第7章 工业以太网组建
《工业以太网》课件
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CATALOGUE
工业以太网的实际应用案例
智能制造领域的应用
自动化生产线监控
工业以太网用于实时监控生产线的运行状态，确保生产过程的稳 定性和效率。
设备远程控制
通过工业以太网，实现对生产设备的远程控制，提高生产管理的 灵活性和便捷性。
数据采集与分析
工业以太网连接各种传感器和数据采集设备，实时采集生产数据 并进行深度分析，优化生产流程。
工业以太网用于构建智能城市的基础设施，如智能照明、智能安 防等。
物流管理
工业以太网用于实时追踪物流信息，提高物流管理的效率和准确性 。
矿业安全监控
工业以太网用于实时监测矿山的生产设备和环境状况，保障矿业生 产的安全。
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CATALOGUE
工业以太网的发展趋势与未来展望
工业以太网的发展趋势
随着物联网、云计算等技术的发展，工业以太 网将与这些技术深度融合，实现更高效、智能
以太网技术不断发展，从最初 的10Mbps到现在的100Gbps ，具有很高的数据传输速率。
以太网协议与标准
以太网协议规定了数据帧的格 式、寻址方式、数据封装和解 封装等方面的规范。
以太网标准包括IEEE 802.3系 列标准，其中最常用的标准是 802.3u（快速以太网）、 802.3z（千兆以太网）和 802.3ae（万兆以太网）。
工业以太网的应用范围广泛，可以应用于各种工业设备和 系统中，如智能制造、智能物流、智能仓储等，对于工业 转型升级和智能化发展具有重要意义。
工业以太网的发展前景与挑战
工业以太网的发展前景广阔，随着工业自动化 技术的不断发展和进步，工业以太网的应用场 景和市场需求将会不断增加。
组建以太网的具体实施步骤
组建以太网的具体实施步骤1. 资源准备在组建以太网之前，需要准备以下资源：•以太网交换机：选择适合需求的以太网交换机，确保其具有足够的端口数量和性能。
•以太网网线：准备充足的以太网网线，根据实际情况选择合适的线缆规格。
•以太网适配器：确保所有需要接入以太网的设备都配备有合适的以太网适配器。
•IP地址规划：根据网络规模和需求，进行IP地址的规划，分配给各个设备。
2. 设计网络拓扑结构在组建以太网之前，需要设计一个合理的网络拓扑结构，以确保网络连接的可靠性和性能。
•根据实际需求，确定网络中的核心交换机、汇聚交换机和接入交换机的位置和数量。
•根据设备的数量和位置，设计合理的网络布线方案。
•考虑网络的冗余设计，确保在某个节点或链路故障时，网络仍能继续运行。
3. 连接硬件设备开始组建以太网之前，需要先连接硬件设备。
•将以太网交换机与电源连接，并确保其正常启动。
•连接以太网适配器到需要接入以太网的设备上。
•使用合适的以太网网线将交换机与设备进行连接。
4. 配置交换机完成硬件设备的连接后，需要对交换机进行配置。
•登录交换机的管理界面，通常通过浏览器访问交换机的IP地址。
•配置交换机的基本信息，如设备名称、管理IP地址等。
•设置VLAN（虚拟局域网）和端口的配置，根据需求划分不同的VLAN，并将其与相应的端口绑定。
•配置端口速率和双工模式，确保网络传输的稳定性和性能。
5. 配置设备IP地址在组建以太网时，需要为每个设备配置合适的IP地址，以保证设备间的通信能够正常进行。
•登录设备的管理界面，通常通过浏览器访问设备的IP地址。
•进入网络设置页面，配置设备的IP地址、子网掩码、网关等信息。
•配置DNS（域名系统）服务器地址，以便设备能够解析域名并进行网络访问。
6. 测试网络连通性完成以上步骤后，需要进行网络连通性的测试，以确保组建的以太网能够正常工作。
•使用ping命令测试设备之间的连通性，确保能够相互通信。
•进行带宽测试，确保网络传输速度符合需求。
如何组建以太网7
如何组建以太网络
其基本思想很简单：保留所有的旧的分组格式，接口以 及程序规则，只是将位时从100ns减少到10ns，并且所有 的快速以太网系统均使用集线器，不再使用带有刺入式分接 头或BNC连接头的多点电缆。下面介绍各种类型的连线。
(1)100Base-T4
(2)100Base-TX (3)100Base-FX
如何组建以太网络
三、其他以太网 1、快速以太网 FDDI曾被认为是下一代的LAN，但是除了主干网市场 外（在这方面FDDI一直很出色），它很少被使用。因为其 站点管理过于复杂，从而导致芯片复杂和价格昂贵。FDDI 的巨大费用使得工作站制造商不愿让它成为标准网络，因此 从不大量生产，FDDI也就无法占据大块市场。1992年IEEE 重新召集了802.3委员会，指示他们制订一个快速的LAN。 802.3委员会决定保持802.3原状，只是提高其速率，IEEE在 1995年6月正式采纳了其成果802.3u。从技术角度上讲， 802.3u并不是一种新的标准，只是对现存802.3标准的追加， 习惯上称为快速以太网。
ATM 155M/622M
千兆以太网 1000M 带优先级的CSMA/CD， 碰撞
访问方式
QoS信元交换
介质类型 价格 拓扑结构 低 星型结构
多模光纤 高 星型结构
单模光纤 较高 星型结构
中 双环结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 如何组建以太网络
千兆以太网目前正处于强劲势头，并且已被确认为 IEEE802.Z标准。千兆以太网在保持快速以太网CSMA/CD基 本结构的同时提供1000M带宽和优先级支持，基本上兼容广 泛使用的交换以太网，同时具备一定的服务质量和服务类 别(Qos/Cos)能力，具备平滑升级特性和优异传输性能。 根据企业的特点和实际情况，可选用国内外知名品牌 的网络设备，建立具有快速以太100Base-T交换技术为核心 的先进而可靠的网络系统。整个系统为星状网络拓扑结构， 可以根据企业的发展进行增加或变动设备。
KIEN301和6M3024M 工业以太网交换机用户手册
第二章 性能指标........................................................................................................................................... 5 2.1 系统指标 ........................................................................................................................................... 5 2.2 业务端口性能指标 ........................................................................................................................... 6 2.3 业务功能 ........................................................................................................................................... 7
第7章 工业以太网组建
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要实现数据通信，必须建立“数据传输”通道， 要实现数据通信，必须建立“数据传输”通道， 每一个连接最多可以建立32个数据传输 包括读、 个数据传输， 每一个连接最多可以建立 个数据传输，包括读、 写操作。单击3号框的 数据传输” 选择“ 号框的“ 写操作。单击 号框的“数据传输”，选择“从 远程服务器端连接读数据”单选按钮，如图所示。 远程服务器端连接读数据”单选按钮，如图所示。
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以太网的主要缺陷
不确定性 非实时性 低可靠性 改进措施：改善交换技术、提高以太 改进措施：改善交换技术、 网速度、采用IEEE1588对时机制。 IEEE1588对时机制 网速度、采用IEEE1588对时机制。
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NET工业以太网 SIMATIC NET工业以太网
德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以 德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以 太网。它提供了开放的、 太网。它提供了开放的、适用于工业环境下各 种控制级别的通信系统， 种控制级别的通信系统，这些通信系统均基于 国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。 ISO/OSI网络参考模型 国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。 NET工业以太网主要体系结构是由网络 SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络 硬件、网络部件、拓扑结构、通行处理器和 硬件、网络部件、拓扑结构、 NET软件等部分组成 软件等部分组成。 SIMATIC NET软件等部分组成。
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SIMATIC NET工业以太网网络部件 工业以太网网络部件
SIMATIC NET工业以太网网络部件包括工 NET工业以太网网络部件包括工 业以太网链路模板OLM ELM和工业以太网交 OLM， 业以太网链路模板OLM，ELM和工业以太网交 换机OSM/ESM ELS以及工业以太网链路模块 OSM/ESM和 换机OSM/ESM和ELS以及工业以太网链路模块 OMC。 OMC。
工业以太网
工业以太网百科名片工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。
利用工业以太网，SIMATIC NET 提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。
企业内部互联网(Intranet)，外部互联网(Extranet)，以及国际互联网(Internet) 提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。
继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M 波特率快速以太网(Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的标准)也已成功运行多年。
采用何种性能的以太网取决于用户的需要。
通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。
目录为用户带来的利益公司之间的通讯工业以太网络的构成工业以太网重要性能工业以太网联网设备基本知识工业以太网的优势集线器 (Hub)非管理型交换机 (Unmanaged Switch)为用户带来的利益公司之间的通讯工业以太网络的构成工业以太网重要性能工业以太网联网设备基本知识工业以太网的优势集线器 (Hub)非管理型交换机 (Unmanaged Switch), 管理型交换机 (Managed Switch), 工业以太网应用安全的研究展开编辑本段为用户带来的利益----市场占有率高达80%，以太网毫无疑问是当今LAN(局域网)领域中首屈一指的网络。
以太网优越的性能，为您的应用带来巨大的利益:通过简单的连接方式快速装配。
通过不断的开发提供了持续的兼容性，因而保证了投资的安全。
通过交换技术提供实际上没有限制的通讯性能。
各种各样联网应用，例如办公室环境和生产应用环境的联网。
编辑本段公司之间的通讯通过接入WAN(广域网)可实现公司之间的通讯，例如，ISDN 或Internet 的接入。
----SIMATIC NET基于经过现场应用验证的技术,SIMATIC NET已供应多于400,000个节点，遍布世界各地，用于严酷的工业环境，包括有高强度电磁干扰的区域。
工业以太网
7.1 以太网设备实现局域网互联
3、二层交换机VLAN设置 步骤： 采用全反VTP跳线连接交换机和PC机，启动PC机“制造 终端”程序。 进入“SETUP”菜单：输入交换机的名称，IP地址，子网 掩码，网关等参数。 采用VTP跳线将此交换机与调试网络的交换机级联配置 VTP。 ①VTP的参数要与三层交换机一致，工作模式为Client. ②进入交换机的特权模式，采用如书P176的语句设置 VTP各项参数。 ③检查VTP数据库是否更新。 Trunk设置，制定干通端口，封装802 1Q. 将用户介入端口按设计要求配置成VLAN号码。 检测交换机的连通性，用ping命令检测VLAN的网关IP.
7.3 Windows 2000 NAT实现局域网互联
2、操作步骤 从“管理工具”进入“路由和远程访问”，在服 务器上单击右键，选择“配置并启用路由和远程 访问”，单击“下一步”。 选“Internet连接服务器”，让内网主机可以通过 这台服务器访问Internet。 选择“设置有网络地址转换(NAT)路由协议的路 由器”，不要选ICS。 在“路由和远程访问服务器安装向导”中选 “Internet连接”单击“下一步”。 安装向导结束后，单击“完成”。
7.1 以太网设备实现局域网互联
7.1.3 VLAN与第三层交换 1、虚拟局域网（VLAN） 是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软 件构建的可跨越不同网段，不同网络的端到端的 逻辑网络。 大型局域网主干网络，一般采用多层交换和虚拟 网络技术： 多层交换将共享介质改为独占介质。 虚拟网络打破了地理约束组成虚拟子网，提高信 息传输性能，均衡网络数据流量可控制广播风暴， 增加安全性。 需要使用三层交换解决VLAN间的通信问题。
7.2 Windows 2000路由实现局域网互联
工业以太网
以太网以太网已经被广泛用于办公室和家庭网络的通信系统中。
它的高带宽可以软实时地发送大的数据包以及日益增加的办公室之间通信所需的信息，包括流视频、视频会议和展示，从而使得这种网络基础架构成为办公室环境的理想选择。
同时，万维网的指数式增长也增加了信息的稳定性和数量，使得更快的下载速度成为数据采集的必需。
以太网用来将电脑连接到局域网(LAN)，而通过局域网，电脑可以和互联网、打印机、主机或服务器以及其它电脑相连。
由于以太网在办公室环境里的流行，以及其在LAN里众所周知的速度优势，工厂也开始采用工业以太网，以期能够连接整个工厂里的所有操作。
但问题是办公室环境的需求和工厂车间的需求是截然不同的。
正如前文所述，办公室需要的是大量数据，而时间不是一个关键因素。
但是工厂里却需要在特定的时间能够发送很多数据包，从而用在控制系统中。
由于潜伏和抖动的原因，传统的以太网协议不能满足回路应用的确定性要求。
潜伏是指需要信息的时间和收到信息的时间之间的间隔，而抖动则是指数据包抵达时间之间的差异，是由两个数据源在同样的时间间隔内发送数据时的数据冲突而造成的。
此时，两个设备都要等待一段时间然后重新发送。
在办公室环境里这是无关紧要的，因为抖动仅持续一毫秒，而用户几乎感觉不到。
但是在工厂里，数据的发收在更快的操作速度下运行，因此要求实现抖动不到一微秒的同步状态。
目前的办公室所用的协议，例如HTML和http，都不能达到这个要求，因此人们一直在设计能够运用于工厂环境的协议。
以太网物理层通信系统的OSI(开放系统互联)参考模式将通信网络分成7个层(如图1所示)。
从第1到第4层是较低层，适用于网络，而第5到第7层则是较高的应用层。
图1 通信网络7层数据在发送设备的第7层开始发送，在发送过程中不断收集地址信息，直到到第1层成为一个标准数据框(如图2)。
由于以太网是一种逻辑总线，信息会通过网络被发送给所有设备，但是只有接收设备的地址和讯息中的地址相匹配时，或者当信息被发送给所有地址时，信息才能被接收(注：取地址这一环节是在以太网第3层进行的，而不是第1和第2层)。
第06章工业以太网(3)
3. EtherNet/IP的报文种类
I/O数据报：是指实时性要求较高的小数据包测量 控制数据，采用UDP/IP传输。此报文没有协议信 息，数据接收者知道数据的含义，因此又称为隐 性报文。 信息报文：是指实时性要求较低的大数据包组态、 诊断、趋势等数据，采用TCP/IP传输。此报文需 要根据协议信息来理解数据报文的含义，因此又 称为显性报文。 网络维护报文：在系统专门指定的时间内发送时 钟同步及调整一些与网络运行参数，以使网络系 统正常运行。网络维护报文一般采用广播方式发 送。
4. 网络供电
5. 本质安全
7.6.3 以太网的通信帧结构与 工业数据封装
7.6.3 以太网的通信帧结构与 工业数据封装
对于组态和诊断等非实时性数据一般利 用TCP/IP协议发送。 对于I/O等实时性数据一般采用UDP/IP协 议发送。
7.6.4 实时以太网
1.实时以太网简介
实时以太网是工业以太网针对通信实时性、确定性 问题提出的解决方案，属于工业以太网的特色与核 心技术。 目前，实时以太网还处于技术开发阶段，种类繁多， 实时机制、性能、通信一致性存在较大差异。 目 前 ， 实 时 以 太 网 技 术 有 ： EtherNet/IP ， PROFINET ， P-NET ， INTERBUS ， VNET/IP ， TCENT，ETHERCAT，ETHERNET，POWERLINK， EPA，MODUBUS-RTPS，SERCOS-III 11个技术标 准。
4. EtherNet/IP的特点
继承TCP/IP协议的优点，具有高速传输大量 数据的能力。 支持主机、PLC、机器人、HMI等典型设备。 多组设备连接到交换机实现点对点10Mb/s或 100Mb/s的自适应通信。 星型拓扑易于连线、检错和维护。 内置Web Server功能，现场数据可以通过网 页浏览。
怎样组建简单的以太网
怎样组建简单的以太网怎样组建简单的以太网以太网是应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。
下面店铺为大家带来怎样组建简单的以太网，希望大家喜欢！一、组建以太网1.掌握以太网的物理组建的方法;2.掌握网卡驱动程序及TCPIP的安装和配置;3.掌握网络连通性的测试方法;设备有，交换机，计算机，网线(标准线)。
1)用网线把交换机和计算机连接起来。
2)单击右键我的电脑-管理-设备管理器-网络适配器，点击扫描检测硬件改动，目的是检查网卡安装。
3)修改计算机名和工作组(工作组名要求相同)。
(在我的电脑属性中改动)。
4)在我的网上邻居单击右键属性-本地连接属性-在单击安装-添加协议。
5)点击协议属性，设置一个IP(要求几台计算机的IP相同，如：192.168.100.1，192.168.100.2。
一次类推)重启计算机;6)打开菜单-运行(cmd)密令，进入界面，ping 192.168.100.2检查是否连接(注：检查时要求不要和本机的IP一致)7)两台计算机共享文档，看是否可以读取、或在运行里面输入 net send * 输入一串字符，如果连接的计算机中收到一串字符，证明两台计算机连接好。
8)在用网线连接一个交换机上的另外几台计算机，9)修改其他几台计算机的IP地址(注：不能和另外几台计算机的IP 一致)修改完毕后重启计算机。
10)再到网上邻居中进入界面后，点击查看工作组，进入看有没有另外几台计算机，如果没有，在把另外几台计算机的工作名改为和其他几台计算机的工作组相同，在查看有没有，如果有就按照第六条或者第七条中的方法检测。
二、以太网简介以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。
以太网有两类：第一类是经典以太网，第二类是交换式以太网，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。
经典以太网是以太网的原始形式，运行速度从3~10 Mbps不等；而交换式以太网正是广泛应用的以太网，可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率，分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。
第七章工业以太网
在网段分配合理的情况下，由于网段上的多数数 据不需要经过主干网传输，因此交换机能够过滤 掉这些数据，使数据只在本地网络传输，而不占 用其他网段的带宽。
3.总线供电
在控制网络中，现场控制设备的位置分散 性使得它们对总线有提供工作电源的要求。 现有的许多控制网络技术都可利用网线对 现场设备供电，工业以太网目前还没有对 网络节点供电做出规定。
4.本质安全
工业以太网如果要用在一些易燃易爆的危 险工业场所，就必须考虑本安防爆问题， 这是在总线供电解决之后要进一步解决的 问题。
工业以太网是普通以太网技术在控制网络延伸的产物,是工业 应用环境下信息网络与控制网络的结合体。
应用于工业自动化领域的以太网技术。
在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的一 种工业网络。
PROFINET和PROFIBUS
PROFINET和PROFIBUS是PNO组织推出的两种现场总 线。
这将意味着可以实现自动化控制领域的彻底开放， 从而打破任何垄断的企图，并使自动化领域产生 新的生机和活力。
工业以太网与其它控制网络比较的优势:
（1）工业以太网可以满足控制系统各个层次的 要求，使企业信息网络与控制网络得以统一。
（2）设备成本下降。以太网卡的价格是现场总 线网络接口卡的十分之一，由于安装量的原因， 现场总线的成本也远远无法与以太网相比。
推进工业以太网技术的发展、教育和标 准化管理、工业应用领域运用
美国电气电子工程师协会 (IEEE)也正着 手制定现场装置与以太网通信的标准。
以太网进入工控领域的优势
工业以太网讲义课件
以太网帧结构
Ethernet Header
Data Field
PA SFD DA SA Type Data Packet
7 1 66 2
46-1500 bytes
采用以太网与TCP/IP相结合的方法
标准：HSE、EtherNET/IP和Modbus/TCP 说明：它们是建立在以太网和TCP/IP协议基础上的数 据传递。提高实时性的主要手段包括提高通信速率,控 制网络负荷以及采用全双工交换技术。 然而,交换式以太网并不是实时通信最终的解决方 案, 当多个数据流同时到达交换机时,需要将其缓存后 从目的端口顺序输出,此时多路转换和缓存的时间取决 于不同交换机的具体实现方式和网络的负载情况,其值 仍是一个不确定的数值。在许多工业应用环境中,需要 一个设备同时向多个设备发送数据(如广播或发布/预定 关系)。交换式以太网更适合于点对点的数据交换，当 广播或多播报文同时传递到一个端口时会造成数据传 递的时延。
(2) 解决带宽需求问题。
以太网最初的数据传输速度只有10Mbit/s，随着1996年快速 以太网标准的发布。以太网的速度提高到了100Mbit/s。1998年， 千兆以太网标准的发布将其速度提高到最初速度的100倍。最初的以 太网需要1.2毫秒才能传送一个1518字节大小数据；现在，快速以太 网已经将这一时间减少到120秒；如果采用千兆以太网，这一时间只 需12微秒。
带宽预留式调度方式的缺点是，当现场环境中一个 网段包含大量的网络节点，节点间随机性通信频繁时， 调度算法的效率不高。
(2) 基于时间片的分时调度方式
工业以太网
工业以太网基于光纤工纤以太的煤纤纤合自纤化建纤模式及纤纤技纤网1.光纤工纤以太在工纤纤合自纤化系纤中纤用及前景网1.1.光纤工纤以太技纤纤展纤网状光纤工纤以太是纤用于工纤控制纤域的以太技纤～在技纤上商用以太;网网与网即IEEE 802.3纤准,兼容。
纤品纤纤纤～在材纤的纤用、纤品的强度、适用性以及纤纤性、可互操作性、可性、抗干纤性靠、本纤安全性等方面能纤足工纤纤纤的需要。
EtherNet纤去被纤纤是一纤“非定性”的纤～作纤信息技纤的基纤～是纤确网IT纤域纤用而纤纤的～在工纤控制纤域只能得到有限纤用～纤是由于, ;1,EtherNet的介纤纤纤控制;MAC,纤纤纤采用纤撞纤纤的纤波纤多址纤纤;碰听CSMA/CD,方式～纤纤荷纤重纤～纤的定性不能纤足工纤控制的纤纤性要求～当网网确;2,EtherNet所用的接件、集纤器、交纤机和纤纤等是纤纤公室纤用而纤纤的～不符合工纤纤纤纤插劣纤境要求～;3,在工纤境中～厂EtherNet抗干纤;EMI,性能纤差～若用于危纤纤合～以太不具纤本纤网安全性能～;4,EtherNet不能通纤信纤向纤纤纤纤供纤纤纤。
号随网与广着互纤技纤的纤展普及推～EtherNet纤纤速率的提高和EtherNet交纤技纤的纤展～上述纤纤在光纤工纤以太中正在迅速得到解～使网决并EtherNet 全面纤用于工纤控制纤域成纤可能。
目前光纤工纤以太技纤的纤展纤在以下方面,网体几个1.1.1.通信定性纤纤性确与工纤控制纤不同于普通据纤的最大特点在于必纤纤足控制作用纤纤纤性的要求～信网数网它即号号确数确纤纤要足纤快和纤足信的定性。
纤纤控制往往要求纤某些纤量的据准定纤刷新。
由于EtherNet采用CSMA/CD方式～纤纤荷纤大纤～纤纤纤的不定性不能纤足工纤控制的纤纤要求～网网确故纤纤以太技纤纤以纤足控制系纤要求准定纤通信的纤纤性要求～一直被纤纤“非定性”的纤。
网确确网然而～快速以太交纤式以太技纤的纤展～纤解以太的非定性纤纤纤了新的契机网与网决网确来～使纤一纤用成纤可能。
《工业以太网技术：AFDX TTE网络原理、接口、互连与安全》读书笔记模板
目录分析
1.1引言 1.2 LLC协议
1.3以太协议 1.4交换式络
1.3.1介质访问控制协议 1.3.2 100Mbps Ethernet 1.3.3 Gigabit Ethernet 1.3.4 10Gigabit Ethernet 1.3.5全双工以太
1.4.1交换机技术 1.4.2虚拟局域 1.4.3交换式络组
4.2配置接口
4.1引言
4.3编程接口
4.4帧输入/输 出接口
4.5通用加载器 格式
4.2.1调度表 4.2.2 IC/RM表 4.2.3输出VL表 4.2.4输入VL查找表 4.2.5调度进入点表 4.2.6 COTS过滤表 4.2.7调度参数表 4.2.8整形参数表 4.2.9 IC/RM参数表
工业以太网技术：AFDX TTE 网络原理、接口、互连与安全
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 精彩摘录
目录
02 内容摘要 04 读书笔记 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
技术
技术
控制
以太网
数据
行业
通信
网络
工业
网络 网络
以太网
原理
系统
应用
工业
协议
接口
等级
内容摘要
工业领域对络传输的实时性、确定性和可靠性等特性的要求比较高，传统以太并不具有这些特性，不能直接 用于工业领域，需要通过工业化改造，使之达到工业领域对络传输特性的基本要求。这种经过工业化改造的以太 称为工业以太，而AFDX和TTE络是这类工业以太的典型代表，已成功应用于航空航天行业，对于其他工业行业改 造升级传统的数据传输系统具有重要的借鉴意义。随着工业化和信息化的深度融合，通过先进的工业络技术来提 升工业控制络的性能，推动工业互联的发展，成为工业控制行业的必然发展趋势，AFDX和TTE等先进的工业络技 术的推广应用将成为提升“两化”深度融合品质的基础。本书主要介绍典型工业以太——AFDX/TTE络的原理、接 口、互连与安全技术。全书共7章，分别介绍以太技术、工业以太、AFDX端系统接口、TTE端系统接口、AFDX络环 境建立与测试、AFDX安全关技术、工业互联安全等内容。
组建以太网
组建实时可靠安全的工业以太网HAPXHAP积分:19帖子:1注册时间:2003-7-23 11:10:00楼主发帖时间：2004-3-6 13:30:00 博客播客收藏回复加为好友发送消息组建实时可靠安全的工业以太网以太网在过去很长时间被认为不适合工业应用。
目前以太网正处于它的第二次革命过程中，它以风暴般的速度迅速占领了自动化市场。
如今的以太网与25年前的CDMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）已没有太多的联系，可以毫不犹豫的采用“实时性”这样的术语对它加以描述。
即使传统的总线结构，过去因为各网络设备分享带宽因此不可避免地产生瓶颈和冲突，现在也可用于工业网络。
传统的以太网需要最多1.2毫秒才能传输1518个字节的数据包，而快速的以太网传输时间仅为120微秒。
如果采用千兆以太网，则可将传输时间减少到12微秒。
虽然工业自动化领域的以太网标准与办公自动化领域的以太网标准相同，但二者对网络产品的要求是完全不同的。
通常，工业自动化网络需要能在极端条件下，如电磁干扰、高温和机械负载等条件下正常工作。
赫斯曼卡轨系列工业以太网产品专为工业自动化应用所设计，它充分考虑了上述各种要求。
赫斯曼引入了高速冗余环的概念，确保在网络重构时也能实现连续的生产。
1．赫斯曼工业以太网冗余容错结构赫斯曼的交换机可以构成环形结构由于高实时性高数据传输可靠性的场合。
网络的冗余机制能够检测网络故障并瞬时激活备用系统，使传输介质发生故障时网络也能正常工作。
卡轨式交换机内置的控制功能允许各网段之间冗余连接，可以通过两条独立的连接线将两台交换机相连，交换机本身支持这种冗余连接，它通过控制线将主线一侧交换机的运行状态传输到备用线一侧交换机上，一旦主线发生故障，系统将自动启用备用线。
而当主线恢复时，系统也将恢复到主线工作方式。
故障的检测和恢复时间小于500毫秒。
2．赫斯曼工业以太网的实时性。
交换技术的引入使将以太网划分为多个冲突域成为可能。
这样点对点的传输意味着不再有冲突。
从工业以太网起步
从工业以太网起步
佚名
【期刊名称】《现代制造》
【年(卷),期】2007(000)012
【摘要】2007年4月10日，ODVA宣布，其成员之一——施耐德电气集团正式升级为ODVA的核心成员，与其他核心成员包括思科系统、伊顿电气、欧姆龙公司和罗克韦尔自动化一起，共同支持Ether Net／IP标准工业以太网在全球的推广。
【总页数】1页(P65)
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.11
【相关文献】
1.选择EtherNet/IP把握工业以太网先机--标准工业以太网中国推广发布会在人民大会堂隆重举行 [J],
2.工业以太网的安装,调试和诊断技术(五)——工业以太网的网络管理(组态和调试) [J], 马玉敏;张龙
3.工业以太网的安装,调试和诊断技术(七)工业以太网网络的管理功能软件-Factory Manager [J], 张龙;马玉敏
4.工业以太网：以平民姿态走入工控业的新贵——陆伯德谈工业以太网在中国市场的推广发展之道 [J],
5.中国工业以太网发展论坛（暨全国第三届工业以太网技术发展与应用研讨会）——工业以太网深入应用与方案分析 [J],
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以太网的通信机制
以太网遵循IEEE802.3标准， 以太网遵循IEEE802.3标准，可以在光缆和双 IEEE802.3标准 绞线上传输。它最早出现在1972 1972年 Xerox、 绞线上传输。它最早出现在1972年，由Xerox、 PARC所创建 当前以太网采用星型和总线型结构， 所创建。 PARC所创建。当前以太网采用星型和总线型结构， 传输速率为10Mb/s 10Mb/s， Mb/s， Mb/s或更高 或更高。 传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或更高。 以太网利用了CSMA/CD（ 以太网利用了CSMA/CD（带冲突检测的载波监听 CSMA/CD 多路访问）技术。 多路访问）技术。
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专题一
S7-200间的客户机 间的客户机/ 间的客户机 服务器通信
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客户机/服务器（ Client/ Server， C/S） 客户机/ 服务器（ Server， C/S） 通信就是通信双方中的一方作为客户机发起数 据读写，另一方仅仅为数据的读写服务， 据读写，另一方仅仅为数据的读写服务，不会 主动发起通信。 主动发起通信。 200系列的部分 PLC在工业以太网中既 系列的部分PLC S7-200 系列的部分 PLC 在工业以太网中既 可以作为客户端，也可以作为服务器端使用。 可以作为客户端， 也可以作为服务器端使用。 每次通信一般是由客户端发起的， 每次通信一般是由客户端发起的 ，服务器端只 是为数据通讯服务。 是为数据通讯服务。 CP243-1是为 是为S7-200系列 系列PLC设计的 ， 该模 设计的， 是为 系列 设计的 块提供了一个RJ45的网络接口。 的网络接口。 块提供了一个 的网络接口
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第三步：配置CP243第三步：配置CP243-1参数 CP243
指定IP地址 为CP243-1指定 地址。如果网络内有 指定 地址。 BOOTP服务器，则不需要在此指定 地址，由 服务器， 地址， 服务器 则不需要在此指定IP地址 系统自动分配。本例中为该站点配置IP地址为 系统自动分配。本例中为该站点配置 地址为 “192.168.10.50”。 。
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SIMATIC NET工业以太网网络部件 工业以太网网络部件
SIMATIC NET工业以太网网络部件包括工 NET工业以太网网络部件包括工 业以太网链路模板OLM ELM和工业以太网交 OLM， 业以太网链路模板OLM，ELM和工业以太网交 换机OSM/ESM ELS以及工业以太网链路模块 OSM/ESM和 换机OSM/ESM和ELS以及工业以太网链路模块 OMC。 OMC。
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第五步：生成CRC文件并分配内存 第五步：生成CRC文件并分配内存 CRC CRC保护可以防止模块配置参数被无意中的 保护可以防止模块配置参数被无意中的 存储器访问修改， 存储器访问修改，但同时也限制了用户在模块运 行时来修改模块配置参数。 行时来修改模块配置参数。
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用户可以指定参数存储区的起始地址， 用户可以指定参数存储区的起始地址，整个存储 区的大小由系统根据刚才的配置自动计算。 区的大小由系统根据刚才的配置自动计算。无须用户 干预。这里指定存储区从VB65开始。 开始。 干预。这里指定存储区从 开始
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以太网的主要缺陷
不确定性 非实时性 低可靠性 改进措施：改善交换技术、提高以太 改进措施：改善交换技术、 网速度、采用IEEE1588对时机制。 IEEE1588对时机制 网速度、采用IEEE1588对时机制。
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NET工业以太网 SIMATIC NET工业以太网
德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以 德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以 太网。它提供了开放的、 太网。它提供了开放的、适用于工业环境下各 种控制级别的通信系统， 种控制级别的通信系统，这些通信系统均基于 国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。 ISO/OSI网络参考模型 国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。 NET工业以太网主要体系结构是由网络 SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络 硬件、网络部件、拓扑结构、通行处理器和 硬件、网络部件、拓扑结构、 NET软件等部分组成 软件等部分组成。 SIMATIC NET软件等部分组成。
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指定模块参数的命令字节和通过CP243- 建立的连接数 。 指定模块参数的命令字节和通过CP243-1建立的连接数1。 CP243
CPU222具有 入/6出14个IO点，因此附加在 具有8入 出 个 点 因此附加在PLC上的 具有 上的 输出字节地址占用了QB0，由此计算出 输出字节地址占用了 ，由此计算出CP243-1的模 的模 块命令字节为QB1。指定该配置要建立的连接数为 。 块命令字节为 。指定该配置要建立的连接数为1。
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定义了一个写数据传输：将本地VB60内的数 定义了一个写数据传输：将本地VB60内的数 VB60 据写入服务器的VB502 VB60作为客户端的发送 VB502。 据写入服务器的VB502。VB60作为客户端的发送 缓冲区，VB502作为服务器端的接收缓冲区 作为服务器端的接收缓冲区。 缓冲区，VB502作为服务器端的接收缓冲区。 例中读数据传输用符号名 PeerMessage10_1”来标记 来标记； “PeerMessage10_1 来标记；而数据传输写用 PeerMessage10_2”来标记 来标记。 “PeerMessage10_2”来标记。
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SIMATIC NET工业以太网基本类型和网络硬件 工业以太网基本类型和网络硬件
NET工业以太网有 种类型， 工业以太网有2 SIMATIC NET工业以太网有2种类型，分 别为10Mbit/s工业以太网和100Mbit/s 10Mbit/s工业以太网和100Mbit/s工业 别为10Mbit/s工术， 以太网。它是利用带传输技术，基于 IEEE802.3利用CSMA/CD介质访问方法的单元 利用CSMA/CD IEEE802.3利用CSMA/CD介质访问方法的单元 级和控制级传输网络。 级和控制级传输网络。在西门子工业以太网 中，通常使用的的物理传输介质是屏蔽双绞 TP），工业屏蔽双绞线（ITP） ），工业屏蔽双绞线 线（TP），工业屏蔽双绞线（ITP）以及光 纤。
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要实现数据通信，必须建立“数据传输”通道， 要实现数据通信，必须建立“数据传输”通道， 每一个连接最多可以建立32个数据传输 包括读、 个数据传输， 每一个连接最多可以建立 个数据传输，包括读、 写操作。单击3号框的 数据传输” 选择“ 号框的“ 写操作。单击 号框的“数据传输”，选择“从 远程服务器端连接读数据”单选按钮，如图所示。 远程服务器端连接读数据”单选按钮，如图所示。
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第四步： 第四步：配置连接
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1. TSAP由两个字节组成，第一字节定义连 由两个字节组成， 由两个字节组成 接数，本地的TSAP的范围可填写 的范围可填写16#02、 接数，本地的 的范围可填写 、 16#10～16#FE；远程服务器的 ～ ；远程服务器的TSAP范围 范围 为16#02、16#03、16#10～16#FE； 、 、 ～ ； 2. 第二个字节定义了机架号和CP槽号（或模 第二个字节定义了机架号和CP槽号（ CP槽号 块位置）。由于本例中的远程服务器的 块位置）。由于本例中的远程服务器的 ）。 CP243- 处于1号位置，本地的CP243 CP243CP243-1处于1号位置，本地的CP243-1处 号位置，所以远程的TSAP均填入10.01 TSAP均填入10.01； 于0号位置，所以远程的TSAP均填入10.01； 本地的TSAP填入的是10.00 TSAP填入的是10.00。 本地的TSAP填入的是10.00。 3. 需要指定服务器端的IP地址，这里填入 需要指定服务器端的IP地址， IP地址 192.168.10.51。 192.168.10.51。
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实验设备
两个机架上按顺序分别安装CPU222、 两个机架上按顺序分别安装CPU222、 CPU222 EM277、CP243EM277、CP243-1。通过以太网网线将两 CP243- 连接到工业交换机上。 个CP243-1连接到工业交换机上。将其 中一个CP243 命名为客户端， CP243中一个CP243-1命名为客户端，另一个 命名为服务器端。 命名为服务器端。
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C/S网络客户端配置 C/S网络客户端配置
第一步： 第一步：新建一个项目打开以太网向导 打开Step7-Micro/WIN，在项目管理器中找 打开Step7-Micro/WIN， Step7 工具”菜单，单击其下的“ 到“工具”菜单，单击其下的“以太网向 如图所示。配置CP243-1通信处理器 导”。如图所示。配置 通信处理器 模块。 模块。
常用的SIMATIC NET工业以太网通信处理器 常用的SIMATIC NET工业以太网通信处理器 CP），包括用在S7 PLC站上的处理器CP243），包括用在 站上的处理器CP243 （CP），包括用在S7 PLC站上的处理器CP243系列、CP343- 系列、CP4431系列、CP343-1系列、CP443-1系列以及用在 PC上的网卡 并提供ITP RJ45及AUI等以太网 上的网卡， ITP、 PC上的网卡，并提供ITP、RJ45及AUI等以太网 接口。 接口。
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这里定义从服务器仅读1个字节的数据， 这里定义从服务器仅读 个字节的数据，即将 个字节的数据 服务器的VB500内数据读入到本地 内数据读入到本地VB50内。 服务器的 内数据读入到本地 内 VB50作为客户端的接收缓冲区，VB500作为 作为客户端的接收缓冲区， 作为客户端的接收缓冲区 作为 服务器端的发送缓冲区。 服务器端的发送缓冲区。然后定义下一个传 写数据到服务器，如图所示。 输：写数据到服务器，如图所示。
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如果不知道CP243- 确切的模块号， 如果不知道CP243-1确切的模块号，可以连 CP243 接上通信电缆（ Cable），按图所示， ），按图所示 接上通信电缆（PPI Cable），按图所示，选择 好下载路径，单击图中的“读取模块” 好下载路径，单击图中的“读取模块”按钮来读 CP243- 的准确位置。 取CP243-1的准确位置。