工业控制网络

1、工业控制网络技术的特点：（1）具有实时性和时间确定性（2）、信息多为短帧结构且交换频繁 3可靠性和安全性较高 4网络协议简单实用 5网络结构具有分散性 6易于实现与信息网络的集成

1、工业控制网络技术包括：1.现场总线技术：一种应用于生产现场，在现场设备之间，现场设备与控制装置之间实行双向串行多节点数字通信的技术 2.工业以太网技术：采用与商用以太网兼容的技术，选择适应工业现场环境的产品构建的工业网络

2、自动控制系统的发展主要经历了那几个阶段：1 气动信号控制阶段 2 模拟信号控制阶段3 集中式数字控制 4 集散式数字控制 5网络控制

3、网络控制系统的优点；1结构简单、安装维护方便 2 信息集成度高3 现场设备测控功能强 4 易于实现远程控制

4、控制网络与信息网络的区别：1 控制网络具有较高的数据传输实时性和系统响应实时性2控制网络具有较强的环境适应性和较高的可靠性 3 控制网络必须解决多家公司产品和系统在同一网络中的相互兼容问题

5、控制网络和信息网络集成的实现方式：1 采用硬件实现 2采用DDE实现 3采用统一的协议标准实现 4采用数据库访问技术实现 5采用OPC实现

第二章CAN （控制器局域网）

1、CAN总线特点：1.AN为多主方式工作 2.AN网络上的节点信息分成不同的优先级3.CAN 采用非破坏性总线仲裁技术 4.采用报文滤波 5.直接通信距离可达10km 6结点取决于总线驱动电路 7.采用短帧结构传输时间段抗干扰能力强，有较好的检错结果 8.每次信息都有CRC检验及其他检错措施 9.通信介质可为双绞线，同轴电缆或光线选择灵活 10.CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能

2、CAN通信模型：遵循ISO/OSI标准模型，分为数据链路层和物理层。数据链路层包括逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层

3、报文传送类型：数据帧、远程帧、错误帧和超载帧

4、报文结构：1.帧的组成：由7个不同位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结束

5、错误类型：位错误、填充类型、CRC错误、格式错误、应答错误

6、正常位时间组成：分为几个互不重叠的时间段，包括：同步段、传播段、相位缓冲段1、相位缓冲段2

7、显性隐性类：显性“0”状态以大于最小阀值的差分电压表示隐形“1”

8、CAN通信控制器：（1）sja1000通信控制器实现了can总线物理层和数据链路成的所有功能。其功能组成：接口管理逻辑（iml）、发送缓冲器（txb）、接受缓冲器（rxb、rxfifo，b字节）

工作模式：basiccan模式、elican模式。

（2）tn82527can通信控制器。（3）内嵌can控制器的p8xc591。

10，CAN总线io器件：82c150 主要功能：can接口功能io功能。

11，节点设计 CAN总线系统有两类节点：不带微处理器的非智能节点和带微处理器的智能节点，1.硬件电路设计：采用898c51作为节点的微处理器，在can总线通信接口中，can 通信控制器采用sja1000，can总线收发器采用82c250 2.软件设计：三部分 can节点初始化，报文发送和报文接收。

第三章 Profibus(国际现场总线标准）

1.profibus分为哪三部分，个部分结构主要用途是什么？

答：profibus--FMS：用于解决车间一级通用性通信任务。

Profibus--DP：用于解决设备一级的告诉数据通信。

Profibus--PA：对于安全性要求较高的场合，制定了profibus--pa协议，pa具有本质安全性，他实现了IEC1158-2规定的通信规程。

PROFIBUS三种通信协议类型：fms、dp、pa。

2.profibus通信模型分为几层？各层功能是什么？

答：(1)第一层物理层分为：dp/fms( rs-485)的物理层。实现对称的数据传输符合eia-485标准。Dp/fms (光纤电缆的物理层)通过光纤导体中光的传输来传输数据，以pno的规则为基础，Pa的物理层（第一层）采用iec1185——2标准的传输技术数据传输使用非直流传输的位同步曼彻斯特编码。（2）现场总线数据链路层：第二层规定了总线访问控制，数据安全性以及传输协议和报文的处理。（3）应用层（第七层）：提供用户需要的各种通信服务。

3.profibus用哪几种传输技术？各是什么？

答：四种，mbp、rs—485,、rs—485—is、光纤。

4.dp/fms（rs—485）的物理层采用什么编码？传输数据的特点？

答：采用不归零编码。传输数据的特点：dp/fms采用rs—485或光纤电缆。Pa采用iec —1185—2。

5光纤总线连接技术用哪几种？

答：olm技术、olp技术、集成的光纤电缆连接技术。

6数据链路层报文分类？数据服务的分类？

答：有固定信息字段长度的格式、带数据的用固定信息字段长度的格式、有可变的信息字段长度的格式、令牌报文。

数据服务分类：发送数据需应答sda、发送数据无需应答dan、发送或请求数据需回答srd、循环的发送和请求数据需回答csrd。

7、PROFIBUS总线访问协议是什么？

包括：主站之间的令牌传输方式和主站与从站之间的主从方式，令牌传递程序保证了每个主站在一个确切规定的时间内得到总线访问。令牌是一条特殊的报文。在PROFIBUS中，令牌只在各主站之间通信时使用。主从方式允许主站在得到总线访问令牌时可与从站通信，每个主站均可向从站发送或索取信息。

8、PROFIBUS诊断功能，运行模式？

诊断功能：本站诊断操作模块诊断操作通道诊断操作

运行模式：运行清除停止

9、对象字典的结构，静态对象是什么？动态对象是什么？

对象字典的结构：头，静态数据类型表，变量列表的动态列表，动态程序列表

静态对象：简单变量，数组，记录，域，事件

动态对象：程序调用变量列表

10、PA的两个显著特征？

能够确保工业本质安全和通过总线对现场设备供电

11、SP3的功能构成？

1，双口RAM作为SP3与软件程序的接口2工作在DP方式下时，为数据通信提供3个可变的缓存器，2个输出，1个输入3总线接口是一个参数化的8位同步异步接口4中断寄存器5看门狗定时器6微顺序寄存器7UART异步串行接口

12、看门狗定时器的功能？1，自动确定波特率2，波特率监视3，相应时间监视

13、开发包4的功能？

开发包4主要由硬件，软件和应用文档组成

硬件组成：IM180主站接口模块，IM183-1从站接口模块，IM184从站接口模块

软件使用：GSD文件是可使用的ASC2文本文件，包含用于通信和设备专用的规范

14、PROFINET的通讯机制？

PROFINET规范以开放性和一致性为主导，以微软OLE COM DCOM为技术核心

PROFINET中，每个设备都被看成是一个具有组件对象模型接口的自动化设备，同类设备都具有相同的COM接口。COM对象之间通过DCOM连接协议进行互联和通信。COM对象之间的调用是通过OLE自动化接口实现的。现存的PROFIBUS网段可通过一个代理设备连接到PROFINET网络中。

15、PROFIBUS结构类型？

（1）以PLC或控制器为一类主站，不设监控站

（2）以PLC或其他控制器为一类主站，监控器连接到PROFIBUS总线上

（3）以PLC或控制器为一类主站，监控器通过串口与PLC一对一连接

（4）使用PC加PROFIBUS网卡为一类主站，监控站与一类主站一体化

（5）紧凑式PC+PROFIBUS网卡+SOFTPLC的结构形式

（6）使用两级网络结构

16、PROFIBUS控制系统的三种形式：总线接口型，单一总线型，混合型

第四章LONWORKS 智能控制网络

1 lonworks的核心是神经元芯片包含3150和3120系列主要区别：3150支持外部存储器，适合更为复杂的应用。3120不支持外部存储器，本身自带ROM

2 神经元芯片由那几部分组成，service Pin 引脚的作用

工程部分：CPU 存储器输入\输出通信端口时钟系统睡眠和唤醒机制看门狗定时器service Pin 引脚的作用是节点配置安装和维护既能输入也能输出

3 简述双绞线收发器的好处

1 、所有节点通过一个48vDC中央电源供电对电力资源匮乏的的去具有重要意义。

2、通信线和电源线共用一对双绞线可以节约一对双绞线。

4 简述双绞线收发器的种类

直接驱动，EIA—485，变压器耦合。变压器耦合性能最好

5 简述Lonworks总线的分层结构及各部分的功能

物理层：电介质电气接口MAC子层：带预测的P—坚持CSMA、碰撞规避、优先级、碰撞检测链略层：提供子网内LPDU帧顺序的无响应传输，提供错误检测能力，数据解码网络层：提供通信接口，定义如何接收，发送相应器。在网络管理上有网络地址分配，出错管理，网络认证和流量控制。传输层：管理报文执行的顺序，报分的二次检测

会活层：提供请求—响应的机制认证网络管理

表示层和应用层：网络变量，外来帧传输，显示报文，网络管理，网络跟踪，服务

6 简述LinWork总显得编址方式

定义了一种分层编址方法，这种方法使用了域地址，节点地址，子网地址，为了简化的各个分散点的地址，还定义了另一个作为组地址，神经芯片的标识符ID可用作地址

9．什么事VFD？与物理设备的关系

从通信断电的角度来看，虚拟现场设备（VFD）是一个自动化系统的数据和行为的抽象模型，一个典型的物理设备可以有几个虚拟现场设备，但至少应该有两个虚拟现场设备，一个用于网络和系统管理，一个用于功能块应用

10．什么是OD？事件服务，“域”的上载和下载服务？

对象描述说明了通信数据的含义，把这些内容收集到一起，形成了对象字典，对象字典OD由一系列条目组成，每个条目分别描述一个应用进程对象和他的数据事件服务：时间是为了从一个设备向另外的设备发送重要的报文而定义的，由用户从

检测导致事件发生的条件，当条件发生时，该应用程序激活事件通知服务，并由使用者确定。

“域”的上载和下载服务：域指一部分存储区，可包含程序和数据，属于“字节串”类型，域的最大字节数在OD定义，上载指从现场设备中读取数据，下载指向现场设备发送或装入数据。

11．简述网络管理的方式及作用

方式有两种：1是网络管理者，作用：负责维护网络运行，执行某个动作，处理报告来完成其任务。 2是网络管理代理，作用：负责管理器通信栈，支持组态管理及行管理，监视判断通信差异。

12.简述系统管理的作用

完成系统设备的地址分配，寻找运用位号实现应用时钟的同步，功能块列表，设备识别以及对系统管理信息库的访问等功能。

13.简述功能块的分类及定义

功能块是一种图形化的编程语言，通位位号和一个数字索引来识别，参数名字由4个无符号整数字节组成参数的存储属性分动态的，静态的和不易失的。

分三类：转换块，按所要求的频率读取传感器中的硬件数据，并将其写入到相应的硬件。

资源块，描述现场总线的设备特征。

功能块，提供控制系统行为，它的输入输出参数可通过总线链接。

14，几个典型的FF功能块

a，模拟输入功能块AI。b，模拟输出功能块。C,开关量输入功能快DI。d,开关量输出功能块DO. e,PID控制算法功能块PID.

16，出网段的构成

有作为链路主管的主设备，现场基本设备，总线供电电源，电源调理器，连接在网段两端的终端器，布线连接用的电缆，连接器或连接端子。

第五章基金会总线标准 FF网络的通信模型：物理层、数据链路层，应用层，用户层

1.FF总线按功能分几部分，作用是什么

三部分:通信实体，作用是生成报文与提供报文传送服务；系统管理内核，主要负责与网络系统相关任务管理；功能应用进程，主要实现用脑所需的各种功能

2.FF总线采用什么编码：采用h1信号编码，由4种信号编码制组成；协议报文编码，前

导码，界定码，帧结束码

3.什么是LAS，其功能:每个总线都有一个链路媒体访问中心，称为链路活动调试器；功

能是其具有链路活动调试能力，可以形成链路活动调试表，并按照链路活动调试表生成各种链路协议数据，链路响动调试是该设备中数据链路层的重要任务

4.简述通信活动的分类及定义：受调试通信，由las按照预定的调试时间表周期性发上进

心的通信活动。非调试通信，在预定的调试时间表之外的时间，通过得到令牌的机会发送信息的通信方式

5.FF总线的设备分类：基本设备，是那些能够接收并响应令牌的设备；链路主设备，那

些能够成为LAS的设备，期中有最低节点地址的成为las，其余的作为备份；网桥，当网络中几个总线段进行扩展时用于两个总线段之间的连接设备

6.什么是应用关系，AR的分类：在分布通信系统中，各应用进程之间要利用通信信道传

递消息，在应用层中，把这种模型化的了通信通道称为应用关系；ar分3类1.队列传输，用户启动，单向arep 2.队列传输，用户启动，双向的arep 3.缓冲器传输，网络启动，单向的arep

7.什么是VCR，VCR分类：fas服务类型由虚拟通信关系来描述，在ff通信网络中，设备

之间传送信息是通过预告组态好了的通信通道进行的，这种在控制网络系统中各应用之间的通信通道称为虚拟通信关系，vcr分为3类，客户与服务器vcr，报告分发vcr和发布者与接收方。

8.什么是VFD?与物理设备的关系：从通信端点的角度来看，虚拟现场设备（VFD)是一个

自动化系统的数据和行为的抽象模型。一个典型的物理设备可以有几个虚拟现场设备，一个用于网络和系统管理，一个用于功能块应用。

9.什么是OD？事件服务“域”的上载或下载服务？

对象描述说明了通信数据的含义，把这些内容收集到一起，形成了对象字典。对象字典OD由一系列条目组成，每个条目分别描述一个应用进程对象和它的数据。

事件服务：事件是为了从一个设备向另外的设备发送重要的报文而定义的，由用户层监测导致事件发生的条件，当条件发生时，该应用程序激活事件通知服务，并由使用者确认。

10.网络管理的方式及作用

（1）网络管理者：负责维护网络运行，执行某个动作，处理报告来完成任务。(2)网络管理代理:负责管理其通信栈，支持组态管理运行管理，监视判断通信差错。

11.简述系统管理的作用：完成现场设备的地址分配，寻找应用位号。实现应用时钟的同步，

功能块列表，设备识别以及对系统管理信息库的访问等功能。

12.简述功能块分类及定义：功能块是一种图形化的编程语言，通位位号，和一个数字索引

来识别参数名字有4个无符号整数字节组成参数的存储属性分动态的，静态的和不易矢的。分三类(1)转换块：按所要求的频率读取传感器中硬件数据，并将其写入到相应的硬件中。（2）资源块：描述现场总线的设备特征。（3）功能块：提供控制系统行为，他的输入输出参考数可通过总线连接

13.几个典型的FF 功能块：(!)模拟输入功能块AI，（2模拟输出功能块AO（3）开关量输

入功能块DI（4）开关量输出功能块DO（5）PID控制算法功能块PID

14.H1网段的结构：有作为链路主管的主设备，现场基本设备，总线供电电源，电源调理

器，连接在网络两端的终端器，布线连接用的电缆，连接器或连接端子。

1工业以太网技术概念优点：工业以太网技术指应用于工业自动化领域的以太网技术。分为工业以太网和实时以太网。优点：采用以太网作为控制网络，1可以保证控制网络的可持续发展2可以得到丰富的软硬件资源3可以降低成本4可以提高通信速率5易于与上层网络无缝集成。

2，选择控制网络时满足应用需要与对环境的适应性，采用主流技术

3，工业以太网的通信模型：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层

4，HSE链接设备功能：网桥功能能够用来连接多个H1总线网段，并且能够使不H1网段上面的H1设备之间进行对等通信而无需主机系统的干预。

5，网关功能允许将HSE网络连接到其他的工厂控制网络和信息网络中

6，HART协议的特点：在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信。

7，DeviceNet是一种基于CAN技术的开放型通信网络，使用的通信模式是生产者/消费者模式

8，ControlNet控制网络通信中采用的特色技术之一是并行时间域多路存取

9，InterBus的信号编码方式为曼彻斯特编码，数据链路层采用集中帧的数据环型存取方式10，ASI是一种用来在控制器和传感器/执行器之间双向交换信息，主从结构的总线网络，它属于现场总线下面设备级的底层通信网络。

工业控制的应用现状和发展趋势

现代工业控制总线的发展趋势前言随着计算机、通信、自动控制、微电子等技术的发展，大量智能控制芯片和智能传感器的不断出现，以及在传感器、通信和计算机领域所取得的巨大成就使人们对系统综合性能尤其是安全性能提出了越来越高的要求：希望能对系统设备的工作状况进行实时监测和控制，并在此基础上实现设备的智能维护。对企业自动化设备而言，对其工作状况进行远程监测和控制，不仅可方便设备管理者随时了解设备工作状态，设备出现异常时主动报警，便于及时维修，还可拓宽设备服务范围，提高工作性能，延长使用寿命。这一目标的实现对控制网络在开放性、互连性、分散性等方面提出了更高要求。一分散控制系统(DCS) 当前工业控制计算机的应用范围仍以大系统、分散对象、连续生产过程(如冶金、石化、电力)为主，采用分布式系统结构的分散控制系统仍在发展。由于开放结构和集成技术的发展，进一步扩展了大型分散控制系统的应用。 1. 应用现状 DCS自1975年问世以来，大约有3次比较大的变革，70年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发并没有动态流程图，通信网络基本上是轮询方式；80年代通信网络较多使用令牌方式；90年代操作站出现了通用系统，90年代末通信网络有的部分遵循TCP/IP协议，有的开始采用以太网。20多年来，DCS已广泛应用于各工业领域并趋于成熟，成为工业控制系统的主流。虽以现场总线为基础的FCS发展很快，最终将取代传统DCS，但其发展仍面临一些问题，如统一标准、仪表智能化等。而传统控制系统的维护和改造还需DCS，因此FCS完全取代传统DCS尚有较长过程。现DCS的新产品的特点为：系统开放、管控一体化及带有先进控制软件，DCS生产厂家也从事FCS的研发、生产和推广应用。

工业控制网络作业题

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工业控制网络作业题一、现场总线技术 1.现场总线的定义。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的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 2.现场总线网络的特点。 1)适应工业应用环境。 2)要求实时性强，可靠性高,安全性好。 3)多为短帧传送。 4)通信的传输速率相对较低。 3.现场总线系统的组成。 4.在现场总线控制系统中,总线设备主要分为6类。 1)输入设备（变送器/传感器)； 2)输出设备（执行器等); 3)控制器； 4)监控／监视计算机; 5)网络互联设备（网桥/网关／中继器/集线器/交换机／路由器）； 6)其他现场总线设备(ＨMI)。 5.现场总线上的数据输入设备有哪些?输出数据用于什么? ●总线上的数据输入设备：包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等，传输其位置状态、参数值等数据； ●总线上的输出数据用于:驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。

6.几种有影响的现场总线基金会现场总线(FＦ总线)、ＣＡN、PRＯＦIBUS、LｏnＷｏｒks、 ContrｏｌＮeｔ、DevｉceNet、Hart 7.请给出现场总线的技术特点。 1)现场通信网络 2)数字通信网络 3)系统的开放性 4)现场设备互连网络 5)系统结构和功能的高度分散性 6)互操作性与互换性网络 8.请给出５个现场总线的优点。 1)导线和连接附件大量减少 2)仪表和输入／输出转换器（卡件）大量减少 3)设计、安装和调试费用大大降低 4)维护开销大幅度下降 5)提高了系统的可靠性 6)提高了系统的测量与控制精度 7)系统具有优异的远程监控功能 8)系统具有强大的(远程）故障诊断功能 9)用户具有高度的系统集成主动权 10)现场设备更换和系统扩展更为方便 11)为企业信息系统的构建创造了重要条件 9.请列举现场总线的一些应用领域。 ●连续、离散制造业，如电力、石化、冶金、纺织、造纸,过程自动化仪表;火车、汽车、轮船、机器人、数控机床;智能传感器 ●楼宇自控、仓储； ●智能交通、环境监测（大气、水污染监测网络) ●农、林、水利、养殖等二、数据通信基础 10.工业数据通信系统的基本组成:发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、通信协议有效性指标:数据传输速率；比特率；波特率;频带利用率;协议效率；通信效率可靠性指标: 误码率 11.数据传输方式: 根据代码的传输顺序可分为串行传输、并行传输根据数据信号传输时的同步方式可分为同步传输、异步传输 12.请说明数据通信方式（通信线路的工作方式）都有哪几种,并简单说明其不同之处。数据通信方式有单工、半双工、全双工3种。 1)单工通信：指所传送的信息始终朝着一个方向，而不进行与此相反方向的传送

工业控制网络发展

工业控制系统的网络化发展及现状研究发布: 2009-10-26 | 作者: | 来源: 0引言随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第二代的DCS（分散控制系统），发展到现在流行的FCS（现场总线控制系统）[1]。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间，带来新的发展机遇。 1计算机控制系统的发展计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。最早在50年代中后期，计算机就已经被应用到控制系统中。60年代初，出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统，被称为直接数字控制（DirectDigitalControl,DDC）。70年代中期，随着微处理器的出现，计算机控制系统进入一个新的快速发展的时期，1975年世界上第一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世，它以多台微处理器共同分散控制，并通过数据通信网络实现集中管理，被称为集散控制系统（DistributedControlSystem,DCS）。进入80年代以后，人们利用微处理器和一些外围电路构成了数字式仪表以取代模拟仪表，这种DDC的控制方式提高了系统的控制精度和控制的灵活性，而且在多回路的巡回采样及控制中具有传统模拟仪表无法比拟的性能价格比。 80年代中后期，随着工业系统的日益复杂，控制回路的进一步增多，单一的DDC 控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求，同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。于是，由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。进入90年代以后，由于计算机网络技术的迅猛发展，使得DCS系统得到进一步发展，提高了系统的可靠性和可维护性，在今天的工业控制领域DCS仍然占据着主导地位，但是DCS不具备开放性，布线复杂，费用较高，不同厂家产品的集成存在很大困难。

工业控制网络复习题 --电子科技大学

《工业控制网络》复习题一、概念题 1、现场总线：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的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线。 2、模拟数据编码：分别用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0、1状态的，称为模拟数据编码。 3、数字数据编码：用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0、1状态的，称为数字数据编码。 4、单极性码：信号电平是单极性的数字数据编码。 5、双极性编码：信号电平为正、负两种极性的数字数据编码。 6、归零码（RZ）：在每一位二进制信息传输之后均返回零电平的数字数据编码。 7、非归零码（NRZ）：在整个码元时间内维持有效电平的数字数据编码。 8、差分码：用电平的变化与否来代表逻辑“1”和“0”的数字数据编码。 9、基带传输：就是在数字通信的信道上按数据波的原样进行传输，不包含有任何调制。 10、载波传输：采用数字信号对载波进行调制后实行传输。 11、单工通信：指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送。 12、半双工通信：指信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。 13、全双工通信：指能同时作双向通信。 14、广播式网络：仅有一条通信信道，由网络上的所有机器共享。短的消息，即按某种语法组织的分组或包，可以被任何机器发送并被其它所有的机器接收。分组的地址字段指明此分组应被哪台机器接收。一旦收到分组，各机器将检查它的地址字段。如果是发送给它的，则处理该分组，否则将它丢弃。 15、点到点网络：由一对机器之间的多条连接构成。为了能从源到达目的地，这种网络上的分组可能必须通过一台或多台中间机器。 16、类：一组表示同种系统组件的对象。一个类是一个对象的一种概括。一个类中所有的对象在形式和行为上是相同的，但是它们可以包含不同的属性值。 17、实例：一个对象的一个明确的真实（物理）事件。 18、属性：一个对象的一个外部可视特性或特点的一种描述。

石油化工行业工业控制网络安全

石油化工行业工业控制网络安全 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

石油化工行业工业控制网络安全石油化工企业是典型的资金和技术密集型企业，生产的连续性很强，装置和重要设备的意外停产都会导致巨大的经济损失，因此生产过程控制大多采用DCS等先进的控制系统，DCS控制系统的供应商主要有霍尼韦尔、艾默生、横河电机、中控科技等。 1. 石油化工行业网络安全分析石油化工企业是典型的资金和技术密集型企业，生产的连续性很强，装置和重要设备的意外停产都会导致巨大的经济损失，因此生产过程控制大多采用DCS等先进的控制系统，DCS控制系统的供应商主要有霍尼韦尔、艾默生、横河电机、中控科技等。在早期，由于信息化程度水平有限，控制系统基本上处于与信息管理层处于隔离状态。因此，石化企业的信息化建设首先从信息层开始，经过10多年的建设积累，石化&化工行业信息层的信息化建设已经有了较好的基础，涉及到了石油勘探、开发、炼油、化工、储运、销售、数据管理等诸多研究领域，企业在管理层的指挥、协调和监控能力，提高上传下达的实时性、完整性和一致性都有很大提升，相应的网络安全防护也有了较大提高。与其他行业一样，在信息管理层面，石化石化企业大量引入IT技术，同时也包括各种 IT 网络安全技术，包括如防火墙、IDS、VPN、防病毒等常规网络安全技术，这些技术主要面向商用网络应用，应用也相对成熟。与此同时，在信息技术不断发展的推动下，石化&化工企业的生产管理理念和技术也在不断发展，DCS发展到今天，已经进入了第四代，新一代DCS呈现的一个突出特点就是开放性的提高。石化&化工企业普遍开始采用基于ERP/SCM、MES和PCS三层架构的的管控一体化信息模型思想，随着两化融合政策的推进，越来越多的石化企业实施MES系统，使管理实现了管控一体化。

西南科技大学新年《工业控制网络与现场总线技术》期末复习题

西南科技大学2014-2015年《工业控制网络与现场总线技术》期末复习题一、填空题 1. 按照地理分布距离和覆盖范围来看，计算机网络可以分为广域网、城域网和局域网。 2. 光纤分为单模和多模两种类型，其传输原理都是基于光的全反射。 3. 工业自动化网络控制系统不单单是一个完成数据传输的通信系统，还是一个借助网络完成控制功能的自控系统。 4.工厂自动化网络的分层结构为_现场设备层、车间监控层和工厂管理层三个层次。 5. 参照ISO/OSI标准模型，CAN通信模型包括物理层和数据链路层两层。 6. CAN的报文帧有以下四种类型：数据帧、远程帧、出错帧和超载帧。 7. 同步是数据传输中必须要解决的重要问题，在报文帧的传送过程中有三种同步方式：位同步、字同步和帧同步。 8.工业控制系统经历了基地式仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等主要阶段。 9.CAN总线是有效支持分布式实时控制的串行通信网络，从定位时的同步方式考虑，它属于异步通信。 10.现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络，是现

场通信网络与控制系统的集成。 11.CAN总线支持位仲裁的介质访问方式，是多主工作方式。 12.CAN通信协议规定了4种不同类型的帧：数据帧，远程帧，错误帧，过载帧。 13.CAN总线上用显性和隐性两个互不的逻辑值表示0和1。 14.CAN协议可以检测到位错误，填充错误，CRC错误，格式错误，应答错误。 15. CAN总线是多主工作方式，任意节点可以主动发送信息。通过非破坏性总线仲裁机制解决多节点同时发送时的冲突问题。 16.CAN的ISO/OSI参考模型包括两层：数据链路层、物理层。 17.CAN空闲时网络电平保持隐性1位。 18.现场总线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。 19.RS-422接口通信需要4根线，它是全双工的，RS-485接口通信需要2根线，它是半双工的。 20.Modbus基于串行链路的通信方式有ASCII和RTU。 21.PROFIBUS-DP协议的两个主要部分是用户接口层和直接数据链接映射层。 22.目前的PROFIBUS标准IEC61158提供了三种传输方式：双绞线、同轴电缆、光纤。 23.基于PROFIBUS的远程监控系统由三层组成：底层控制层、SCADA层（现场监控层）、远程监控层。 24.CAN的直接通信距离最远达10km ，通信速率最高可达1Mbps。

工业控制网络

1、工业控制网络技术的特点：（1）具有实时性和时间确定性（2）、信息多为短帧结构且交换频繁 3可靠性和安全性较高 4网络协议简单实用 5网络结构具有分散性 6易于实现与信息网络的集成 1、工业控制网络技术包括：1.现场总线技术：一种应用于生产现场，在现场设备之间，现场设备与控制装置之间实行双向串行多节点数字通信的技术 2.工业以太网技术：采用与商用以太网兼容的技术，选择适应工业现场环境的产品构建的工业网络 2、自动控制系统的发展主要经历了那几个阶段：1 气动信号控制阶段 2 模拟信号控制阶段3 集中式数字控制 4 集散式数字控制 5网络控制 3、网络控制系统的优点；1结构简单、安装维护方便 2 信息集成度高3 现场设备测控功能强 4 易于实现远程控制 4、控制网络与信息网络的区别：1 控制网络具有较高的数据传输实时性和系统响应实时性2控制网络具有较强的环境适应性和较高的可靠性 3 控制网络必须解决多家公司产品和系统在同一网络中的相互兼容问题 5、控制网络和信息网络集成的实现方式：1 采用硬件实现 2采用DDE实现 3采用统一的协议标准实现 4采用数据库访问技术实现 5采用OPC实现第二章CAN （控制器局域网） 1、CAN总线特点：1.AN为多主方式工作 2.AN网络上的节点信息分成不同的优先级3.CAN 采用非破坏性总线仲裁技术 4.采用报文滤波 5.直接通信距离可达10km 6结点取决于总线驱动电路 7.采用短帧结构传输时间段抗干扰能力强，有较好的检错结果 8.每次信息都有CRC检验及其他检错措施 9.通信介质可为双绞线，同轴电缆或光线选择灵活 10.CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能 2、CAN通信模型：遵循ISO/OSI标准模型，分为数据链路层和物理层。数据链路层包括逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层 3、报文传送类型：数据帧、远程帧、错误帧和超载帧 4、报文结构：1.帧的组成：由7个不同位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结束 5、错误类型：位错误、填充类型、CRC错误、格式错误、应答错误 6、正常位时间组成：分为几个互不重叠的时间段，包括：同步段、传播段、相位缓冲段1、相位缓冲段2 7、显性隐性类：显性“0”状态以大于最小阀值的差分电压表示隐形“1” 8、CAN通信控制器：（1）sja1000通信控制器实现了can总线物理层和数据链路成的所有功能。其功能组成：接口管理逻辑（iml）、发送缓冲器（txb）、接受缓冲器（rxb、rxfifo，b字节）工作模式：basiccan模式、elican模式。（2）tn82527can通信控制器。（3）内嵌can控制器的p8xc591。 10，CAN总线io器件：82c150 主要功能：can接口功能io功能。 11，节点设计 CAN总线系统有两类节点：不带微处理器的非智能节点和带微处理器的智能节点，1.硬件电路设计：采用898c51作为节点的微处理器，在can总线通信接口中，can 通信控制器采用sja1000，can总线收发器采用82c250 2.软件设计：三部分 can节点初始化，报文发送和报文接收。第三章 Profibus(国际现场总线标准） 1.profibus分为哪三部分，个部分结构主要用途是什么？答：profibus--FMS：用于解决车间一级通用性通信任务。 Profibus--DP：用于解决设备一级的告诉数据通信。

工业控制网络

哈尔滨工业大学远程教育学院 2011年秋季学期工业控制网络试题纸（开卷，时间：90分钟）（所有答案必须写在答题纸上）一、名词解释（共8分，每题1分） 1、DCS 答：集散控制系统/分散控制系统/分布式控制系统 2、CAN 答：控制器局域网。 3、CSMA/CD 答：载波监听多路访问/冲突检测。 4、PDU 答：PDU：协议数据单元。 5、半双工通信答：信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。 6、ODV A 答：开放式设备网供货商协会； 7、UCMM 答：未连接报文管理器； 8、MAC 答：介质访问控制二、填空题（共22分，每空0.5分） 1、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的数字式、串行、多点通信通信的数据总线称为现场总线。 2、现场总线控制系统软件包括：组态工具软件、组态通信软件、监控组态软件、设备编程软件、系统用户程序软件、设备接口通信软件和设备功能软件 1、现场总线（系统）硬件包括（通信线）和（连接在通信线上的设备），软件包括（组态工具软件）、（组态通信软件）、（监控组态软件）和（设备编程软件）系统用户程序软件、设备接口通信软件和设备功能软件。等。 3、进入“工业控制系统用现场总线”国际标准IEC61158（第4版）20种现场总线中的4种类型：、、、。答：IEC/TS61158、CIP、PROFIBUS、P-NET 、FF HSE、SwiftNet、WorldFIP、INTERBUS、FF H1、PROFINET、TCnet、EtherCAT、Ethernet Powerlink、EPA、MODBUS-RTPS、SERCOS-Ⅰ,Ⅱ、VNET/IP 、CC-Link、SERCOS-Ⅲ、HART二十种现场总线中写出5种即可。给出进入国际标准IEC62026中的2种现场总线类型：（AS-i）、（DeviceNet）。

工业以太网的意义及其应用分析

以太网技术在工业控制领域的应用及意义随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。目前不仅在办公自动化领域内，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。Ethernet通信机制 Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。 Ethernet的介质访问控制层协议采用CSMA/CD，其工作原理如下：某节点要

工业控制网络考试题汇总

1，自动控制系统的发展及其体系结构模拟仪表控制系统（分散的）直接数字控制系统（集中的）集散控制系统（分散控制，集中管理）现场总线控制系统 2，DCS的结构：分散过程控制装置部分；集中操作和管理系统部分；通信部分特点：分散控制，集中管理 3，现场总线的基本概念现场总线定义为应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向、串行、通信系统，也被称为开放式，数字式，多点通信的底层控制网络。国际ISEC61158对现场总线的定义：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的数字式，串行，多点通信的数据总线称为现场总线。 4，在现场总线控制系统中，总先设备分为：变送器，传感器，执行器，驱动器，控制器，控制监控器，网络互联设备，其他现场总线设备。 5现场总线控制系统的技术特点：系统的开放性；互可操作性与互用性；现场设备的智能化与功能的自治化；系统结构的高度分散性；对现场环境的适应性。6·IEC61158第二版现场总线标准类型：IEC61158TS; ControlNet Tm；profibus Tm p-Net； FF HSE ； SwiftNet Tm WorldFIP Interbus 7·通信系统的组成：信息源；（发送、接收）设备；信息接受者；传输介质 8·数据编码的编码方式：数字编码、模拟编码 9·通信网络的拓扑结构机器优缺点：（1）星型结构：缺点:可靠性低（2）环形结构：优点:键路控制简化缺点：节点数量较多时会影响通信速度，另外，环是封闭的不便于扩展。（3）总线型结构：优点：结构简单，便于扩展缺点：通信距离短。 10·传输介质：双绞线、同轴电缆、光缆11·ISO/OSI模型将各种协议分为七层：物理层、键路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 12·RS-232与RS485的区别： RS-232：她规定数据信号按照负逻辑进行工作，采用全双工工作方式。25针的接口插件，最高的传输速率为s，最大传输距离为15m，主要用于只有一个发送器和接收器的通信线路，采用MAX232芯 RS-485：它可以在一条通信线路上接多个发送器和接收器，（最多可接受32个），9针D型插头连接器，半双工工作方式，最大传输速率为10mbps,最大传输距离为

工业4.0与工业控制网络

工业4.0与工业控制网络技术摘要第四次工业革命（“工业4.0”）是德国版的再工业化战略，以提高德国制造业的竞争力为主要目的，是从嵌入式系统向信息物理融合系统（CPS）发展的技术进化。它的主要内容包括“1个核心”、“2重战略”、“3大集成”、“8项举措”。本文简单介绍了“工业4.0”概念、主要内容、技术基础以及新工业时代所面临问题与挑战。随后介绍了工业控制网络技术的概念、主要内容包括现场总线技术与工业以太网技术。最后描述了自己对“工业4.0”与工业控制网络技术之间的关系与相互作用的认识，以及本专业（控制科学与工程）在“工业4.0”下体现。关键字：工业4.0；工业控制网络技术；控制科学与工程；工业革命一、工业4.0综述 1. 工业4.0概念工业4.0（Industry 4.0）是指利用物联信息系统（CPS）将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化，最后达到快速、有效、个性化的产品供应。与国际社会关于第三次工业革命的说法不同，德国学术界与产业界认为，前三次工业革命的发生，分别源于机械化、电力和信息技术。他们将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0，20世纪初的电气化为2.0，始于20世纪70年代的生产工艺自动化定义为3.0，而物联网和制造业服务化迎来了以智慧制造为主导第四次工业革命，或革命性的生产方法，即为“工业4.0”。德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和物联信息系统（CPS）相结合的手段，推动制造业向智能化转型。 2. 工业4.0主要内容工业4.0简单可以概括为“1个核心”、“2重战略”、“3大集成”、“8项举措”。 2.1 “1个核心” 工业4.0的核心是“智能+网络化”，即通过虚拟-实体系统（Cyber-Physical System,CPS)，构建智慧工厂，实现智能制造的目的。CPS系统建立在信息和通讯技术（ICT）高速发展的基础上。（1）通过大量部署通过大量部署各类传感元件实现信息的大量采集；（2）将IT控件小型化与自主化，然后将其嵌入各类制造设备中从而实现设备的智能化；（3）依托日新月异的通信技术达到数据的高速与无差错传输；

工业控制网络的区别

AB用Ethernet IP网络。
SIEMENS则是PROFINET网络，还有TCP/IP网络,
请问3者有什么区别 Ethernet/IP（以太网工业协议）是主推ControlNet现场总线的Rockwell Automation公司对以太网进入自动化领域做出的积极响应。Ethernet/IP网络采用商业以太网通信芯片、物理介质和星形拓扑结构，采用以太网交换机实现各设备间的点对点连接，能同时支持10Mbps 和100Mbps以太网商用产品，Ethernet/IP的协议由IEEE 802.3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议组和控制与信息协议CIP(Control Information Protocol)等3个部分组成，前面两部分为标准的以太网技术，其特色就是被称作控制和信息协议的CIP部分。Ethernet/IP 为了提高设备间的互操作性，采用了ControlNet和DeviceNet控制网络中相同的CIP，CIP 一方面提供实时I/O通信，一方面实现信息的对等传输，其控制部分用来实现实时I/O通信，信息部分则用来实现非实时的信息交换。 profinet：(实时以太网)基于工业以太网,具有很好的实时性,可以直接连接现场设备(使用PROFINET IO),使用组件化的设计,PROFINET支持分布的自动化控制方式(PROFINET CBA,相当于主站间的通讯).PROFINET同样是西门子SIMATIC NET中的一个协议，具体说是众多协议的集合，其中包括PROFINET IO RT, CBA RT, IO IRT等等的实时协议。所以说PROFINET和工业以太网不能比，只能说PROFINET是工业以太网上运行的实时协议而以。不过现在常常称有些网络是PROFINET网络，那是因为这个网络上应用了PROFINET协议而已。 TCP/IP：不过对于Step7 TCP的连接可以有两种方式，一种是通过Open IE的方法，通过功能块确定Server/Client的关系来实现动态的一种连接，也可以断开这个连接。PLC对于这个连接个数同样是有限制的。另外一种就是在NetPro中建立TCP连接,当下载组态后，连接自动建立，但这个资源不能动态释放。连接一旦建立，数据就开始通讯了。不过每个包数据的大小并不是我们决定的，而是TCP的滑动窗口算法决定的。所以使用TCP协议时，速度的快慢不是我们所能把握的。 Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP三种协议的区别在协议层不同而已。取个例子，以太网就像高速公路，Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP分别像高速公路上的宝马、奔驰、奥迪车，都可以从一个城市把物品运送到另一城市。但是每个车上安装的零件无法和另一车上的零件进行更换。 Ethernt/IP属于ODVA组织，Rockwell只是其中一个推广力度比较大的公司而已。施耐德也是ODVA组织的成员，施耐德所有PLC都可以支持Ethernt/IP协议。Ethernt/IP协议是十大总线之一，和Controlnet、Devicenet一起称为CIP总线。可以实现协议间路由，但是需要Rslinx软件进行配置。通讯时需要设置RPI参数，没有任何客户端的反馈信息，因此不管现场客户端是否收到数据，数据一致由服务器不断的发，缺少相应的检测。 Profinet也是十大总线之一，由西门子主推，Profinet在很多方面比Ethernet/IP、Modbus TCP/IP要强，比如同步，安全总线等方面，也是为了保证数据的可靠性和安全性，在开放性方面较差一些。 Modbus TCP/IP由Modbus IDA组织提出，有施耐德旗下的Modicon公司主推，在目前施耐德所有PLC产品中都支持，同时也支持Ethernet/IP协议，Modbus TCP/IP是免费的、全开放协议，可以用VB等高级编程语言调用winsock控件即可实现与PLC的数据通讯，因此，很多产品都支持该协议。同时利用该协议进行通讯时，可以得到客户端的数据校验返回，因此可靠性和安全性较高，当然牺牲了数据量。 1; 这几种协议有什么区别和优势。

工业控制网络的发展综述

2014 ~ 2015 学年第2 学期《工业控制网络》课程报告题目：工业控制网络的发展综述电气工程学院 2015年5月25 日工业控制网络的发展综述 1.引言工业控制网络在提高生产速度、管理生产过程、合理高效加工以及保证安全

生产等工业控制及先进制造领域起到越来越关键的作用。图1总结了工业控制网络的4大主要类型：传统控制网络、现场总线、工业以太网以及无线网络。传统控制网络现在已经很少使用，目前广泛应用的是现场总线与工业以太网，而工业以太网关键技术的研究是目前工业控制网络研究的热点。图1 工业控制网络的主要分类 2.现场总线现场总线控制系统FCS是在基地式气动控制信号控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS之后发展起来的新一代控制系统，它将DCS 中集中与分散相结合的模式变成了新型的全分布式控制模式，控制功能彻底下放到现场，现场控制设备通过总线与管理信息层交换信息，代表了工业控制网络技术的发展方向。 2.1现场总线主要技术特点现场总线打破了传统控制系统的结构形式，图2为现场总线控制系统与传统控制系统的结构对比。在传统模拟控制系统中采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间，控制器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接；而在FCS中，所有的设备作为网络节点连接到总线上，不仅节省了电缆，而且还方便了布线。

图2 现场总线控制系统与传统控制系统的结构对比 2.3 主流现场总线的比较目前现场应用比较广泛的现场总线主要有FF、Profibus-DP、CAN 总线等，这些现场总线在技术上各有特色，目前它们还不能相互代替而应用到所有的领域，几种总线的特性和应用对比见表1。表1 几种现场总线的比较

工业控制网络的发展前景

工业控制网络课程论文论文题目：工业控制网络的发展前景所在学院控制工程学院专业电气工程及其自动化082 姓名赵宇涛学号 2008072053 2011-10-30

工业控制网络的发展前景姓名：赵宇涛学号：2008072053 摘要信息技术和工业自动化的发展，带动了整个社会生产向自动控制、智能控制方面转型。工业控制网络作为二十一世纪工业生产的一个重要标志，逐渐应用于工业生产的各个方面，在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。本文首先对工业控制网络的概念以及现场总线技术做了一下简单的介绍，回顾了工业控制网络的发展历程，接着列举出了一些工业控制网络的特点，然后进行探讨工业控制网络的未来发展前景以及具体如工业以太网的介绍。最后得出工业控制网络未来发展前景的结论。关键词发展，工业通信，先进制造领域，现场总线，工业以太网 The prospect of the development of industrial control network Abstract Information technology and industrial automation development, drive the whole society is produced to automatic control, intelligent control aspect transformation. Industrial control network in the 21 st century as the industrial production an important sign, has been used in industrial production of aspects in the industrial communication and advanced manufacturing field plays an important role. In this paper, first, the concept of industrial control network and fieldbus technology

综述工业控制网络发展现状

综述工业控制网络发展现状工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。回顾工业控制网络的发展历程，简要介绍了目前国际上已经应用的几种主要的控制网络：现场总线、工业以太网以及无线网络。最后对控制网络的发展趋势进行了展望。工业控制网络在提高生产速度、管理生产过程、合理高效加工以及保证安全生产等工业控制及先进制造领域起到越来越关键的作用。工业控制网络从最初的计算机集成控制系统CCS到集散控制系统DCS，发展到现场总线控制系统。近年来，以太网进入工业控制领域，出现了大量基于以太网的工业控制网络。同时，随着无线技术的发展，基于无线的工业控制网络的研究也已开展。工业控制网络可以总结为四大类型：传统控制网络、现场总线、工业以太网及无线网络。传统控制网络现在已经很少使用，目前广泛应用的是现场总线与工业以太网，而工业以太网关键技术的研究是目前工业控制网络研究的热点。现场总线现场总线控制系统FCS是在基地式气动控制信号控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、直接数字控制系统、集散控制系统之后发展起来的新一代控制系统，他将DCS中集中与分散相结合的模式变成了新型的全分布式控制模式，控制功能彻底下放到现场，现场控制设备通过总线与管理信息层交换信息，代表了工业控制网络技术的发展方向。现场总线是综合运用微处理技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的产物，他在现场控制设备和测量仪器中嵌入微处理器，使他们具有数字计算和数字通信的能力，构成能独立承担某些控制、通信任务的网络节点。按照国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是“安装在生产过程区域的现场设备、仪表与控制室内的自动控制装置、系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线”。现场总线发展现状由于各个国家各公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术委员会/国际标准协会（IEC/ISA）就开始着手定制现场总线的标准，但至今统一的标准仍未完成。很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。目前现场总线的特点是：①各种现场总线都有其应用的领域；②每种现场总线都有国际组织支持的背景；③多种总线成为国家和地区标准；④设备制造商参与多个现场总线组织； ⑤各个现场总线彼此协调共存。

工业控制网络信息安全事件案例

工业控制网络信息安全案例一、澳大利亚马卢奇污水处理厂非法入侵事件 2000年3月，澳大利亚昆士兰新建的马卢奇污水处理厂出现故障，无线连接信号丢失，污水泵工作异常，报警器也没有报警。本以为是新系统的磨合问题，后来发现是该厂前工程师 VitekBoden因不满工作续约被拒而蓄意报复所为。这位前工程师通过一台手提电脑和一个无线发射器控制了150个污水泵站；前后三个多月，总计有100万公升的污水未经处理直接经雨水渠排入自然水系，导致当地环境受到严重破坏。二、美国Davis-Besse核电站受到Slammer蠕虫攻击事件 2003年1月，美国俄亥俄州Davis-Besse核电站和其它电力设备受到SQLSlammer蠕虫病毒攻击，网络数据传输量剧增，导致该核电站计算机处理速度变缓、安全参数显示系统和过程控制计算机连续数小时无法工作。经调查发现，一供应商为给服务器提供应用软件，在该核电站网络防火墙后端建立了一个无防护的T1链接，病毒就是通过这个链接进入核电站网络的。这种病毒主要利用SQLServer2000中1434端口的缓冲区溢出漏洞进行攻击，并驻留在内存中，不断散播自身，使得网络拥堵，造成SQLServer无法正常工作或宕机。实际上，微软在半年前就发布了针对SQLServer2000这个漏洞的补丁程序，但该核电站并没有及时进行更新，结果被Slammer病毒乘虚而入。三、美国BrownsFerry核电站受到网络攻击事件 2006年8月，美国阿拉巴马州的BrownsFerry核电站3号机组受到网络攻击，反应堆再循环泵和冷凝除矿控制器工作失灵，导致3号机组被迫关闭。原来，调节再循环泵马达速度的变频器（VFD）和用于冷凝除矿的可编程逻辑控制器（PLC）中都内嵌了微处理器。通过微处理器，VFD和PLC可以在以太局域网中接受广播式数据通讯。但是，由于当天核电站局域网中出现了信息洪流，VFD和PLC无法及时处理，致使两设备瘫痪。四、美国Hatch核电厂自动停机事件 2008年3月，美国乔治亚州的Hatch核电厂2号机组发生自动停机事件。当时，一位工程师正在对该厂业务网络中的一台计算机（用于采集控制网络中的诊断数据）进行软件更新，以同步业务网络与控制网络中的数据信息。当工程师重启该计算机时，同步程序重置了控制网络中的相关数据，使得控制系统以为反应堆储水库水位突然下降，自动关闭了整个机组。五、震网病毒攻击美国Chevron、Stuxnet等四家石油公司 2012年，位于美国加州的Chevron石油公司对外承认，他们的计算机系统曾受到专用于攻击伊朗核设施的震网病毒的袭击。不仅如此，美国BakerHughes、ConocoPhillips和Marathon 等石油公司也相继声明其计算机系统也感染了震网病毒。他们警告说一旦病毒侵害了真空阀，就会造成离岸钻探设备失火、人员伤亡和生产停顿等重大事故。虽然美国官员指这种病毒不具有传播用途，只对伊朗核设施有效，但事实证明，震网病毒已确确实实扩散开来。六、Duqu病毒（Stuxnet变种）出现 2011年安全专家检测到Stuxnet病毒的一个新型变种—Duqu木马病毒，这种病毒比Stuxnet病毒更加聪明、强大。与Stuxnet不同的是，Duqu木马不是为了破坏工业控制系统，而是潜伏并收集攻击目标的各种信息，以供未来网络袭击之用。前不久，已有企业宣称他们的设施中已经发现有Duqu代码。目前，Duqu僵尸网络已经完成了它的信息侦测任务，正在悄然等待中……。没人知晓下一次攻击何时爆发。七、比Suxnet强大20倍的Flame火焰病毒肆虐中东地区 Flame火焰病毒具有超强的数据攫取能力，不仅袭击了伊朗的相关设施，还影响了整个中东地区。据报道，该病毒是以色列为了打聋、打哑、打盲伊朗空中防御系统、摧毁其控制中心而实

关于工业控制网络的发展现状及趋势的研究

关于工业控制网络的发展现状及趋势的研究传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础。随着这些技术不断被应用，工业控制网络凭借其速度快，紧跟时代的步伐，具有较好的开放性等优点深受大家喜爱，这就奠定了工业控制网络的重要位置，目前很多通信和先进的行业中，我们都可以发现工业控制网络的影子。文章重点讨论工业控制网络的特点及其发展趋势，以及对工业以太网的研究。工业控制网络就是将自控系统与设备之间建立联系，让它们之间可以沟通信息，通过网络来对它们进行管理，这就给管理带来很大的便利，这一连接构成了企业网络的主体。随着工信行业的发展，使整个社会生产发生转型，发展方向是自动控制、智能控制，这样就可以很好地早办公室里就可以通过网络控制工业自动化，目前使用的最普遍的就是以太网，现场总线的类型已经不能满足现在的需要。工业控制网络作为一种新技术去适应新形势。工业控制网络的出现，推动着控制技术的前进，将这个领域推动到另一个新的台阶。标签：工业控制网络；以太网；现状；发展趋势 1 工业控制网络的研究现状以前的工业控制网络计算机系统为集散控制系统DCS，已经弃用了原始的计算机集成系统CCS，后来又升级到现场总线控制系统，一步一个脚印，到现在以太网步入工业控制领域，使大量的起源于以太网的工业控制网络应运而生。同时，随着无线技术的快速发展，这个技术也运用在工业控制网络方面，二者的结合，使得工业控制网络更加完善化，是其使用更加方便，还节省了电缆量，使得安装更加简便。国外关于以太网控制网络的研究已经到达开发阶段，已告别了理论阶段。NETsilicon公司使用NET+ARM体系，这个体系能够生产嵌入式Ethernet/Internet 芯片；能运行FTP/HT TP/TCP/ UDP 协议，并服务于传感器、驱动器等现场设备的具有10-Base T 以太网接口嵌入式以太网控制器，由惠普公司应用IEEE 1451. 2 标准生产。 2 工业控制网络及其特点 2.1 工业控制网络在现场总线技术的基础上发展了工业控制网络，它是用具有数字通信能力并能大量分散在生产现场的测量控制仪表作为网络节点而构成的。工业网络具有很高的公开性，对于通信协议的要求也很高。它的运作主要是把现场的设备之间的信息可以自由交流，在这样就更容易完成控制系统的任务，完成速度更快，与工业控制网络相比，现场总线就不能很好地完成这个任务。 2.2 工业控制网络的特点工业控制网络同时具有诸多特点。它具有实现互连设备间、系统间的信息传

工业控制网络信息安全事件案例

工业控制网络信息安全事件案例 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

2006年8月，美国阿拉巴马州的BrownsFerry核电站3号机组受到网络攻击，反应堆再循环泵和冷凝除矿控制器工作失灵，导致3号机组被迫关闭。原来，调节再循环泵马达速度的变频器（VFD）和用于冷凝除矿的可编程逻辑控制器（PLC）中都内嵌了微处理器。通过微处理器，VFD和PLC可以在以太局域网中接受广播式数据通讯。但是，由于当天核电站局域网中出现了信息洪流，VFD和PLC无法及时处理，致使两设备瘫痪。四、美国Hatch核电厂自动停机事件 2008年3月，美国乔治亚州的Hatch核电厂2号机组发生自动停机事件。当时，一位工程师正在对该厂业务网络中的一台计算机（用于采集控制网络中的诊断数据）进行软件更新，以同步业务网络与控制网络中的数据信息。当工程师重启该计算机时，同步程序重置了控制网络中的相关数据，使得控制系统以为反应堆储水库水位突然下降，自动关闭了整个机组。五、震网病毒攻击美国Chevron、Stuxnet等四家石油公司 2012年，位于美国加州的Chevron石油公司对外承认，他们的计算机系统曾受到专用于攻击伊朗核设施的震网病毒的袭击。不仅如此，美国BakerHughes、ConocoPhillips和Marathon等石油公司也相继声明其计算机系统也感染了震网病毒。他们警告说一旦病毒侵害了真空阀，就会造成离岸钻探设备失火、人员伤亡和生产停顿等重大事故。虽然美国官员指这种病毒不具有传播用途，只对伊朗核设施有效，但事实证明，震网病毒已确确实实扩散开来。