工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用 課件 項目1 初識工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的初次認(rèn)知任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)向陽而生任務(wù)引入工業(yè)革命的歷程01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢03頭腦風(fēng)暴04目錄CONTENTS1900178418701969200001工業(yè)革命的歷程工業(yè)1.0機(jī)械制造時代機(jī)械化生產(chǎn)蒸汽機(jī)工業(yè)2.0電氣化與自動化時代電動機(jī)和傳送帶工業(yè)3.0電子信息時代電子信息技術(shù)

PLC工業(yè)4.0智能制造時代信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和制造環(huán)節(jié)融合大規(guī)?；可a(chǎn)流水線高度自動化柔性化生產(chǎn)智能生產(chǎn)01工業(yè)革命的歷程01工業(yè)革命的歷程01工業(yè)革命的歷程互聯(lián)網(wǎng)制造+=工業(yè)4.0中國制造2025智能制造02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第一階段（~50年代）：基地式儀表控制系統(tǒng)基地式控制裝置與儀表結(jié)構(gòu)比較簡單，它不僅完成控制功能，同時還具有指示、記錄功能。單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)過程的局部自動化或者用于小型單機(jī)設(shè)備。結(jié)構(gòu)簡單價格低廉現(xiàn)場就地使用02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第二階段（60~70年代中期）：直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)）是用一臺計算機(jī)對被控參數(shù)進(jìn)行檢測，再根據(jù)設(shè)定值和控制算法進(jìn)行運算，然后輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)對生產(chǎn)進(jìn)行控制，使被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值上?？蓪崿F(xiàn)復(fù)雜控制功能，如串級控制、比值控制、前饋控制等。02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第二階段（60~70年代中期）：直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)）DDC系統(tǒng)由被控對象、檢測儀表（傳感器或變送器）、執(zhí)行器（電動或氣動閥）和工業(yè)控制機(jī)組成?？刂乒δ芗惺鹿实奈ｋU性也集中02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第三階段（70年代末~80年代）：集散控制系統(tǒng)（DCS）是以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則的新一代計算機(jī)控制系統(tǒng)。即通過將控制功能分散到多臺計算機(jī)（處理器）上，達(dá)到運行安全的目的。02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第三階段（70年代末~80年代）：集散控制系統(tǒng)（DCS）分散控制、集中管理專業(yè)程序員02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）現(xiàn)場總線設(shè)計初衷：代替了I/O、4-20mA模擬量02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生是一種數(shù)字通信協(xié)議，是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、全分散、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）4...20mA02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）AB品牌PLC

西門子PLC

施耐德PLC同種類互通02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第四階段（80年代末~）：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）AB品牌PLC

西門子PLC互換性？互操作？兼容性？02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生工業(yè)以太網(wǎng)是建立在IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)和TCP/IP上的分布式實時控制通訊網(wǎng)絡(luò)，適用于數(shù)據(jù)量傳輸量大，傳輸速度要求較高的場合。第五階段（2001年~）：工業(yè)以太網(wǎng)02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第五階段（2001年~）：工業(yè)以太網(wǎng)02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的前世今生第五階段（2001年~）：工業(yè)以太網(wǎng)開放性靈活性可靠性高性能03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢未來階段(2012年~)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)4.0時代）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過人、機(jī)、物、系統(tǒng)的全面連接，構(gòu)建了覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的新型制造和服務(wù)體系，為實現(xiàn)工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了途徑，也是第四次工業(yè)革命的重要基石。03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢未來階段(2012年~)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)4.0時代）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路徑基本形成具備國際競爭力的基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系建成國際領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和平臺，形成國際先進(jìn)的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施全面支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，創(chuàng)新發(fā)展能力、技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系以及融合應(yīng)用等全面達(dá)到國際先進(jìn)水平。“三步走”2025年2035年本世紀(jì)中葉03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢DDCDCSFCSPROFINET工業(yè)云知識小結(jié)01現(xiàn)場總線FCS相比于集散控制系統(tǒng)DCS有何優(yōu)勢？思考02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)如何賦能中國制造？04頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的初次認(rèn)知任務(wù)：揭秘工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)引入私人定制云服務(wù)云制造云供應(yīng)鏈工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的案例03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的能量04目錄CONTENTS01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是指安裝在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的一種全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念交換機(jī)MQTTDeviceNETIPCMODBUSTCPTCPPROFINETPROFINETPROFINETPROFINETPLC01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念連接橋梁01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念能夠理解和轉(zhuǎn)換不同的通訊標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與人之間的信息實時交互。

翻譯官01030204網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形、總線型、星型、樹型等組網(wǎng)設(shè)備集線器、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、路由器、串口服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)互連介質(zhì)雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳輸媒介等接口標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485、RJ4501工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念雙絞線同軸電纜（1）連接介質(zhì)：信息的輸送和設(shè)備的連接光纖無線媒介01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念集線器交換機(jī)（2）組網(wǎng)設(shè)備：構(gòu)成信息通信網(wǎng)絡(luò)的專用硬件設(shè)備路由器01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念網(wǎng)關(guān)串口服務(wù)器（2）組網(wǎng)設(shè)備：構(gòu)成信息通信網(wǎng)絡(luò)的專用硬件設(shè)備01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念RS232RS485（3）串行接口標(biāo)準(zhǔn)RJ4501工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念總線型環(huán)型（4）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：物理布局01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念星型樹型（4）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：物理布局01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念（5）通訊標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的“語言”，是“協(xié)議簇”民用網(wǎng)絡(luò)（TCP-IP協(xié)議）01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的概念（5）通訊標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的“語言”，是“協(xié)議簇”02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用交換機(jī)MODBUSTCPPLCPROFINETPROFINETPROFINETPROFINET本地可視化監(jiān)控現(xiàn)場自動化控制遠(yuǎn)程智能化管理02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用交換機(jī)PLCMODBUSTCPIPCTCPPROFINETPROFINETPROFINETPROFINET本地可視化監(jiān)控現(xiàn)場自動化控制遠(yuǎn)程智能化管理02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的作用交換機(jī)PLCMODBUSTCPIPCTCPPROFINETPROFINETPROFINETPROFINETMQTT本地可視化監(jiān)控現(xiàn)場自動化控制遠(yuǎn)程智能化管理敬請批評指正謝謝聆聽工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的初次認(rèn)知任務(wù)：OSI參考模型主講：王春峰OSI的定義01OSI的“協(xié)議”02OSI數(shù)據(jù)交換原理03OSI的特點04目錄CONTENTS01OSI的定義7應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型02OSI的“協(xié)議”7應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層OSI參考模型OSI模型中定義了每一層的作用定義每一層“作用”的是“協(xié)議”“協(xié)議”是約定，其具體內(nèi)容是規(guī)范02應(yīng)用層表示層會話層層網(wǎng)絡(luò)層層傳輸層數(shù)據(jù)鏈路層物理層網(wǎng)絡(luò)層面用戶層為數(shù)據(jù)在節(jié)點之間傳輸創(chuàng)建邏輯鏈路，并分組轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)：對子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇，常見路由器、多層交換機(jī)、防火墻、IP、RIP等提供數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換服務(wù)：解密與加密、圖片編碼與解碼、數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮，比如URL加密、口令加密、圖片編碼器訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口：為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口，比如Telnet、FTP、HTTP、SNMT、DNS等提供應(yīng)用進(jìn)程之間的邏輯通訊：建立連接、處理數(shù)據(jù)錯誤、管理數(shù)據(jù)次序，比如TCP、UDP、SPX、進(jìn)程、端口（socket）在通訊的實體間建立數(shù)據(jù)鏈路：將數(shù)據(jù)分幀，并處理流控制、物理地址尋址、重發(fā)等，常見網(wǎng)卡、二層交換機(jī)、網(wǎng)橋等建立端連接并提供訪問驗證和會話管理：使用校驗點可使會話在通信失效時在校驗點恢復(fù)通信，比如服務(wù)器驗證用戶登錄、斷點續(xù)傳為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供原始比特流的傳輸通路：網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，提供機(jī)械和電氣的規(guī)約，比如中繼器、集線器、網(wǎng)線、HUB、RJ45等數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)幀比特流OSI的“協(xié)議”03OSI數(shù)據(jù)交換原理應(yīng)用進(jìn)程A應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用進(jìn)程B應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層主機(jī)A主機(jī)B數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)段

數(shù)據(jù)包

數(shù)據(jù)幀

比特流協(xié)議是水平的,服務(wù)是垂直的。交換規(guī)則：發(fā)送：從上往下逐層封裝；接收：從下往上逐層解封裝。

03OSI數(shù)據(jù)交換原理封裝是指OSI參考模型下一層收到上一層傳遞過來的數(shù)據(jù)后，加上包含本層控制信息的首部過程，有些還需要加尾部。解封裝的過程和封裝剛好相反，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)目的主機(jī)后，上一層會去掉從下一層接收的數(shù)據(jù)中帶有控制信息的首部。用LN表示第N層的數(shù)據(jù)，HN表示第N層的首部，TN表示第N層的尾部。封裝解封裝數(shù)據(jù)形式03應(yīng)用層為應(yīng)用軟件提供接口，使應(yīng)用程序能夠使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)用戶A常見的應(yīng)用協(xié)議：HTTP(80)、HTTPS(443)、SMPT(25)、POP3(110)、

TELNET(23)、DNS(53)、FTP(20/21)應(yīng)用層應(yīng)用層HTTPFTPSMPTL7數(shù)據(jù)到表示層OSI數(shù)據(jù)交換原理03表示層數(shù)據(jù)的編碼與解碼、加密與解密、壓縮與解壓縮圖片：JPG、GIF；音頻：MP3、WMA、ACC；視頻：MP4、AVI應(yīng)用層表示層到會話層L7數(shù)據(jù)從應(yīng)用層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H6用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03會話層負(fù)責(zé)建立、管理和終止表示層實體之間的會話連接在設(shè)備或節(jié)點之間提供會話控制，協(xié)調(diào)通信過程，提供三種不同的

方式來組織通信。會話層應(yīng)用層到傳輸層L5數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮synsynsynH5L6數(shù)據(jù)從表示層用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理H503傳輸層負(fù)責(zé)建立端到端的連接，保證報文在端到端之間的傳輸服務(wù)點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制。傳輸層應(yīng)用層到網(wǎng)絡(luò)層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H4H4H4L5數(shù)據(jù)從會話層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)從源端傳輸?shù)侥康亩藶榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供邏輯地址、進(jìn)行路由選擇、維護(hù)路由表，代表設(shè)備為路由器。網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層到數(shù)據(jù)鏈路層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)從傳輸層L3數(shù)據(jù)包用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理H303鏈路層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，把幀從一跳（結(jié)點）移動到另一跳（結(jié)點）組幀、物理編址、流量控制、差錯控制、接入控制，代表設(shè)備為交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層到物理層L4數(shù)據(jù)H2L3數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)層L2數(shù)據(jù)幀用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理T203物理層負(fù)責(zé)把逐個的比特從一跳（結(jié)點）移動到另一跳（結(jié)點）定義接口和媒體的物理特性（線序、電壓、電流），定義比特的表示、

數(shù)據(jù)傳輸速率、信號傳輸模式，定義網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)洌碓O(shè)備集線器。物理層應(yīng)用層L2數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)鏈路層01110111011110110010傳輸介質(zhì)物理層應(yīng)用層L2數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)鏈路層01110111011110110010用戶A用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理03鏈路層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，把幀從一跳（結(jié)點）移動到另一跳（結(jié)點）組幀、物理編址、流量控制、差錯控制、接入控制，代表設(shè)備為交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層到物理層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L3數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)層L2數(shù)據(jù)H2T2幀數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層從物理層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L3數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)層L2數(shù)據(jù)H2T2幀用戶B用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)從源端傳輸?shù)侥康亩藶榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供邏輯地址、進(jìn)行路由選擇、維護(hù)路由表，代表設(shè)備為路由器。OSI數(shù)據(jù)交換原理網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層到數(shù)據(jù)鏈路層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L4數(shù)據(jù)從傳輸層L3數(shù)據(jù)包用戶AH3網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層從數(shù)據(jù)鏈路層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮L4數(shù)據(jù)到傳輸層L3數(shù)據(jù)包用戶BH303傳輸層負(fù)責(zé)建立端到端的連接，保證報文在端到端之間的傳輸服務(wù)點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制。傳輸層應(yīng)用層從網(wǎng)絡(luò)層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H4H4H4L5數(shù)據(jù)到會話層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理傳輸層應(yīng)用層到網(wǎng)絡(luò)層L4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H4H4H4L5數(shù)據(jù)從會話層L4數(shù)據(jù)L4數(shù)據(jù)用戶A03會話層負(fù)責(zé)建立、管理和終止表示層實體之間的會話連接在設(shè)備或節(jié)點之間提供會話控制，協(xié)調(diào)通信過程，并提供三種不同的

方式來組織它們之間的通信。會話層應(yīng)用層L5數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮synsynsynH5L6數(shù)據(jù)到表示層從傳輸層用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理會話層應(yīng)用層到傳輸層L5數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮synsynsynH5L6數(shù)據(jù)從表示層用戶AH503表示層數(shù)據(jù)的編碼與解碼、加密與解密、壓縮與解壓縮圖片：JPG、GIF；音頻：MP3、WMA、ACC；視頻：MP4、AVI應(yīng)用層表示層從會話層L7數(shù)據(jù)到應(yīng)用層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的解碼、解密與解壓縮H6用戶BOSI數(shù)據(jù)交換原理應(yīng)用層表示層到會話層L7數(shù)據(jù)從應(yīng)用層L6數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的編碼、加密與壓縮H6用戶A03應(yīng)用層為應(yīng)用軟件提供接口，使應(yīng)用程序能夠使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)常見的應(yīng)用協(xié)議：HTTP(80)、HTTPS(443)、SMPT(25)、POP3(110)、

TELNET(23)、DNS(53)、FTP(20/21)應(yīng)用層應(yīng)用層HTTPFTPSMPTL7數(shù)據(jù)到表示層用戶B應(yīng)用層應(yīng)用層HTTPFTPSMPTL7數(shù)據(jù)從表示層用戶AOSI數(shù)據(jù)交換原理03OSI數(shù)據(jù)交換原理04OSI的特點01030204模型復(fù)雜結(jié)合“服務(wù)”與“協(xié)議”

標(biāo)準(zhǔn)模型引進(jìn)了服務(wù)、接口、協(xié)議、分層的概念通用性在協(xié)議開發(fā)前設(shè)計的“理論”模型理想化的藍(lán)圖，實際并不使用OSI協(xié)議封裝解封裝特征知識小結(jié)0102物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸單元、典型設(shè)備分別是什么？OSI參考模型有何意義和價值？思考05頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)-現(xiàn)場總線主講：王春峰任務(wù)引入早期控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)并行傳輸?shù)哪M量及開關(guān)量串行傳輸?shù)臄?shù)字信號現(xiàn)場總線的概念01現(xiàn)場總線的模型02現(xiàn)場總線的案例03現(xiàn)場總線的特征04目錄CONTENTS01現(xiàn)場總線的概念現(xiàn)場總線技術(shù)是指用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工業(yè)控制技術(shù)，是一種在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實現(xiàn)雙向、互聯(lián)、串行和多節(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)。01現(xiàn)場總線的概念現(xiàn)場總線是專為工業(yè)現(xiàn)場設(shè)計的,為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化提供了基礎(chǔ)。01現(xiàn)場總線的概念現(xiàn)場通訊網(wǎng)絡(luò)溝通生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系現(xiàn)場設(shè)備互連現(xiàn)場設(shè)備或儀表指傳感器、變送器和執(zhí)行器等。這些設(shè)備通過一對傳輸線互連，傳輸線可以使用雙絞線、同軸電纜、光纖等。互操作性對不同廠商不同品牌的現(xiàn)場設(shè)備統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的控制回路，具備相互操作的功能。01現(xiàn)場總線的概念信號類型由模擬信號→雙向數(shù)字通信?？刂葡到y(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模擬與數(shù)字的混合控制→全數(shù)字現(xiàn)場總線控制?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)備功能現(xiàn)場設(shè)備智能化，具有程序及參數(shù)存儲與控制功能。01現(xiàn)場總線的概念ProfibusCANLonWorksCC-Link。Modbus。DeviceNet現(xiàn)場總線德國國家標(biāo)準(zhǔn)DINl9245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，包括Profibus-FMS、Profibus-DP、Profibus-PA德國BOSCH公司開發(fā)，用于汽車計算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)數(shù)據(jù)通信，其總線規(guī)范被制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）采用了ISO／OSI模型的全部七層通訊協(xié)議由三菱電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司推出，唯一起源于亞洲地區(qū)的總線系統(tǒng)應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言，應(yīng)用廣泛，很多廠家的工控器、PLC、變頻器、智能I/O與A/D模塊等設(shè)備都具備Modbus接口。美國Rockwell公司在CAN基礎(chǔ)上推出的一種低成本的總線01現(xiàn)場總線的概念總線型菊花鏈02現(xiàn)場總線的模型ISO/OSI應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層現(xiàn)場總線協(xié)議應(yīng)用層總線訪問子層數(shù)據(jù)鏈路層物理層傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定物理層與應(yīng)用層之間的接口、信息傳輸?shù)牟铄e校驗命令、響應(yīng)、數(shù)據(jù)和事件02現(xiàn)場總線的模型ISO/OSI應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層Profibus-DP用戶接口層隱去第三至第七層數(shù)據(jù)鏈路層物理層規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能03現(xiàn)場總線的案例電解車間智能工廠現(xiàn)場控制后臺監(jiān)控

PROFIBUS-DP

CM1542-5DP主站通信模塊

CM1242-5DP從站通信模塊周期性通訊：用戶數(shù)據(jù)非周期性通訊：組態(tài)、診斷、報警2對冗余的控制器H1PLCPROFIBUSDPMODBUSPLCRemoteI/O1臺工程師站4臺操作員站12臺03甲醇及一氧化碳裝置現(xiàn)場總線的案例冗余設(shè)計

主控制器副控制器現(xiàn)場總線是工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)，通訊協(xié)議一致公開特征1特征2特征3特征4系統(tǒng)中信號的測量、補(bǔ)償計算、工程量處理與控制等功能都是在現(xiàn)場設(shè)備中完成的各控制單元高度分散、自成體系，有效簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。開放性智能化與功能自治性互聯(lián)性高度分散性通過網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場設(shè)備和功能塊統(tǒng)一組態(tài)，把不同廠商的網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備融為一體04現(xiàn)場總線的特征頭腦風(fēng)暴自動化現(xiàn)場總線PROFIBUSMODBUSCC-LINK知識小結(jié)0102現(xiàn)場總線中用戶層有何作用？不同廠商不同品牌的現(xiàn)場設(shè)備是如何統(tǒng)一組態(tài)的？思考敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)-工業(yè)以太網(wǎng)主講：王春峰任務(wù)引入

透明工廠任務(wù)引入

智慧工廠工業(yè)以太網(wǎng)的概念01工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)02工業(yè)以太網(wǎng)的模型03工業(yè)以太網(wǎng)的特征04目錄CONTENTS案例分析0501工業(yè)以太網(wǎng)的概念工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)，是基于IEEE802.3(Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò),，實現(xiàn)了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)之間的連接，有利于“控管一體化”。全開放全數(shù)字化軟硬件可選受歡迎主流工業(yè)以太網(wǎng)EtherCATEthernet/IPPROFINETModbusTCPPOWERLINK01工業(yè)以太網(wǎng)的概念實時性能、靈活拓?fù)?、高精度設(shè)備同步、功能性安全協(xié)議建立在標(biāo)準(zhǔn)UDP/IP與TCP/IP協(xié)議之上PROFIBUS國際組織推出，8個模塊基于以太網(wǎng)TCP/IP，ModbusTCP協(xié)議是一項應(yīng)用層報文傳輸協(xié)議Ethernet上的CANopen02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)星型總線型02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)環(huán)形02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)星型+總線環(huán)型+總線02工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)冗余環(huán)網(wǎng)03工業(yè)以太網(wǎng)的模型物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP五層模型網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際互聯(lián)層傳輸層應(yīng)用層TCP/IP四層模型工業(yè)以太網(wǎng)模型現(xiàn)場總線模型03工業(yè)以太網(wǎng)的模型保留現(xiàn)場總線應(yīng)用層協(xié)議04工業(yè)以太網(wǎng)的特征34125資源共享透明的TCP/IP實時性高通信速率高穩(wěn)定可靠04工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的特征05案例分析晾板設(shè)備智能控制系統(tǒng)以太網(wǎng)TCP協(xié)議IP協(xié)議透明工廠PROFINET知識小結(jié)01工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線有何關(guān)聯(lián)與區(qū)別？思考02工業(yè)以太網(wǎng)為什么要進(jìn)行冗余設(shè)計？頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：未來網(wǎng)絡(luò)-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主講：王春峰任務(wù)引入云制造

云上數(shù)字工廠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引擎03工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸04目錄CONTENTS01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，通過對人、機(jī)、物、系統(tǒng)等的全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務(wù)體系，為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實現(xiàn)途徑，是第四次工業(yè)革命的重要基石。01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系是基礎(chǔ)“血液循環(huán)系統(tǒng)”工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的深度互聯(lián)全要素：人、物品、機(jī)器、車間、企業(yè)等各環(huán)節(jié)：設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)平臺體系是核心“神經(jīng)中樞系統(tǒng)”工業(yè)智能化發(fā)展的核心載體海量數(shù)據(jù)匯聚與建模分析，各類創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)與運行制造能力標(biāo)準(zhǔn)化與服務(wù)化、工業(yè)知識軟件化與模塊化安全體系是保障“免疫防護(hù)系統(tǒng)”工業(yè)智能化的安全可信保障滿足工業(yè)需求的安全技術(shù)和管理體系識別和抵御安全威脅，化解各種安全風(fēng)險02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

前端控制層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層

數(shù)據(jù)管理層02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

前端控制層02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)傳輸層02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)管理層03工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引擎協(xié)議轉(zhuǎn)換：云端標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議MQTT與工業(yè)設(shè)備不同協(xié)議的相互轉(zhuǎn)化。邊緣計算：在靠近傳感器或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、處理與存儲，降低云計算中心的計算負(fù)載，減緩網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力，提高數(shù)據(jù)的處理效率。03工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引擎

智能樓宇前端控制層網(wǎng)絡(luò)傳輸層數(shù)據(jù)管理層

協(xié)議轉(zhuǎn)換工業(yè)數(shù)據(jù)上云的前提條件決定哪些工業(yè)數(shù)據(jù)上云04工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)線PLC物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)客戶端云服務(wù)器過程三：網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)命令至PLC過程二：云服務(wù)器發(fā)送命令至網(wǎng)關(guān)過程一：移動終端訪問云服務(wù)器04工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸添加網(wǎng)關(guān)，關(guān)聯(lián)PLC變量被授權(quán)協(xié)議轉(zhuǎn)換執(zhí)行任務(wù)蜂鳴器電機(jī)指示燈PLC物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)電腦手機(jī)云服務(wù)器04工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸云端協(xié)議與工業(yè)設(shè)備協(xié)議的相互轉(zhuǎn)化為移動終端的訪問提供了云平臺TCP/IPMQTT互聯(lián)網(wǎng)

網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)程控制云制造知識小結(jié)01工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)有什么區(qū)別？思考02為什么說網(wǎng)關(guān)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的入口和引擎？頭腦風(fēng)暴敬請批評指正謝謝聆聽初識工業(yè)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)主講：王春峰任務(wù)引入任務(wù)引入任務(wù)引入工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全風(fēng)險分析02工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)體系03工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)技術(shù)04目錄CONTENTS01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢?開放式IEEE802.3的工業(yè)以太網(wǎng)PLPLPLPLAPPLICATIONMES應(yīng)用ERP控制網(wǎng)絡(luò)?透明的TCP(UDP)/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?統(tǒng)一的OPC、ModbusTCP等接口標(biāo)準(zhǔn)?標(biāo)準(zhǔn)商用操作系統(tǒng)、中間件與各種通用軟件?無線設(shè)備及工業(yè)云01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢01工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全形勢全球首個投入實戰(zhàn)的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)武器，專門針對工業(yè)控制系統(tǒng)編寫的破壞性病毒能夠利用對windows系統(tǒng)和西門子SIMATICWinCC系統(tǒng)的漏洞進(jìn)行攻擊針對西門子公司的SIMATIC