支持。
在工业生产中，可以通过无线通讯技术将各种传感器（如温度传感器、湿度传感器等）和执行器（如电机、阀门等）连接到无线网络上，实时采集和传输各种参数数据，通过云端平台进行数据分析和处理，从而实现对生产设备的远程监控和控制，提高生产效率和质量。
其次是远程监控方面。
在工业领域中，许多设备和系统需要进行远程监控，以确保设备正常运行，及时发现和解决问题。
无线通讯技术可以实现远程监控，为工业生产提供安全、高效的管理手段。
在电力行业中，可以利用无线通讯技术实现对电力线路的远程监测和故障诊断，及时发现和处理线路故障，提高电力系统的稳定性和可靠性。
在工厂生产中，可以利用无线通讯技术对生产线进行远程监控，实时掌握设备的运行状态和工艺参数，及时调整和优化生产过程，提高生产效率和产品质量。
无线通讯技术在工业领域中的应用有着巨大的潜力。
通过物联网和远程监控等方式，可以实现对工业生产设备的实时监控和控制，提高生产效率和质量，降低生产成本和风险。
随着无线通讯技术的不断发展和创新，也面临着一些挑战，如网络安全问题和通信信号干扰等，需要进一步的研究和解决。
只有不断完善和应用无线通讯技术，才能更好地满足工业领域的需求，推动工业生产的创新和发展。
plc网口通讯有哪几种
plc网口通讯有哪几种PLC（Programmable Logic Controller）是一种常用于工业自动化控制系统的设备。
在PLC中，网口通讯是一种常见且重要的通讯方式。
本文将介绍PLC网口通讯的几种常见形式和原理。
1. 以太网通讯以太网通讯是最常见的PLC网口通讯方式之一。
它利用Ethernet技术，通过TCP/IP协议实现数据的传输和通信。
以太网通讯具有传输速度快、稳定可靠的特点，能够满足大规模工控网络通讯的需求。
它广泛应用于工业领域，如生产线控制、数据采集与监控等方面。
2. 串口通讯串口通讯是一种经典的PLC通讯方式，常用于早期的PLC设备。
串口通讯包括RS-232、RS-422和RS-485等标准。
其中，RS-485在工业环境中应用较多，具有抗干扰能力强的特点。
串口通讯速度相对较慢，但适用于简单的数据传输和控制任务。
3. CAN总线通讯CAN（Controller Area Network）总线通讯是一种常用于工业自动化和汽车电子领域的通讯方式。
它具有高可靠性、实时性强和抗干扰能力强的特点。
在PLC中，CAN总线通讯可用于实现分布式控制系统，将多个PLC设备连接在一起，实现数据交换和协同控制。
4. 无线通讯随着无线技术的快速发展，无线通讯在工业自动化领域也得到了广泛的应用。
在PLC中，无线通讯可以通过Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等技术实现。
无线通讯可以克服布线困难和距离限制，适用于某些需要移动性和灵活性的应用场景。
5. 工业以太网通讯工业以太网通讯是一种专门用于工业环境的以太网方案。
它基于IEEE 802.3和TCP/UDP协议，提供了对实时性、可靠性和安全性的支持。
工业以太网通讯可满足工控网络的高要求，如实时数据采集、远程监控和精确控制等。
总结：PLC网口通讯的几种常见形式包括以太网通讯、串口通讯、CAN总线通讯、无线通讯和工业以太网通讯。
这些通讯方式各有特点，适用于不同的应用场景。
无线通讯技术在工业领域的应用
无线通讯技术在工业领域的应用无线通讯技术是一种通过无线信号传输数据的技术，该技术在工业领域中具有广泛的应用。
它可以提高生产效率、优化生产管理和改进工作环境。
下面将重点介绍无线通讯技术在工业领域的三个主要应用方面：物联网、远程监控和机器人。
物联网是无线通讯技术在工业领域的一个重要应用方向。
物联网通过使工业设备和传感器连接到互联网，实现了设备之间的数据交流和共享。
工厂中的机器可以通过无线通讯技术进行联网，实现智能化的生产管理和操作。
传感器可以收集工厂内设备的数据，如温度、湿度和压力等信息，并将数据上传到云端，实时监测设备的运行状态和健康状况。
基于这些数据，企业可以进行生产计划的调整和设备的维护等决策，提高生产效率和降低运营成本。
远程监控是另一个重要的无线通讯技术应用方向。
在工业领域，一些设备需要在特殊的环境中运行，如高温、高压和有毒气体环境等。
使用无线通讯技术，可以实现远程监控这些设备，无需人员直接接触危险环境。
通过远程监控系统，工作人员可以通过无线网络与设备进行通信，并实时获取设备的工作状态和运行数据。
在发生故障或异常情况时，系统可以及时发送警报信息给相关人员，以便及时采取措施避免事故的发生。
无线通讯技术在机器人领域的应用也越来越广泛。
机器人是工业生产的重要组成部分，它们能够自主完成一定的任务，并且常常需与其他机器或人员进行协作。
通过无线通讯技术，可以实现机器人间的实时通信和协作。
机器人可以通过无线网络与其他设备进行数据传输和交流，从而实现任务的分工和协调。
在自动化仓库中，机器人可以通过无线通讯与仓库管理系统进行连接，根据系统发送的指令和数据，完成货物的运输和储存。
无线通讯技术在工业领域的应用方面主要包括物联网、远程监控和机器人等。
这些应用方面的发展促进了工业生产的智能化和高效化，并提高了生产效率和产品质量。
随着无线通讯技术的不断创新和发展，相信在未来会有更多的应用场景涌现出来，为工业领域带来更多的创新和变革。
浅析无线通讯技术在工业领域中的应用
浅析无线通讯技术在工业领域中的应用无线通讯技术在工业领域中的应用越来越多，随着工业4.0的发展，工业互联网的兴起，以及物联网技术的普及，无线通讯技术在工业领域中的应用得到了大力推广和应用。
本文将从无线通讯技术的特点、在工业领域中的应用以及未来发展趋势等方面进行浅析。
无线通讯技术的特点无线通讯技术相较于有线通讯技术具有诸多优势，主要包括以下几个方面：1. 灵活性：无线通讯技术不受地理位置限制，可灵活布局，极大地方便了工业设备的布置和移动。
2. 成本低：无线通讯技术不需要布置大量的有线设备，减少了线路的成本，降低了设备的维护成本。
3. 实时性：无线通讯技术可以实现设备之间的实时通讯，有利于提高工业生产的效率和安全性。
4. 扩展性：无线通讯技术可以轻松进行网络扩展，满足工业发展的需求。
无线通讯技术在工业领域中的应用无线通讯技术在工业领域中的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：1. 传感器网络：工业生产中需要大量的传感器来监测设备的运行状态，通过无线通讯技术可以将传感器连接到一个更大的网络中，实现对设备状态的实时监测和数据采集。
2. 无线控制系统：工业生产中的控制系统可以通过无线通讯技术进行连接，实现设备之间的互联互通，提高工业自动化水平。
3. 移动设备监控：工业领域中有很多移动设备需要监控，通过无线通讯技术可以实现对这些设备的实时监控和远程操作，提高工业生产的效率和安全性。
4. 无线诊断和维护：通过无线通讯技术可以实现设备的远程诊断和维护，避免了人工巡检的繁琐和危险性。
未来发展趋势随着工业4.0和物联网技术的发展，无线通讯技术在工业领域中的应用将会更加广泛，未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 5G技术的应用：随着5G技术的商用化，工业领域中将会出现更加快速、稳定的无线通讯网络，可以满足工业生产对于高速、大容量数据传输的需求。
2. 边缘计算的发展：边缘计算技术将会与无线通讯技术相结合，实现对工业设备数据的实时处理和分析，提高了工业生产的智能化水平。
西门子工业网络通讯指南
集散式控制系统DCS（distributed control system）全集成自动化TIA(tolally integrated automation)MPI 通信最多32点，最大距离50m 可用中继器扩展，最多可连10个中继器，中继器间距离最大1000m ，两站间最大距离为9100m。
通讯波特率必须一致，站点地址不能冲突。
PLC-PLC间通讯1，全局数据通讯，不需要程序处理，只适合400/300之间的通讯，S7-300地址区最大长度为22个字节，400为54个字节，发送区和接受区长度必须一致2，无组态连接通讯方式，1，PROFIBUS 通信OBT（optical bus terminal）只适合连接无光纤接口的PROFIBUS站点（一个电气接口和一个光纤接口）到集成光纤接口的光纤网络上，其本身是一个有源的的网络元件，在网段里也是一个站点不能组成环网，中间一个断整个网络将不能工作。
塑料光纤最长50米，PCF 光纤最长300米，OLM(optical link modul)模块将电信号转换成光信号然后再组成光纤网，用的较多，通讯距离长，可组成冗余环网一个网段最多32个站点，一条总线上最多9个中继器，中继器本身占用一个站点，可用其分段通过PROFIBUS-DP连接智能从站Address type :选择为input 对应I区，选择output对应Q区Length:设置通讯区域的大小最多32个字节Unit:选择按字节或字来通讯Consistency:选择all表示打包发送每包最多32字节通讯区的大小与CPU型号有光，最大为244字节SFC14(DPRD_DAT)解开数据包放在指定区SFC15(DPWR_DAT)对指定区打包发送出去CP342-5作为主站和FC1/FC2的应用，比如与ET-200M的通讯。
工业网络通信及组态技术 4-1
图4-12 发送接收指令调用
表4-1 “PUT”功能块参数意义
CALL “PUT” , %DB3
//调用 PUT，使用背景DB块：
DB3
REQ
：=%M0.0
//上升沿触发
表4-2 “GET”功能块参数意义
CALL “GET” , %DB4
//调用 GET，使用背景
DB块：DB4
REQ
：=%M1.0
图4-18 S7连接属性—“特殊连接属性”
图4-19 伙伴侧TSAP的设置
配置完网络连接，编译存盘并下载。如果通讯连接正常，连接在线状态，如图4-20所示。
（4）软件编程
在主动建连接的客户机侧调用 GET、PUT通信指令，具体使用同上一种情况。
图4-20 连接状态
休息一下！
图 4-5 S7_连接_1的“常规”组态
在本地ID中：显示通讯连接的ID 号，这里ID=W#16#100（编程使用）。如图4-6所示。 在特殊连接属性中：可以选择是否“主动建立连接”，这里client v4.1是主动建立连接。如图4-7所 示。
图4-6 本地ID
图4-7 S7连接属性—“特殊连接属性”组态界面
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2）网络配置，组态 S7 连接
在“设备和网络”中 ，选择“网络视图”栏进行配置网络，点中左上角的“连接”图标，连接框中选择 “S7连接”，然后选中client v4.1 CPU（客户端），右键选择“添加新的连接”，如图4-2所示；在创建新 连接对话框内，选择连接对象“server v2.0 CPU”，选择“主动建立连接”后建立新连接，如图4-3所示。
图4-16 S7 连接
图4-17 “S7_连接_1”的“常规”组态
5种工业通讯协议
5种工业通讯协议1.IEEE802.3：IEEE802.3 (Ethernet) 是局域网的基本协议，它提供了多种网络标准的定义，它的常用物理层接口由历史上支持BNC，10Base-2，UTP, EIA/TIA-568A/B和Fiber。
它主要定义以太网数据帧，以太网介质访问控制（MAC），以太网传输码，以太网网络选路技术，以及以太网有效负荷类型。
2.Profibus：Profibus早在1989年就发布了第一批产品，是一种用于工业自动控制的总线系统，可以在控制器，传感器，发动机和数据采集设备之间连接总线节点，连接的节点可以互相通信。
其特点是使用上不限制的总线速度和距离，主要用于电机控制，过程自动化和配电控制等应用目的，以及控制与监测系统。
3.Modbus：Modbus是1979年由Modicon发明的现代工业通信协议，可以用于远程窗口应用程序。
它可以利用串行，以太网等传输媒介实现多种通信协议，可以通过TCP / IP，UDP / IP，RS485，复合网络卡和以太网等通信介质传输数据，从而大大简化工业控制系统的设计，可以满足多种工业领域的特殊使用要求。
4.Profinet：PROFINET是PROFIBUS 的演化产物，一种用于工业自动化的可靠的实时网络，它使工业网络可以利用普通的网络技术实现更灵活的通信应用。
它整合了以太网技术，把TP（确保可靠通信）、DP（面向局域网的数据通道）和IP（面向互联网的数据通道）+IO（数据类型、参数及控制等）一体化，具有网络质量、安全性以及效能上的实时保障。
5.CAN（Controller Area Network）：CAN（Controller Area Network）是实时分布式控制的的现代工业通信协议。
它是一种低开销的网络通讯协议，使用跳线技术能够把不同类型的设备连接在电气控制系统中，从而提供低成本、可靠性高、扩展性强的通讯环境，能够高效地传输大量实时信号。
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网段长度（PtP）
玻璃光纤最大15000米，与光缆和OLM类型有关 塑性光纤80米（OLM） 塑性光纤50米（OBT）
整个网络最多可连接127个网络节点 使用OLM的光纤环网可最多连接126个网络节点 9.6kbps，19.2kbps，45.45kbps（PA），187.5kbps， 500kbps，1.5Mbps，3Mbps，6Mbps，12Mbps
DP网络连接器
带螺丝端子的标准连接器
快速连接插头
制作快速连接电缆
1. 测量 2. 剥线 3. 分离
PROFIBUS-DP网络的传输介质
DP电缆
光缆
光缆
光缆的传输是点对点模式，如果需要网络处于全双工工作模式，每个节点都 需要两条光缆进行信号传输 PROFIBUS光纤网主要采用三种光缆，塑性光缆，PCF光缆，玻璃纤维光缆
I/O从站
I/O从站
DP网络系统结构-分层多主系统
基于以太网的分层的多主系统 HUB
工业以太网
PLC主站1
PLC主站2
具有DP通讯 能力的仪表
I/O从站
I/O从站
PROFIBUS-DP网络的接入设备
S7系列PLC ET200系列远程I/O
编程设备（PG/PC）
操作员站（OP） 大型传动设备（MD ML2） 具有通讯单元的配电设备（CB） 其他具有通讯接口的设备
可连接中继数量
节点数量
传输速率
每个网段最多可连接32个网络节点 整个网络最多可连接127个网络节点（使用中继）
9.6kbpsBiblioteka 19.2kbps，45.45kbps（PA），187.5kbps， 500kbps，1.5Mbps，3Mbps，6Mbps，12Mbps
光纤传输技术
光纤传输技术特性
网络拓扑结构 传输介质 线形（使用集成光纤接口的模块和OBT） 线形，星形，环形（使用OLM） 光缆（玻璃纤维，塑性光纤，PCF）
2芯电缆
工业以太网安装电缆
4芯电缆
工业以太网连接电缆 工业以太网级联电缆 工业以太网接插电缆
4芯电缆（预装接头）
盲线（抗拉）
铝箔屏蔽层
Max. Len. 100m
PVC电缆护皮
敷锡铜线屏蔽丝网 双绞线芯线
PE聚乙烯护线套
返回
PVC电缆外皮 敷锡铜线屏蔽丝网 电缆内衬 芯线 PE护线套 盲线
返回
上图的光缆接线缩短了两个节点间的最 大允许连接距离
关于传输距离
OBT和集成FO接口的S7-400系列模块仅可以通过塑性光纤和 PCF光缆传输信号，而且最大的传输距离为300米（PCF）。 只有使用OLM接口模块才可以实现网络信号的远距离传输， 传输最远距离可以达到15公里 可以使用玻璃光纤的通讯节点
DP网络系统结构-单主系统
一个DP网络的最小系统至少要由1 个DP（一类）主站和若干个DP从 站组成。
主站：对总线上的数据具有主动接收能力的控制器 从站：响应主站的数据请求，不能主动接收数据 一类主站：控制管理总线通讯，完成周期性数据访问
二类主站：完成非周期性数据读写，如系统配置、故障诊断等工作
2.9毫米 2 30千克
光缆结构
双工塑性光缆
标准塑性光缆
标准PCF光缆
光纤
光纤包层
光缆护套
抗应力纤维
PROFIBUS-DP网络的通讯方式
令牌环网和主从轮询
DP网络中存在很多通讯节点，这些 节点分为主节点和从节点。当网络 中的主从节点间进行数据的交换存 取时采用了两种通讯方式，即主站 间的令牌环网和主从站间的轮询通 讯。
最简单的单主系统配置
最简单的单一DP主站系统：PLC+PROFIBUS I/O
PLC主站
I/O站
I/O站 具有DP通讯 能力的仪表
DP网络系统结构-带监控主站系统
PC+组态软件 操作员站HMI 其他通信协议监控站的连接
DP网络系统结构-带监控主站系统
PC+组态软件
工程师站 配置组态软件
OBT模块应用的传输介质
塑性光缆，最大传输距离50米
PCF光缆，最大传输距离300米
OBT模块的接线
9针sub-D接口，用于连接DP节点，如PG， OP，PC或其他无集成接口的设备 两路光缆接口，用于连接DP光网，使用单工 连接器
24V直流电源接口
OLM模块
OLM光链路模块是光电转换 模块，这种模块可以将网络 的拓扑结构扩展为总线型， 星型或冗余环网型。
铝箔屏蔽层
Max. Len. 10m
PVC电缆护皮
敷锡铜线屏蔽丝网
电缆芯线×4
PP聚丙烯护线套
返回
电缆预装接头
9针sub-D插头
工业以太网连接电缆
15针sub-D插头
9针sub-D插头
工业以太网级联电缆
9针sub-D插头
9针sub-D插头
工业以太网接插电缆
9针sub-D插头
返回
工业双绞线9针sub-D连接器
通讯方式
Master
Master
Master
Master
Slave S S S S
S
S
PROFIBUS-DP网络电缆长度
网络传输速率 网络电缆类型
RS-485传输技术
RS-485传输技术特性
网络拓扑结构 传输介质 网段长度（可能） 线形 树形 （使用中继） 屏蔽双绞线 1000米，传输速率 187.5kbps 400 米，传输速率 500kbps 200 米，传输速率 1.5Mbps 100 米，传输速率 3/6/12Mbps 最多9个
PROFIBUS 网络光缆（塑性光缆和PCF光缆）
塑性光缆（双工） 塑性光缆（标准） 节点间光缆长度 OLM-OLM IOInterface，OBT 光纤直径 光纤材料 光纤芯数 每千米重量 PCF标准光缆
50米 50米
980微米 聚甲基丙烯酸酯 2 7.8千克
80米 50米
980微米 聚甲基丙烯酸酯 2 65千克
1 网络传输速率 2 所需的节点++数量 3 所需的网络组件的类型（如，连接器等） 4 所需的电缆类型 5 所需的网段长度 6 网络电缆的电磁和机械环环境（浪涌/路由等）
7 设置任意两个DTE设备间的中继器数量不超过9个
8 网段间的互联会加大整个网络中数据传输的负担
OBT模块
OBT模块用于将DP节点 （无集成的FO接口）接入 到DP光纤网络中。
400米 300米
200微米 石英 2 22千克
PROFIBUS 网络光缆（玻璃纤维光缆）
标准光缆 节点间光缆长度 不带BFOC连接器 带BFOC连接器 4000米 1000米 户内光缆
100米
光纤类型
光纤束直径 光纤芯束数 每千米重量
多模光纤62.5/125微米
3.5毫米 2 74千克
多模光纤62.5/125微米
24V直流电源接口及信号继电器常闭触点
过程级的网络通讯
工业以太网组件
电缆接头
传输电缆
网络附件 网络设备
以太网电缆接头-RJ-45接入
CP443-1前面板 工业以太网电缆 RJ-45接口 RJ-45接头
以太网传输电缆
工业用双芯绞合标准安装电缆ITP 2芯
铝箔屏蔽层 盲线（抗拉）
Max. Len. 100m
DP网络和DP光纤网的接口
节点类型 接入网络类型 接口模块
RS-485接口的 DP节点
DP光纤网
OBT OLM 直接接入
例图
集成FO接口的 DP光纤网 DP节点
光纤网段的连接 和冗余环网
例图
DP光纤网
OLM
例图
没有FO接口的DP节点接入光纤网
DP电缆
DP节点
DP节点
DP电缆
DP节点
DP节点
PG编程电缆
DP网络系统结构-多主系统
PROFIBUS链路层：支持基于令牌的多主系统 PROFIBUS应用层：定义信息规范FMS
酸轧系统中仅用到了第一种
DP网络系统结构-多主系统
PROFIBUS链路层：支持基于令牌的多主系统
PLC主站1
PLC主站2
PLC主站3
逻 辑 令 牌 环
具有DP通讯 能力的仪表
工业双绞线15针sub-D连接器
3
1
工业以太网连接电缆
10 5 12
6 5 9
6
7
1 6
工业以太网级联电缆
1 6 5 9
5 9
1
工业以太网接插电缆
1
6
5 9
6
5 9
工业以太网集线器
在网络柜中连接以太网安装电缆
使用安装电缆进行网络星形连接
工业以太网接插器
在网络柜中连接以太网安装电缆
使用接插电缆进行网络星形连接
OLM模块应用的传输介质
塑性光缆，最大传输距离80米 BFOC连接器 PCF光缆，最大传输距离400米 4BFOC连接器 多模玻璃纤维光缆，最大传输距离3000米 4BFOC连接器
单模玻璃纤维光缆，最大传输距离15千米
OLM模块的接线
9针sub-D接口，用于连接DP节点，如PG， OP，PC或其他无集成接口的设备 两路光缆接口，用于连接DP光网，使用 BFOC连接器
PVC电缆护皮
敷锡铜线屏蔽丝网 双绞线芯线
PE聚乙烯护线套
以太网传输电缆
工业用双芯绞合标准安装电缆ITP 4芯
PVC电缆外皮 敷锡铜线屏蔽丝网 电缆内衬 芯线
PE护线套
盲线
以太网传输电缆
双绞线电缆TP（四芯电缆）
铝箔屏蔽层
Max. Len. 10m
PVC电缆护皮