工业网络与组态技术全套教学课件.pptx

2023/7/21【任务目标】了解现场总线基本知识，理解现场总线的通信基础、掌握RS232/RS485串行通信总线的制作。全套PPT课件 2023/7/22【任务分析】本任务主要通过理论知识的学习以及各种文献资料的查阅，熟悉在工业控制网络中常见的现场总线知识以及MODBUS现场总线。 2023/7/23【知识准备】一.现场总线技术的概念现场总线技术是指用于工业生产现场的新型工业控制技术，是一种在现场设备之间、 现场设备与控制装置之间实现双向、互联、串行和多节点的数字通信技术，是工业现场控制网络技术的代名词。1.现场总线的产生与发展（1）基地式仅表数字控制系统（2）模拟仪表表控制系统（3）直接式数字控制( Direcr Digital Contol DDC)系统（4）集散控制系统( Dstrbuted Contol System. DCS)（5）现场总线控制系统( Fieldbus Control System, FCS)现场总线 2023/7/242.现场总线的结构OSI参考模型共分七层，即物理层，数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示晨和应用层，该标准规定每层的功能以及对上一层所提供的服务，如图1-1-1所示。现场总线的结构模型现统一为 4层，即物理层、数据链路层、应用层和用户层，省略了一般网络结构的3. 6层(表示层、会话层、传输层和网络层)。从OSI参考模型的角度来看，现场总线将上述七层简化成三层，分别由OSI参考模型的第一层物理层、 第二层数据链路层、第七层应用层组成，如图1-1-2所示7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层图1-1-1 OSI参考模型 7应用层6未使用5432数据链路层1物理层图1-1-2现场总线中的OSI参考模型 2023/7/253.现场总线控制系统的结构形式图1-1-3传统模拟控制系统结构图1-1-4现场总线控制系统示例 2023/7/264.现场总线的特点(1)开放性(2)互操作性和互用性(3)现场设备的智能化与功能自治性(4)系统结构的高度分散性(5)对现场环境的适应性 2023/7/27二.常用的现场总线1.基金会现场总线( Foundation Fieldbus. FF)2. PROFIBUS（由PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列）3. CANCAN是控制局域网络( Control Area Network )的简称4. LonWorks5. CC-LinkCC-Link是控制与通信链路系统( Control &Communication Link),6. ModbusModbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，从功能上可以认为是一种现场总线。7. DeviceNetDeviceNet是由美国罗克韦尔( Rockwell )公司在CAN基础上推出的一种低成本的通信链接，是一种低端网络系统。 2023/7/28三.现场总线的通信基础1.通信的基本概念（1）数据与信息数据是信息的载体，它是信息的表现形式，可以是数字、字符、符号等。（2）数据的传输率 2023/7/29三.现场总线的通信基础2.通信的传输技术（1）传输方式1)串行传输与并行传输2)单向传输与双向传输串行通信按信息在设备间的传输方向可分为单工、半双工和全双工3种方式，3)异步传输与同步传输（2）接口标准与传输技术1)接口标准RS-232C通信接口， RS-422A通信接口，RS-485通信接口2)传输介质传输介1）双绞线，2)同轴电缆，3)光缆 2023/7/210三.现场总线的通信基础3.现场总线控制网络(1)网络拓扑结构a)总线拓扑 b)星形拓扑 c)环形拓扑 d）树型拓扑图1-1-9网络拓扑结构图 2023/7/211三.现场总线的通信基础3.现场总线控制网络（2）网络控制方法1)令牌方式2)争用方式3)主从方式（3）数据交换1)线路交换方式2)报文交换方式3)分组交换方式（4）差错控制 2023/7/212三.现场总线的通信基础4.网络互连设备(1)中继器(2)网桥(3)路由器(4)网关 2023/7/213四.Modbus现场总线的通信基础1.概述Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议之一。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他