工业网络技术
工业自动化网络技术
工业自动化网络技术——智能制造的“大脑”现在的生产环境正变得越来越复杂，而则成为了生产制造的“大脑”。
它通过对设备、机器和生产线的智能化掌控，加速了生产过程、优化了排程规划，并提高了生产效率和质量。
本文将从网络技术的基本概念、网络硬件、网络协议和应用案例等方面，探讨的结构、功能和应用。
一、网络技术的基本概念工业自动化网络是指在工业自动化系统中用于连接自动化设备和现场控制器的通信系统。
其要求具有以下特点：1.实时性和可靠性强：工业自动化网络要求实时性和可靠性非常高，以确保控制系统的正确运行和生产过程的稳定性。
2.广域网应用能力强：工业自动化网络需要具备广域网应用能力，可在分布式环境中进行远距离通信，使设备之间的交互更加灵活，从而提升生产效率。
3.安全性高：工业自动化网络使用人员较少，但可能面临多种类型的威胁，比如电磁干扰、网络攻击等，因此网络安全问题的解决变得尤为重要。
二、工业自动化网络的硬件1.网络拓扑结构拓扑结构是指网络中不同设备之间的物理连接方式。
常用的拓扑结构有星型、环型和总线型三种。
2.通信技术标准的有线和无线通信技术，比如以太网、PROFIBUS、AS-i等等。
3.网络设备工业自动化网络不仅仅依赖服务器和终端设备，同时还包括网络设备，比如交换机、路由器、网关等等。
这些网络设备可以使通信方式更加稳定和可靠。
三、网络协议网络协议是指网络传输中数据的交互规则。
在工业自动化网络中，使用的网络协议比较多，如MODBUS，OPC-UA等等。
其中，OPC-UA是当今中应用最为广泛的协议之一，可实现跨平台通信。
四、的应用在制造行业中，技术正在不断进步，越来越多的车间采用自动化控制和用户定制化生产。
在以下方面得到了应用：1.智能工厂与传统的工厂相比，可以实现生产流程及监控的远程统一管理，让整个制造流程更加自动化和智能。
2.加强生产过程的控制能够通过网络实现工厂界面，像SCADA软件一样查看生产现场的图片、视频等内容，帮助生产方便地地实时监控设备状态，进行更加精准的生产管理。
工业互联网七大关键技术
工业互联网七大关键技术工业互联网是指将互联网与传统工业深度融合，实现设备、物料、能源和信息等各要素的高效连接和智能化运行。
在工业互联网的发展过程中，关键技术起到了至关重要的作用。
本文将介绍工业互联网的七大关键技术，并详细说明它们在实践中的应用。
一、大数据分析技术大数据分析技术是工业互联网的基础和核心技术之一。
随着各种传感器和终端设备在工业生产中的广泛应用，大量实时生成的数据被采集和存储。
利用大数据分析技术，可以对这些数据进行实时监测、分析和挖掘，从而帮助企业及时发现问题和优化生产过程。
二、云计算与边缘计算技术云计算与边缘计算技术是工业互联网实现高效连接和数据处理的关键技术。
云计算提供了强大的计算和存储能力，能够帮助企业实现大规模数据的中心化管理和分析。
而边缘计算则强调将计算和存储资源尽可能地靠近数据产生的地方，减少数据传输的延迟和成本，提升数据处理的效率。
三、物联网技术物联网技术是工业互联网的基础设施，通过传感器和通信技术将设备、物料和人员等各种要素连接起来。
物联网技术可以实现设备的远程监控、故障预警和智能调度等功能，提高生产的效率和可靠性。
四、人工智能技术人工智能技术在工业互联网中发挥着重要的作用。
通过机器学习和深度学习等技术，可以对大量数据进行自动分析和处理，并从中提取有价值的信息。
人工智能技术还可以实现智能感知和智能决策，并与人类合作完成复杂的任务。
五、装备智能化技术装备智能化技术是工业互联网的重要组成部分。
通过在传统设备上添加传感器和智能控制系统，可以实现设备的远程监控、自动调整和自愈能力。
装备智能化技术可以提高设备的效率、可靠性和安全性，降低生产成本和能耗。
六、网络安全技术工业互联网的发展离不开网络安全的保障。
在工业互联网中，大量的数据和信息在网络中传输，面临着被黑客攻击和数据泄漏的风险。
因此，网络安全技术对于工业互联网的可持续发展至关重要。
网络安全技术包括身份认证、数据加密、入侵检测等，可以有效地保护工业互联网的安全。
工业网络技术
工业网络技术第一章1、计算机网络的概念：计算机网络指地理上分散的多台独立计算机遵循共同约定的通信协议，通过软件、硬件互联，以实现相互通信、资源共享、信息交换、协同工作以及在线处理等功能的系统。
2、计算机网络从逻辑结构上可以分为资源子网、通信子网，分别实现数据处理和数据通信的基本功能。
3、计算机网络的分类：按网络的作用范围，计算机网络可划分为局域网、城域网、广域网；按网络的适用范围，计算机网络可划分为公用网、专用网；按网络的传输介质，计算机网络可划分为有线网、无线网。
4、能制定标准的、有影响的标准化的组织主要包括：国际标准化组织ISO、国际电信联盟ITU、电器和电子工程师协会IEEE、美国电子工业协会EIA、美国国家标准协会ANSI、欧洲电信标准化协会ETSI、Internet体系委员会IAB、中国国家标准局。
5、现场总线控制系统FCS概念：工业控制作为信息技术的重要应用领域，在信息经济技术的带动下迅速发展。
现在，控制系统已从简单的信号反馈控制、计算机控制发展到以信息网络为依托、以现场总线技术为基础的控制系统。
6、总线：是传输信息的公共通路。
7、现场总线概念：是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。
第二章1、计算机网络体系结构概念：指计算机网络层次结构模型和各层次协议的集合，即计算机网络及其部件所应实现的功能的定义和抽象。
2、网络拓扑结构：星型网络结构、树形网络结构、环型网络结构、总线型网络结构、混合型网络结构。
3、开放系统互联参考模型OSI/RM各层功能从低到高划分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
4、实体：在OSI模型中任何可以发送或接收信息的硬件或软件进程。
5、协议：对等层间互相通信所遵守的规则，如通信的内容、通信的方式等。
6、服务：能被高一层看得见的功能。
7、N服务访问点：同一系统中N层实体向N+1层实体提供服务时两层实体进行交互的地方。
工业互联网的技术应用和前景分析
工业互联网的技术应用和前景分析一、工业互联网技术简介工业互联网（Industrial Internet）是指具有传感器、通信、控制和数据处理等功能的智能化工业系统，通过互联网互相连接，实现实时数据采集、传输和处理，提高生产效率和智能化生产能力。
工业互联网技术主要包括物联网、云计算、大数据、人工智能等。
二、工业互联网技术应用1.物联网物联网是指通过互联网连接传感器、智能设备、机器人等物理设备，实现实时数据采集和交互。
在工业互联网中，物联网技术可用于设备状态监测、故障预测、设备远程控制等领域。
例如，通过传感器采集设备运行状态，可及时发现设备故障并进行修复，提高生产效率和减少停机时间。
2.云计算云计算是指将大规模的计算、存储、网络等资源，通过互联网进行分布式处理。
在工业互联网中，云计算技术可用于处理大规模的数据，实现数据的实时分析和决策。
例如，将工厂生产数据上传至云端，进行数据挖掘和分析，可得出生产效率、品质等方面的数据指标，并进行优化决策。
3.大数据大数据是指海量、高速、多样化的数据，通过技术手段进行采集、处理、管理和分析。
在工业互联网中，大数据技术可用于挖掘传感器、设备等数据，并进行深度学习、机器学习等分析模型建立，实现设备故障预测、生产效率优化等领域。
4.人工智能人工智能是指模仿人类智慧的理论、方法、技术和应用系统。
在工业互联网中，人工智能技术可用于机器视觉、语音识别、自然语言处理等领域，实现设备瑕疵检测、产品质量控制等工作。
三、工业互联网技术前景随着IoT和5G网络的发展，工业互联网技术将会迎来更广泛的应用。
未来，工业互联网技术将会在以下几个领域获得更广泛的应用：1.智能制造工业互联网技术将会推动智能制造的发展，通过实现设备的自动化、信息化、智能化，提高生产效率和产品质量。
2.智能物流工业互联网技术将会推动智能物流的发展，通过运用大数据分析和人工智能技术，实现物流资源的智能优化和调度，提高物流效率和安全性。
工业网络技术教学设计
工业网络技术教学设计背景介绍随着工业自动化和智能制造的快速发展，工业互联网已成为推动工业经济转型升级的重要力量。
工业网络技术是工业互联网的基础，具有重要的战略意义和应用前景。
在高等教育领域，工业网络技术的教学已成为一个日益重要的课程。
教学目标工业网络技术教学的目标是培养学生掌握工业网络技术的基本原理、通信协议、系统应用等方面的知识，掌握工业网络系统的建设和维护技能，具备工业网络技术的实际应用能力。
为满足这一目标，教学方法和设计需要充分考虑学生的实际需求和特点。
教学内容工业网络技术教学的内容包括以下几个方面：1. 基本知识•工业网络技术的发展历程和现状•工业网络技术的基本概念及其分类•工业网络技术中的通信协议和标准2. 系统应用•工业网络系统的构成和实现方法•工业网络系统的应用领域和实例分析•工业网络系统的设计和实现案例3. 建设与维护•工业网络系统的建设和维护流程•工业网络系统的故障排除及处理方法•工业网络系统安全性保障的基本原理和方法教学方法1. 授课授课是教师向学生传授知识和技能的主要教学方式。
在教学过程中，教师需要结合实际案例和系统应用，结合学生的需求和特点，采用多种形式的教学方法，如讲解、演示、实验、讨论等，使学生能够深入理解工业网络技术的基本原理和应用技能。
2. 实践实践是工业网络技术教学中的重要内容。
学生需要在实验室中进行网络系统的设计和实现，包括选型、架构设计、硬件配置、软件编程等方面的内容。
在实践过程中，教师需要指导学生解决实际问题，使学生能够掌握工业网络系统的建设和维护技能。
3. 课程项目课程项目是工业网络技术教学的重要内容。
通过开展课程设计和综合实践项目，学生可以掌握工业网络技术的应用和实现能力。
同时，通过组织学生参加专业比赛和国际交流活动，可以拓宽学生的视野和提升学生的竞争力。
教学评价教学评价是衡量教学效果的关键指标。
针对工业网络技术教学，教学评价应当结合学生的实际需求和特点，采用多种方式进行评价，如实验、考试、项目报告、实践成果等，全面测评学生的知识和技能水平，为后续教学改进和优化提供数据支持。
工业网络技术
专业领域
可设置的专业方向：工业计算机集中控制技术。
就业面向
工业企业计算机络的运行、维护与管理，工业络的技术开发与服务工作。
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工业网络技术
高等教育专业
01 核心能力
03 专业领域
目录
02 课程设置 04 就业面向
工业络技术是培养掌握计应用开发以及对工业络操作和维护的高级技术应用性专门人才。
核心能力
工业络技术的应用及工业络的操作、维护与管理。
课程设置
专业核心课程与主要实践环节：通信原理、数字信号处理、自动控制原理、计算机控制技术、计算机安全技 术、计算机络技术、工业络技术、工业控制机、金工实习、电子实习、电子技术课程设计、微机原理及接口技术 课程设计、计算机络实习、工业络系统实习、毕业实习（设计）等，以及各校的主要特色课程和实践环节。
工业网络技术课程设计
工业网络技术课程设计一、课题概述随着工业智能化的不断推进，工业网络技术已经成为生产线的重要组成部分。
因此，本课程将以工业网络技术为主题，设计一个完整的网络系统，旨在帮助学生通过实践掌握工业网络技术及其应用。
二、课程目标1.掌握工业网络技术原理2.熟悉工业网络设备的使用方法与配置3.学会使用工业通信协议（如Modbus、Profibus等）4.能够设计一个完整的工业网络系统三、课程内容及安排第一周第一周主要介绍工业网络技术的基本概念及相关的硬件设备，包括网络拓扑结构、网络协议、以及各种类型的网络设备（如交换机、路由器、网关等）。
第二周在第二周中，将学习工业通信协议，如Modbus、Profibus等。
学生将学习协议的基本原理、协议栈结构以及协议的应用场景。
第三周第三周将设计一个简单的工业网络系统，包括网络拓扑结构的设计、硬件设备的选择和配置、设备之间的连接、以及网络参数的设置。
第四周通过实践操作，在第四周中学生将会配置和测试所设计的工业网络系统。
可以通过模拟设备与实际设备相结合的方式来进行调试和测试。
第五周在第五周中，将介绍如何使用网络管理软件对工业网络进行管理和监控。
包括网络拓扑图的绘制、设备参数的监控以及故障诊断等。
第六周第六周将进行综合实践，学生将在指导下自主完成一个工业网络系统的设计与实施，并进行演示与讲解。
四、实践环节为了保证学生能够更好地掌握理论知识，并能够把知识应用到实际操作中，本课程将设置实践环节。
具体包括：1.基础练习：通过模拟设备进行初步的实践操作，巩固对网络技术基本概念及通讯协议的掌握。
2.设计实现：分小组进行设计与实现任务，通过实践巩固对理论知识的掌握。
3.实践演示：学生将会在课程结束时进行作品展示，进行总结和分享。
五、考核方式1.平时成绩（30%）：参与度、实验报告、作业等。
2.期末考试（30%）：学生需要通过闭卷考试来检验对课程知识的掌握。
3.设计实现与演示（40%）：根据学生的实践成果、决策过程以及演示效果进行评分。
工业以太网络技术解决方案
工业以太网络技术解决方案
简介
工业以太网络技术是一种用于实现工业自动化的网络通信技术。
它与传统的以太网相比，具有更高的可靠性、安全性和实时性，能
够满足工业现场的特殊通信需求。
本文将介绍工业以太网络技术的
主要特点和应用案例。
特点
1. 高可靠性：工业以太网络技术采用冗余设计和网络拓扑结构，能够容忍节点故障和网络中断，保证工业设备的稳定运行。
2. 高安全性：工业以太网络技术使用安全认证和加密机制，能
够防止网络攻击和数据泄露，确保工业系统的安全性和保密性。
3. 实时性：工业以太网络技术通过时间同步和优化传输机制，
能够实现微秒级的数据传输延迟，满足工业现场对实时性的要求。
4. 灵活性：工业以太网络技术支持多种传输介质和通信协议，
适用于不同的工业应用场景，具有很高的灵活性和扩展性。
应用案例
1. 工业自动化：工业以太网络技术广泛应用于工业自动化领域，实现设备之间的通信和数据交换，提高生产线的效率和可靠性。
2. 物联网：工业以太网络技术可以作为物联网的底层通信基础
设施，连接传感器、设备和云平台，实现设备的远程监控和管理。
3. 智能电网：工业以太网络技术可以应用于智能电网系统，实
现电力设备之间的通信和协调，提高电网的稳定性和效率。
4. 智能交通：工业以太网络技术可以应用于智能交通系统，实
现车辆之间的通信和交互，提高交通流量的控制和安全性。
结论
工业以太网络技术是一种可靠、安全、实时的通信技术，适用
于工业自动化、物联网、智能电网和智能交通等领域。
它的应用将
会推动工业的数字化转型，提升工业生产的效率和质量。
工业互联网技术
工业互联网技术工业互联网技术是指将互联网技术应用于传统工业领域，实现设备、设施和人员之间的信息传递、监控和控制的一种技术。
随着信息技术的不断发展，工业互联网技术被广泛应用于制造业、能源、交通、物流等各个领域，为工业生产提供了新的机遇和挑战。
工业互联网技术的特点数据采集与传输工业互联网技术通过传感器、数据采集设备等实现对工业设备和流程的数据采集，将采集到的数据通过网络传输到数据中心或云平台进行存储和处理，实现数据的实时监控和分析。
数据分析与应用工业互联网技术依托大数据分析、人工智能等技术，对采集到的数据进行深度分析，挖掘隐藏在数据中的有用信息，为企业提供及时的预警、优化生产调度、降低生产成本等决策支持。
远程监控与智能化控制通过工业互联网技术，企业可以实现对远程设备和生产过程的实时监控，利用智能化控制系统实现自动化生产，提高生产效率和产品质量。
工业互联网技术的应用制造业工业互联网技术在制造业的应用中，可以实现生产过程的数字化管理、智能化制造和定制化生产，提高生产效率，并且可以通过远程监控及时掌握生产情况，做出合理的生产调度。
能源领域在能源领域，工业互联网技术可以帮助能源企业实现对能源生产、传输和消费的智能管理，优化能源利用，提高能源利用效率，减少能源浪费。
物流行业工业互联网技术在物流行业的应用可以实现物流信息的实时跟踪、预测及安全管理，提高物流运作效率，缩短物流运输时间，优化物流配送体系。
工业互联网技术的发展趋势5G技术的应用随着5G技术的普及和应用，工业互联网技术将实现更快的数据传输速度和更低的延迟，为工业生产带来更大的便利。
边缘计算的发展边缘计算技术的发展将使工业互联网技术更加智能化和自动化，实现边缘设备的智能决策和应用，提高工业生产的敏捷性和效率。
物联网与工业互联网的融合未来，物联网技术和工业互联网技术将融合发展，实现设备、设施和人员之间更加智能、灵活和高效的信息交流，推动工业生产向数字化、智能化方向发展。
工业网络技术
（3）总线形结构
• 结构：各结点经其接口，通过一条或几条通讯线路与公共总
线连接。其任何结点的信息都可以沿着总线传输，并且能被任 一结点接收。由于信息传输方向是从发送结点向两端扩散，因 此又称为广播式网络。 • 总线形网络的接口内具有发送器和接收器。接收器接收总
线上的串行信息，并将其转换为并行信息送到结点；发送器则
一种有控制的发报方式——令牌发送技术！
（2）令牌环(Token Ring)
• 令牌环：全称为令牌通行环(Token Passing Ring)，适用于环形网络结 构。
• 令牌是控制标志，网中只设一张令牌，并依次沿各结点传送。 •令牌的两个状态
• “空”状态：表示令牌没有被占用，当其传至正待发送信息的结点时， 该结点立即发送，并置令牌为“忙”状态。 • “忙”状态：表示令牌被占用，即令牌正在携带信息发送，当所发信 息环绕一周，由发送结点将“忙”令牌置为“空”令牌。 •工作过程：令牌依次沿每个结点传送，使每个结点都有平等发送信息 的机会。当一个结点占令牌期间其它结点只能处于接收状态。当所发信 息绕环一周，并由发送结点清除，“忙”令牌又被置为“空”状态，绕 环传送令牌。当下一结点要发送信息时，则下一结点便得到这一令牌， 并可发送信息。 •令牌环的特点：能提供可调整的访问控制方法；能提供优先权服务； 有较强的实时性；需对令牌进行维护，令牌丢失降低环路利用率；控制 电路复杂。
生冲突和碰撞，故不易用在实时性要求高的场合。
•应用：总线形结构是目前使用最广泛的结构，也是一种最传统 的主流网络结构，该种结构最适于信息管理系统、办公室自动化 系统、教学系统等领域的应用。
（4）树形结构 •结构：分层结构，适用于分级管理和控制系统。
•特点：
①通讯线路总长度较短，连网成本低，易于扩展，但结构较 星形复杂； ②网络中除叶结点外，任一结点或连线的故障均影响其所在 支路网络的正常工作。
工业网络总结范文
一、背景随着我国工业自动化程度的不断提高，工业网络技术在工业生产中的应用越来越广泛。
为提高生产效率、降低成本、保障生产安全，我国企业在工业网络建设方面投入了大量的人力、物力和财力。
本文将从工业网络的发展历程、技术特点、应用领域等方面进行总结。
一、工业网络发展历程1. 第一阶段：20世纪80年代，我国工业网络起步，主要以现场总线技术为主，如Modbus、Profibus等。
2. 第二阶段：20世纪90年代，随着网络技术的快速发展，工业以太网开始在我国工业领域得到应用。
3. 第三阶段：21世纪初，工业网络技术逐渐成熟，工业以太网、无线工业网络、物联网等新技术不断涌现。
二、工业网络技术特点1. 高可靠性：工业网络要求在恶劣环境下保持稳定运行，确保生产过程不受影响。
2. 高安全性：工业网络需要具备较强的抗干扰能力，防止黑客攻击等安全威胁。
3. 高实时性：工业网络要求数据传输实时、准确，满足生产过程中的实时控制需求。
4. 易于扩展：工业网络应具备良好的扩展性，方便企业根据生产需求调整网络架构。
三、工业网络应用领域1. 工业自动化：工业网络在工业自动化领域应用广泛，如PLC、SCADA等控制系统。
2. 工业生产管理：工业网络可实现对生产过程的实时监控、数据采集和分析，提高生产管理效率。
3. 物联网：工业网络是物联网的重要组成部分，可实现设备互联、数据共享，为企业提供智能化生产解决方案。
4. 能源管理：工业网络在能源管理领域应用，如智能电网、节能减排等。
四、总结工业网络技术在我国的工业领域发挥着越来越重要的作用。
随着技术的不断发展，工业网络将更好地满足企业生产需求，推动我国工业向智能化、绿色化、高效化方向发展。
未来，我国工业网络技术将朝着以下方向发展：1. 高速、宽带：提高工业网络传输速率，满足大数据、高分辨率视频等需求。
2. 智能化：利用人工智能、大数据等技术，实现工业网络的自适应、自优化。
3. 安全性：加强工业网络安全防护，确保生产安全。
工业互联网技术方案
CONTENTS
• 工业互联网概述 • 工业互联网技术方案架构 • 工业互联网关键技术 • 工业互联网实施方案 • 工业互联网案例分析
01
工业互联网概述
定义与特点
定义
工业互联网是指通过网络技术将工业 生产与互联网技术相结合，实现工业 数据的采集、传输、处理和应用，从 而提升工业生产效率和降低成本。
详细描述
智能制造利用工业互联网技术，实现设备连接、数据采集、远程监控等功能，提 高生产效率、降低能耗和减少人力成本。同时，通过数据分析，企业可以实时了 解生产情况，优化生产流程，提高产品质量和竞争力。
案例二：能源行业的工业互联网应用
总结词
能源行业是工业互联网应用的重要领域之一，通过智能化管理和调度，实现能 源的高效利用和节约。
通过工业互联网技术实现 设备的远程监控和维护， 提高设备运行效率和降低
维护成本。
工业互联网的发展趋势
01
02
03
5G技术的应用
随着5G技术的普及，工业 互联网将能够实现更快速、 更稳定的数据传输和处理。
AI技术的应用
人工智能技术在工业互联 网中的应用将越来越广泛， 实现更智能化的数据处理 和应用。
采用匿名化、去标识化等技术，保 护用户隐私不受侵犯。
03
工业互联网关键技术
大数据分析技术
实时数据处理大ຫໍສະໝຸດ 据分析技术能够实时收集、处理 和分析海量数据，提供决策支持。
数据挖掘
预测分析
基于历史数据和实时数据，利用大数 据分析技术进行预测，帮助企业提前 预警和决策。
通过数据挖掘算法，发现数据中的隐 藏规律和模式，为企业决策提供依据。
化。
详细描述
工业网络技术相关知识
采取防火墙、入侵检测等安全措施，防止网络攻击和数据泄露，保障工业网络的 安全稳定运行。
04
工业网络技术应用案例
智能制造中的工业网络技术应用
总结词
智能制造通过工业网络技术实现生产过程的自动化、智能化和协同化。
详细描述
智能制造利用工业网络技术将生产设备、传感器、执行器等连接起来，实现设备之间的信息交互和协同工作。工 业网络技术为智能制造提供了实时数据采集、远程监控、故障诊断等功能，提高了生产效率和产品质量。
面临的挑战与机遇
技术更新换代
随着技术的不断发展，工业网络技术 需要不断更新和升级，以满足企业不 断变化的需求。
数据安全问题
随着工业网络技术的普及，数据安全 问题越来越突出，需要采取有效的措 施来保障数据的安全。
人才培养需求
工业网络技术的应用需要具备相关专 业知识和技能的人才，需要加强人才 培养和引进。
未来工业网络技术将更加注重智能化技术的应用，实现更加智 能化的生产和运营管理。
物联网技术将为工业网络技术提供更加广泛的应用场景和更加 丰富的数据源，促进工业生产的智能化和个性化发展。
THANKS
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05
未来工业网络技术的发展趋势
5G技术在工业网络中的应用
5G技术为工业网络提供了高带宽、低延迟和大规模连接的能力，为工业自动化、远 程控制和实时监测等应用场景提供了更好的支持。
5G技术将促进工业物联网的发展，使得设备与设备之间、设备与云端之间的连接更 加紧密，实现更高效、智能的生产和管理。
5G技术将加速工业自动化程度的提升，为智能制造、智慧物流等领域靠性、低成本、易于扩展和维护等优 点，能够满足工业自动化领域对数据传输的严格要求。
工业以太网的应用场景
工业网络技术专业介绍
工业网络技术专业介绍[导读]：本文讲述了工业网络技术专业的基本信息及专业介绍，如工业网络技术专业的课程设置、就业方向、就业前景等，还包括开设工业网络技术专业的院校名单。
█ 工业网络技术专业基本信息学历层次：专科专业名称：工业网络技术专业代码：580206所属门类：制造所属学科：自动化类同一个专业不同大学其学习方向、开设课程等不尽相同，以下提供开设工业网络技术专业的部分院校的专业介绍，仅供参考。
具体信息以学校网站公布为准。
█ 兰州石化职业技术学院工业网络技术专业介绍主干课程：C语言程序设计、计算机实时网络系统、网页制作与网站建设、面向对象的程序设计、实时数据库应用与开发、工业网络技术、石化基础（化工原理、化工工艺）、检测仪表、控制工程、DCS/FCS、网络通讯技术、现代控制理论及应用、可编程控制器等智能化仪表。
实践教学：计算机组装与维护实训、C语言程序设计实训、实时数据库实训、网页制作与网站网络组建实训、计算机电路基础实训、检测仪表实训、控制系统设计操作实训、毕业设计等。
就业方向：从事工业网络系统的安装、调试、维护及应用工作;从事化工生产与控制、仪表测量、过程自动化、化工操作等工作;也可从事信息系统开发及应用、网络管理等相关工作。
█ 广东交通职业技术学院工业网络技术专业介绍培养目标：本专业培养掌握自动化与工业网络技术的基础知识和技能，能在生产企业从事网络控制系统的设计、运行、维护；工业控制计算机选型、安装、应用开发；工业控制设备的安装、运行和维护；以及工业网络操作和维护的高技能应用型人才。
主要课程：PLC应用技术、工业网络技术、监控组态软件应用技术、单片机程序设计与维护、网络安全配置、计算机控制技术、智能机器人及传感器应用等。
就业方向：本专业毕业生能从事网络控制系统的安装、调试与维护；工业网络的技术开发、安全管理与服务；工业控制设备的选型、安装、调试与维护；企业计算机网络的运行、维护与管理等方面的工作。
工业网络技术
工业网络技术工业网络技术的发展与应用工业网络技术是指将计算机网络和通信技术运用于工业自动化领域的一种技术。
它的出现和发展，极大地推动了现代工业的高效、智能化升级。
本文将从工业网络技术的概念、发展历程、关键技术以及应用领域等方面进行介绍和探讨。
一、工业网络技术的概念工业网络技术是一种将计算机网络技术应用于工业自动化领域的技术手段。
它通过将工业设备与计算机网络相连，实现对工业生产过程的监控与控制。
工业网络技术的目标是提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和实现智能化生产。
二、工业网络技术的发展历程工业网络技术的发展具有相对较长的历史，可以追溯到上世纪的工业自动化和计算机网络技术的起步阶段。
当时，由于计算机技术的快速发展，工业生产中的大量数据需要被准确地采集、传输和处理，这促使了工业网络技术的初步应用。
进入21世纪，工业网络技术得到了快速的发展和普及。
以太网、工业以太网、现场总线等通信标准的出现，为工业网络技术的应用创造了条件。
传感器和执行器的智能化、通信技术的进步以及计算机处理能力的提升，使工业网络技术得以广泛应用于各个领域。
三、工业网络技术的关键技术1. 网络通信技术：工业网络技术的基础是网络通信技术。
以太网、工业以太网、现场总线等网络通信标准，为工业设备之间的通信提供了标准化的解决方案。
2. 数据采集与传输技术：工业网络技术要实现对工业生产过程的监控与控制，就需要对工业设备产生的数据进行采集和传输。
传感器技术和数据传输协议的发展，为工业数据的采集和传输提供了技术支持。
3. 数据处理与分析技术：工业生产过程中产生的大量数据需要进行分析和处理，以实现对生产过程的优化和改进。
数据挖掘、机器学习等技术的应用，为工业网络技术的数据处理与分析提供了新的方法和手段。
4. 安全保障技术：工业网络技术的应用过程中，网络信息安全问题愈发凸显。
网络安全技术的发展和应用，能够有效保障工业网络的安全可靠运行，防范网络攻击和数据泄露的风险。
工业网络技术专业简介
工业网络技术专业简介专业代码560305专业名称工业网络技术基本修业年限三年培养目标本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握计算机与工业网络技术、工业网络控制和自动化技术应用等基本知识，具备工业网络技术的专业能力，从事生产企业工业控制网络的配置、组建与技术改造，工业网络系统的安装、调试、维护，和企业信息系统的管理、维护等工作的高素质技术技能人才。
就业面向主要面向工业网络行业，从事工业网络设备与系统的安装、调试、维护及应用，网络控制系统的技术开发与服务、工业网络系统集成设计、工业网络设备的运行维护管理、信息系统开发及应用等工作。
主要职业能力1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力；2.具备计算机应用和信息收集处理能力；3.具备电气系统安装、调试、运行、维护维修能力；4.具备综合应用信息网络的综合试验与工程实践能力；5.具备工业控制计算机的选型、安装和应用能力；6.具备各种组态软件应用及编程能力；7.具备网络的安全管理和运行维护能力；8.掌握自动化领域常用工业软件的应用；9.掌握典型工业网络工程施工标准及工艺，具备工业网络安装、调试、维护和管理能力；10.掌握典型工业网络控制系统结构，具备典型工业网络方案设计能力。
核心课程与实习实训1.核心课程电子技术、电气控制与 PLC 技术、单片机原理与应用、变频器原理及应用、计算机控制技术、计算机网络技术、工业组态技术、集散控制系统、现场总线控制技术等。
2.实习实训在校内进行电子、电气控制、计算机网络、DCS/FCS 系统、电子产品装调、现场总线技术、网络控制及编程、工业网络控制等实训。
在工业网络设备安装与系统维护企业进行实习。
职业资格证书举例维修电工可编程序控制系统设计师衔接中职专业举例计算机网络技术网络安防系统安装与维护工业自动化仪表及应用接续本科专业举例电气工程及其自动化。
工业网络技术课件
2.3、物理层——同轴电缆
分类
同轴电缆
应用
基带同轴电缆 网络 宽带同轴电缆 视频
信号
数字 数字、模拟
特性阻抗
50Ω 75Ω
传输速 率
10Mbps
同轴电缆 细缆 粗缆
类型 RG-58 RG-11
最大传输距离 185米 500米
阻抗 50Ω 75Ω
国内标准 计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。（50欧） RG-59 用于电视系统。（75欧） RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。（93欧）
2.5、物理层——接口
物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
物理接口特性 机械特性： 指明接口所用接线器 的形状和尺寸、引线数目和排列、 固定和锁定装置等。这很像平时常 见的各种规格的电源插头的尺寸都 有严格的规定。
2.5、物理层——接口
电气特性： 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
塑料：98/1000μm，用于汽车控制
2.4、物理层——光纤
光缆型号中部分代码
光纤识别 单模光纤(Single-mode Fiber)：一般光纤跳纤用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。 多模光纤(Multi-mode Fiber)：一般光纤跳纤用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米 色或者黑色；传输距离较短。
2.3、物理层——同轴电缆
对电缆进行测试的主要参数 导体或屏蔽层的开路情况。 导体和屏蔽层之间的短路情况。 导体接地情况。 在各屏蔽接头之间的短路情况。
粗缆布线技术参数 最大干线段长度:500米。 ·最大网络干线电缆长度:2500米。 ·每条干线段支持的最大结点数:100。 ·收发器之间最小距离:2.5米。 ·收发器电缆的最大长度:50米。
工业网络技术
2.6、物理层——RS232接口
232接线 DB9-DB9 : 2-3,3-2,5-5 DB25-DB25: 2-3,3-2,7-7 DB9-DB25 : 2-3,3-2,5-7
2.7、物理层——RS485接口
EIA RS-485 接口标准
1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压 差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电 平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
2.10、传输层
传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务，基本功能如下 • 分割与重组数据 • 按端口号寻址 • 连接管理 • 差错控制和流量控制 • 传输层要向会话层提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢 失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错
2.11、局域网组网设备
OSI
7 应用层
6 表示层
2.3、物理层——同轴电缆
分类
同轴电缆
应用
基带同轴电缆 网络 宽带同轴电缆 视频
信号
数字 数字、模拟
特性阻抗
50Ω 75Ω
传输速 率
10Mbps
同轴电缆 细缆 粗缆
类型 RG-58 RG-11
最大传输距离 185米 500米
阻抗 50Ω 75Ω
国内标准 计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。（50欧） RG-59 用于电视系统。（75欧） RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。（93欧）
——路漫漫兮，其修远兮，吾将上下而求索
工业网络技术
Industrial network technology
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2．介质访问控制技术 •网络的传输介质：就是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信 中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有电话线，同轴电缆， 双绞线，光导纤维电缆，无线与卫星通信。对于传输介质，包括以下 特性：物理特性，传输特性，连通特性，地理范围，抗干扰性和相对 价格。
•介质访问控制：各结点通过公共通道传输信息，因此存在如何合理 分配信道的问题（既充分利用信道的空间和时间，又防止发生各信息 间的互相冲突）。访问控制方式的功能就是合理解决信道的分配。 •微机局部网络常用的传输访问控制方式有三种，即
1)冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD)；
2)令牌环(Token Ring)； 3)令牌总线(Token Bus)。 • 三种方式都得到IEEE802委员会的认可，成为国际标准。 •介质访问控制技术(MAC)：解决信道(公共传输通道)的分配和使用。
（1）冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA／CD)
（3）总线形结构
• 结构：各结点经其接口，通过一条或几条通讯线路与公共总
线连接。其任何结点的信息都可以沿着总线传输，并且能被任 一结点接收。由于信息传输方向是从发送结点向两端扩散，因 此又称为广播式网络。 • 总线形网络的接口内具有发送器和接收器。接收器接收总
线上的串行信息，并将其转换为并行信息送到结点；发送器则
生冲突和碰撞，故不易用在实时性要求高的场合。
•应用：总线形结构是目前使用最广泛的结构，也是一种最传统 的主流网络结构，该种结构最适于信息管理系统、办公室自动化 系统、教学系统等领域的应用。
（4）树形结构 •结构：分层结构，适用于分级管理和控制系统。
•特点：
①通讯线路总长度较短，连网成本低，易于扩展，但结构较 星形复杂； ②网络中除叶结点外，任一结点或连线的故障均影响其所在 支路网络的正常工作。
•又称为随机访问技术或争用技术—适用于总线形和树形网络结构 •工作原理：当某一结点要发送信息时，首先要侦听网络中有无其它结 点正在发送信息，若没有则立即发送；否则，等待一段时间，直至信道 空闲，开始发送。 •确定等待时间的方法： ①当某结点检测到信道被占用后，继续检测，发现空闲，立即发送； ②当某点检测到信道被占用后就延迟一个随机时间，然后再检测。重复 这一过程，直到信道空闲，开始发送。 •冲突的解决方法： •由于传输线上不可避免的有时间的延迟，有可能多个站同时监听到线 上空闲并开始发送，从而导致冲突。因此，当结点开始发送信息时，该 结点继续对网络检测一段时间，且把收到的信息和自己发送的信息进行 比较，若相同，则发送正常进行；若不同，说明由其它结点发送信息， 引起混乱，应立即停止，等待一个随机时间，在重复上述过程。
②网络延迟时间短，传输错误率较低；
③网络可靠性较低，一旦中央结点出现故障将导致全网瘫痪； ④网络资源大部分在外围点上，相互结点必须经过中央结点才 能转发信息； ⑤通讯电路都是专用线路，利用率不高，故网络成本较高。
（2）环形结构
•结构：各结点通过环接口连于一条首尾相连的闭合环形通信线路中， 环网中，数据按事先规定好的方向从一个结点单向传送到另一结点。 •工作过程：一个结点按事先规定好的方向从一个结点单向传送到另一 个结点，当传送信息的目的地址与环上的某结点的地址相等时，信息才 被该结点的环接口接收，否则，继续向下传送。 •特点： ①信息流在网络中是沿固定的方向流动，故两个结点之间仅有唯一的通 路，简化了路径选择控制；
一种有控制的发报方式——令牌发送技术！
（2）令牌环(Token Ring)
• 令牌环：全称为令牌通行环(Token Passing Ring)，适用于环形网络结 构。
• 令牌是控制标志，网中只设一张令牌，并依次沿各结点传送。 •令牌的两个状态
• “空”状态：表示令牌没有被占用，当其传至正待发送信息的结点时， 该结点立即发送，并置令牌为“忙”状态。 • “忙”状态：表示令牌被占用，即令牌正在携带信息发送，当所发信 息环绕一周，由发送结点将“忙”令牌置为“空”令牌。 •工作过程：令牌依次沿每个结点传送，使每个结点都有平等发送信息 的机会。当一个结点占令牌期间其它结点只能处于接收状态。当所发信 息绕环一周，并由发送结点清除，“忙”令牌又被置为“空”状态，绕 环传送令牌。当下一结点要发送信息时，则下一结点便得到这一令牌， 并可发送信息。 •令牌环的特点：能提供可调整的访问控制方法；能提供优先权服务； 有较强的实时性；需对令牌进行维护，令牌丢失降低环路利用率；控制 电路复杂。
②环路中每个结点的收发信息均由环接口控制，控制软件较简单；
③环路中，当某结点故障时，可采用旁路环的方法，提高了可靠性； ④环结构其结点数的增加将影响信息的传输效率，故扩展受到一定的限 制。 •应用：环形网络结构较适合于信息处理和自动化系统中使用，是微机 局部网络中常用的结构之一。特别是 IBM公司推出令牌环网之后，环形 网络结构就被越来越多的人所采用。
•结论： • CSMA／CD方式原理较简单，且技术上较易实现。网络中 各结点处于同等地位，无需集中控制，但不能提供优先级控 制，所有结点都有平等竞争的能力，在网络负载不重情况下， 有较高的效率，但当网络负载增大时，发送信息的等待时间 加长，效率显著降低。 由于 CSMA 的访问存在发报冲突问题，而产生冲突的原 因是由于各站点发报是随机的。为了解决这种由于“随机” 而产生的冲突问题，可采用有控制的发报方式。下面，介绍
7.2.1 工业网络概述
1．网络拓扑结构 • 网络中互连的点称为结点或站，结点间的物理连接结构称为 拓扑，采用拓扑学来研究结点和结点间连线 (称链路 ) 的几何排 列。 • 局部网络通常有四种拓扑结构：星形、环形、总线形和树形。
（1）星形结构 •结构：中心结点是主结点，它接受各分散结点的信息再转发给 相应结点，具有中继交换和数据处理功能。 •工作过程：当某一结点想要传输数据时，它首先向中心结点发 送一个请求，以便同另一个目的结点建立连接。一旦两个结点 建立了连接，则在这两点间就象是一条专用线路连接起来一样， 进行数据传输。 •特点： ①网络结构简单，便于控制和管理，建网容易；
将并行信息转换成串行信息广播发送到总线上。当在总线上发 送的信息目的地址与某一结点的接口地址相符时，传送的信息
就被该结点接收由于一条公共总线具有一定的负载能力，因
此总线长度有限，其所能连接的结点数也有限。
•特点：
①结构简单灵活，扩展方便；
②可靠性高，网络响应速度快； ③共享资源能力强，便于广播式工作； ④设备少，价格低，安装和使用方便； ⑤由于所有结点共用一条总线，因此总线上传送的信息容易发