工业控制网络技术培训讲义(ppt 41页)
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工控机的图共41页PPT
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
工控机的图
工控机的图
机架式PC 547B
华北工控机
研祥工控机
底板
PICMG 1.3 无源背板
12槽PCI工业底板
(左)PCI槽标准底板
(右)PCI槽标准底板
壁挂紧凑6槽机箱标准底板
2U机箱的标准底板
1U标准工业底板
工控机主板
Mini-ITX嵌入式工控机
电脑切换器
键盘、显示器
工业触摸键盘
带有内嵌式系统控制器和7个外设 模块的标准8槽式PXI机箱
PXI-8186 移动式 Pentium 4 2.2 GHz嵌入式控制器。
大屏幕拼接融合多屏显，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
工控机的图
工控机的图
机架式PC 547B
华北工控机
研祥工控机
底板
PICMG 1.3 无源背板
12槽PCI工业底板
(左)PCI槽标准底板
(右)PCI槽标准底板
壁挂紧凑6槽机箱标准底板
2U机箱的标准底板
1U标准工业底板
工控机主板
Mini-ITX嵌入式工控机
电脑切换器
键盘、显示器
工业触摸键盘
带有内嵌式系统控制器和7个外设 模块的标准8槽式PXI机箱
PXI-8186 移动式 Pentium 4 2.2 GHz嵌入式控制器。
大屏幕拼接融合多屏显，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
二--工业控制网络技术基础PPT课件
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RS-232-C 建议使用25针的D型连接器DB-25，但 是在微型计算机的RS-232C串行端口上，大多使 用9针连接器DB-9，如下图所示。
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33
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34
（4）常见物理层设备与组件
• 物理传输中存在的主要问题
.
27
OSI模型各层功能
1、 物理层（physical layer）
（1）主要作用：实现相邻节点之间比特数据流的透明传
送，尽可能屏蔽具体传输介质和物理设备的差异。利用物理 传输介质为数据链路层提供物理连接(物理信道)，为数据链 路层提供比特流服务。
物理层是所有网络的基础，主要关心的问题有：
用多少伏特电压表示“1”，多少伏特电压表示“0”； 一个比特持续 多少微秒；
.
19
总线型结构的数据传输
站点C发数据给站点A接收
A站 B站
C站
传输准备
✓ 站点C将数据组成 帧格式， 头部含源 （C）、宿地址（A）
✓ 站点C传输之前需 先竞争到信道
传输过程
C将帧发出
传到B站，地 址不符丢弃
.
传到A站，地 址相符接收
20
2.2 局域网网络体系结构
• 分层结构的相关术语、概念
• 层与对等层
是单工、半双工还是全双工；
最初的连接如何建立和完成，通信后连接如何终止
网络接插件有多少针以及各针的用途。
.
28
信道的最大带宽;
传输介质（例如，是有导线的还是无导线的等）；
传输方式：是基带传输还是频带传输，或者二者均可； 多路复用技术（FDM、TDM和WDM波分多路复用Wavelength Division Multiplexing）;
某公司新员工入职培训教材(ppt共41张)
2019
新员工入职培训
XXXX有限公司 行政人事部
目录
1
公司介绍
2
人事制度
3
行政制度
4
企业文化建设
公司介绍
Company introduction
PART1
1 公司简介
XXXX有限公司
天道酬勤 日新月盛
公司成立于XXXX年，注册资金XXXX万元。
公司是一家专注于智慧交通、建筑智能化、及安全防范系统、计算机
20XX
•公司成立
20XX
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
6 发展方向
政务信息化建设
政府信息化是指主要为了迎接信息的 到来，对传统政府管理和公共服务进 行改革；
医疗系统集成建设
目前医疗系统还处在建设各个安防系统初 期阶段，各个系统还是在独立运行着，系 统集成需求迫在眉睫；
以人为本，打造一支专业、专 注、卓越、一流的管理团队
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
5 发展历程
20XX
•第一次业绩 破千万
20XX
•粤港实习合作机 构 •成立党支部
2017
•高新技术企业 •增设业务部门 •人员扩充、扩大规模 •XX有限公司
•业绩突破XXXX万
20XX
•组建业务团队 •17年业绩3000万
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
1 人事制度目的
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
使企业实际有效地做好管理工作 使企业顺利做到管理“有法可依”，执行“有据可查”
为规范公司的人事管理，明确人事各项工作流程
促进基础人事管理工作程序化、规范化， 提升管理效率和质量
新员工入职培训
XXXX有限公司 行政人事部
目录
1
公司介绍
2
人事制度
3
行政制度
4
企业文化建设
公司介绍
Company introduction
PART1
1 公司简介
XXXX有限公司
天道酬勤 日新月盛
公司成立于XXXX年，注册资金XXXX万元。
公司是一家专注于智慧交通、建筑智能化、及安全防范系统、计算机
20XX
•公司成立
20XX
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
6 发展方向
政务信息化建设
政府信息化是指主要为了迎接信息的 到来，对传统政府管理和公共服务进 行改革；
医疗系统集成建设
目前医疗系统还处在建设各个安防系统初 期阶段，各个系统还是在独立运行着，系 统集成需求迫在眉睫；
以人为本，打造一支专业、专 注、卓越、一流的管理团队
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
5 发展历程
20XX
•第一次业绩 破千万
20XX
•粤港实习合作机 构 •成立党支部
2017
•高新技术企业 •增设业务部门 •人员扩充、扩大规模 •XX有限公司
•业绩突破XXXX万
20XX
•组建业务团队 •17年业绩3000万
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
1 人事制度目的
某公司新员工入职培训教材(PPT41页)
使企业实际有效地做好管理工作 使企业顺利做到管理“有法可依”，执行“有据可查”
为规范公司的人事管理，明确人事各项工作流程
促进基础人事管理工作程序化、规范化， 提升管理效率和质量
《工控员培训》课件
监测被控对象的参数，如温度、压力、液位等，并将这些参数转化为电信号传输给控制器。
根据设定值来控制系统的输出，是控制系统的核心。
1
常见控制算法
2
3
最常用的控制算法，通过比较设定值与实际值的差值，来调整执行器的输出，以达到控制系统的稳定性和精度。
PID控制算法
基于模糊逻辑理论的控制算法，通过模糊规则来调整执行器的输出，以达到控制系统的稳定性和精度。
模糊控制算法
基于神经网络理论的控制算法，通过训练神经网络来调整执行器的输出，以达到控制系统的稳定性和精度。
神经网络控制算法
控制器
根据设定值来控制系统的输出，是控制系统的核心。
控制器的分类
根据不同的应用场景和功能需求，控制器可分为硬件控制器和软件控制器两种类型。硬件控制器主要包括PLC、DCS等，而软件控制器则主要指各种计算机控制系统。
组态软件的功能及选用
主要功能
组态软件的主要功能包括实时监控、数据管理、图形界面设计、报警管理、安全管理等。
选用原则
选用组态软件时，需要考虑软件的功能、性能、可靠性、易用性、扩展性等多方面因素，同时还要考虑与PLC等设备的兼容性。
组态画面介绍
01
组态画面是组态软件的一种可视化界面，用于实时显示PLC等工业设备的运行状态和数据，实现对设备的监控和操作。
液压控制系统安全措施
使用气动元件和辅助元件、合理设计气动回路、保持气路清洁干燥。
气动控制系统安全措施
介绍可靠性基本概念、可靠性设计方法、可靠性预测与评估等。
可靠性设计
介绍故障树分析法、故障模式影响与严重度分析法、故障排查流程等。
故障排查
介绍预防性维护的概念和方法、故障预防的基本措施等。
根据设定值来控制系统的输出，是控制系统的核心。
1
常见控制算法
2
3
最常用的控制算法，通过比较设定值与实际值的差值，来调整执行器的输出，以达到控制系统的稳定性和精度。
PID控制算法
基于模糊逻辑理论的控制算法，通过模糊规则来调整执行器的输出，以达到控制系统的稳定性和精度。
模糊控制算法
基于神经网络理论的控制算法，通过训练神经网络来调整执行器的输出，以达到控制系统的稳定性和精度。
神经网络控制算法
控制器
根据设定值来控制系统的输出，是控制系统的核心。
控制器的分类
根据不同的应用场景和功能需求，控制器可分为硬件控制器和软件控制器两种类型。硬件控制器主要包括PLC、DCS等，而软件控制器则主要指各种计算机控制系统。
组态软件的功能及选用
主要功能
组态软件的主要功能包括实时监控、数据管理、图形界面设计、报警管理、安全管理等。
选用原则
选用组态软件时，需要考虑软件的功能、性能、可靠性、易用性、扩展性等多方面因素，同时还要考虑与PLC等设备的兼容性。
组态画面介绍
01
组态画面是组态软件的一种可视化界面，用于实时显示PLC等工业设备的运行状态和数据，实现对设备的监控和操作。
液压控制系统安全措施
使用气动元件和辅助元件、合理设计气动回路、保持气路清洁干燥。
气动控制系统安全措施
介绍可靠性基本概念、可靠性设计方法、可靠性预测与评估等。
可靠性设计
介绍故障树分析法、故障模式影响与严重度分析法、故障排查流程等。
故障排查
介绍预防性维护的概念和方法、故障预防的基本措施等。
工业4.0学习材料(PPT 40页)
应用场景
减少能耗
当前汽车车身激光焊接生产线运行具有间歇性。间歇期各种设备的能 耗占总能耗的12%。工业4.0之下，采用“网络唤醒模式”，可大幅 减少间歇期能耗
生产均具有高度的灵活性
当前产品设计已被高度固化，客户不可以将跨一款车的雨刷器用于跨 厂商的其它车型。工业4.0之下，设计、生产均具有高度的灵活性， 可以完成端到端的从客户需求到加工制造等各方面的配置，以较低的 成本满足客户需求，实现产量很低仍能获利的一次性生产，为客户生 产该款雨刷器。
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战
工业4.0简介
工业4.0的概念
通过互联网等通信网络将工厂与工厂内外的事物和服务连接起来，创造前所未 有的价值、构建新的商业模式的产官学一体的项目。“工业4.0”概念包含了由集中 式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化和数 字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中，传统的行业界限将消失，并会产生各 种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变，产业链分工将被重组 。
国际金融危机，凸显实体经济的重要性
美国、德国、英国等发达国家纷纷 提出以重振制造业为核心、以信息网络 技术、数字化制造技术应用为重点，旨 在依靠科技创新，抢占制造业新的制高 点的“再工业化”战略。
人口红 利消失
劳动力 供给减少
人口成 本上升
从事制造业 意愿降低
中国的“世界工厂”面临双重挑战
发达国家正在进行“再工业化”运动 东盟国家、印度和拉美国家则拥有更 低的劳动力和资源成本。
工业4.0学习材料
目录
第一部分 工业发展历程 第二部分 工业4.0简介 第三部分 核心技术内涵 第四部分 应用场景 第五部分 机遇与挑战
工业控制网络技术培训讲义PPT课件( 41页)
application software is written independently from the type of controller
OperatorIT
Historian (Information
Manager)
the drivers still exist, but the clients do not see them anymore
•系统的分散性 •系统的开放性 •产品的互操作性 •环境的适应性 •使用的经济性 •维护的简易性 •系统的可靠性
几种有影响的现场总线
(1)CAN总线
CAN是德国Bosch公司从20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间 的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。
(2)LonWorks控制网络和Lon总线
操作站 高速数据通道
监控机
数据采集装置
过程控制单元
其基本结构由监控机、操作 站、数据采集装置、过程控 制单元及高速数据通道等5部 分组成。
第二代DCS的基本结构
•第二代DCS的基本结构
主计算机
操作站
LLAANN
子
系
网关
统
网关
一般工业网
组成：
系统管理站 (1)局部网络 (LAN) ； (2)节点工作站，即指过程控制单元(PCU)； (3)中央操作站，它是挂接在LAN上的节点 工作站，负责对全系统的信息进行综合管 理，是系统的主操作站；
给定
检测
DDC计算机 控制
生产过程
图 SCC系统原理图
8
计算机工业网络基础
• 网络协议及其层次结构
在通信网络中，对所有的节点来说，它们都要共享网络中 的资源或相互之间要进行信息交换，但由于连接到网上的计算 机或设备可能出自不同的生产厂家，型号也不尽相同，再加上 软硬件的差异，这些都给节点之间的通信带来了困难。因此在 通信网络中所有“成员”必须遵循某种相互都能接受的一组规 则，以便实现彼此的通信和资源共享。这些规则的集合称为网 络协议。在计算机网络中各终端用户之间，用户与资源之间或 资源与资源之间的对话与合作必须按照预先规定的协议进行。
chap3控制网络 PPT资料共53页
信息学院自动化所
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2、IEEE802.4/IEEE802.5 MAC子层协议
(2) IEEE802.4 MAC子层协议
图3.30 令牌总线结构
20.11.2019
信息学院自动化所
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3、ISO11898 MAC子层协议
图3.32 CAN总线系统组成示意图
20.11.2019
信息学院自动化所
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1、工业对象对网络的基本要求
图3.1 RNA体系层次结构图
20.11.2019
信息学院自动化所
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1、工业对象对网络的基本要求
工业类型 过程工业 制造工业 混合工业
20.11.2019
表3.2 各种工业控制的特点
控制特点
连续控制为主，算法复杂，速度慢， 流程长，对可靠性要求高，有分散化要求
逻辑控制为主，算法简单， 速度快，通常不必冗余，CPU不要求太分散
图3.25 不同形式的位编码
20.11.2019
信息学院自动化所
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5、IEEE802.11物理层协议
802.11协议主要工作在ISO协议的最低两层上，并在物理层上进行了 一些改动，加入了高速数字传输的特性和连接的稳定性。 802.11b"High Rate"协议，用来对802.11协议进行补充，在802.11的 1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新同Ethernet一样的性能、网络吞吐 率、可用性。
20.11.2019
信息学院自动化所
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3.4 数据链路层与控制网络
数据链路层的主要任务是为网络层提供一条无差错的传输线路， 通常采用反馈重纠错方式来纠正传输中出现的差错。 分成两个子层：逻辑链路控制LLC(Logical Link Control)和介质控制MAC子层。
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管理级 监控级
运行员 操作站
管理计算机
至其它局域网 网间连接器
Mnet
局域网（LAN)
运行员 操作站
运行员 操作站
Snet
工程师 工作站
计算站
控制级
过程控制站 通信 接口
基本控 基本控 制单元 制单元
Cnet
基本控 制单元
现场级
常用仪表
过程控制站 通信 接口 Cnet
数据采集 通信 接口 Cnet
基本控 基本控 制单元 制单元
利用分层方法，我们可以容易地实现网际联网、网络配置 间的连接。为了实现计算机系统之间的互连，1977年国际标准 化组织（ISO）提出了开放系统互连参考模型OSI（Open System Interconnection／Reference Model）。这个网络层次结构模 型规定了七个功能层，每层都使用它自己的协议。
（2）用多变量、双向、数字通信方式取代单变量、单向、模拟传输方式；
操作站 高速数据通道
监控机
数据采集装置
过程控制单元
其基本结构由监控机、操作 站、数据采集装置、过程控 制单元及高速数据通道等5部 分组成。
第二代DCS的基本结构
•第二代DCS的基本结构
主计算机
操作站
LLAANN
子
系
网关
统
网关
一般工业网
组成：
系统管理站 (1)局部网络 (LAN) ； (2)节点工作站，即指过程控制单元(PCU)； (3)中央操作站，它是挂接在LAN上的节点 工作站，负责对全系统的信息进行综合管 理，是系统的入 数据输入 数据输入 输出单元 输出单元 输出单元
Fnet
现场总线仪表
常用仪表
集散控制系统
集散控制系统的基本构成
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集散控制系统的体系结构
操作站、工程师站和上位 计算机构成集中管理部分； 现场监测站、现场控制站构 成分散控制部分；通信网络 是连接集散系统各部分的纽 带，是实现集中管理、分散 控制的关键。
智能变送器
智能仪表
现场总线控制系统
现场总线(Fieldbus)是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向 传输、多分支结构的通信网络。 现场总线控制系统(Fieldbus Control System，FCS)是一种以现场总线 为基础的分布式网络自动化系统，它既是现场通信网络系统，也是现场 自动化系统。 现场总线控制系统FCS是在DCS系统的基础上发展而成的，它继承了 DCS的分布式特点，但在各功能子系统之间，尤其是在现场设备和仪表 之间的连接上，采用了开放式的现场网络，从而使系统现场设备的连接
检测
给定 DDC计算机
控制
生产过程
图 SCC系统原理图
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计算机工业网络基础
• 网络协议及其层次结构
在通信网络中，对所有的节点来说，它们都要共享网络中 的资源或相互之间要进行信息交换，但由于连接到网上的计算 机或设备可能出自不同的生产厂家，型号也不尽相同，再加上 软硬件的差异，这些都给节点之间的通信带来了困难。因此在 通信网络中所有“成员”必须遵循某种相互都能接受的一组规 则，以便实现彼此的通信和资源共享。这些规则的集合称为网 络协议。在计算机网络中各终端用户之间，用户与资源之间或 资源与资源之间的对话与合作必须按照预先规定的协议进行。
过程控制单元 (4)系统管理站，又称为系统管理模块； (5)主计算机，也称管理计算机； (6)网关(GateWay)。
第三代DCS的基本结构
•第三代DCS的基本结构
主计算机
操作站 网关
MAP或MLAAPN兼容网络
节点工作站
节点装置
第一、二代DCS基本上为封闭系统， 不同系统之间无法互连，第三代DCS 局域网(LAN)遵循开放系统互连参考 模型的7层通信协议,符合国际标准， 比较容易构成信息集成系统。
形式发生了根本的改变，具有自己所特有的性能和特征。
51
传统计算机控制系统的缺点
传统计算机控制系统 结构示意图
传统计算机控制系统的缺点
➢ 这种传输方式一方面要 使用大量的信号线缆； ➢ 另一方面模拟信号的传 输和抗干扰能力低。
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现场总线对自动化领域的变革
（1）用一对通信线连接多台数字仪表取代一对信号线只能连接一台仪表；
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
计算机网络控制技术概述
控制网络的特点
从技术上讲，控制网络有以下一些技术特点： (1)要求有高实时性和良好的时间确定性； (2)传送的信息多为短帧信息，且信息交换频繁； (3)容错能力强，可靠性、安全性好； (4)控制网络协议简单实用，工作效率高； (5)控制网络结构具有高度分散性； (6)控制设备的智能化与控制功能的自治性； (7)与信息网络之间有高效的通信，易于实现与信息网络的集成。
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集散控制系统特点
① 控制功能丰富 ② 监视操作方便 ③ 信息和数据共享 ④ 系统扩展灵活 ⑤ 安装维护方便 ⑥ 系统可靠性高
• 分散性和集中性 • 自治性和协调性 • 灵活性和扩展性 • 先进性和继承性 • 可靠性和适应性 • 友好性和新颖性
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第一代DCS的基本结构
•第一代DCS的基本结构
控制网络与信息网络的区别
控制网络和信息网络有以下四点区别： (1)控制网络中数据传输的及时性和系统响应的实时性是控制系统最基
本的要求。 (2)控制网络强调在恶劣环境下数据传输的完整性、可靠性。 (3)在企业自动化系统中，分散的单一用户必须借助控制网络进入系统，
所以通信方式多使用广播和组播方式，在信息网络中某个自主系统与另 外一个自主系统一般都建立一对一的通信方式。 (4)控制网络必须解决多家公司产品和系统在同一网络中相互兼容问题， 即互操作性问题。
计算机网络控制-集散控制系统（DCS）
设计原则:
采用分散控制和集中管理的设计思想、分而自治和综合协调的设计原则，并 采用层次化的体系结构.
所谓分散控制是用多台微型计算机，分散应用于生产过程控制; 所谓集中管理是用通信网络技术把多台计算机构成网络系统.
分散控制系统是纵向分层、横向分散 的大型综合控制系统
工业控制网络技术
东华大学 机械工程学院 周虎 （副教授）
计算机控制系统组成结构
图 计算机控制系统组成框图
直接数字控制系统
生
测量变送
输入通道
计
产
算
显示
过
机
打印
程
执行器
输出通道
报警
图 DDC系统框图
计算机监督控制(SCC)
SCC系统由上、下位机构成，上位机起监控作用，下 位机起DDC作用。
SCC计算机