工业自动化网络4
工业自动化网络实训报告
一、实训背景随着我国工业自动化技术的快速发展，工业自动化网络在工业生产中的应用越来越广泛。
为了提高学生的实际操作能力，加强理论与实践相结合，我校组织了工业自动化网络实训。
本次实训旨在让学生掌握工业自动化网络的基本原理、组成、应用及维护方法，提高学生在工业自动化领域的实践能力。
二、实训目的1. 熟悉工业自动化网络的基本原理和组成；2. 掌握工业自动化网络设备的安装、调试与维护；3. 培养学生团队合作精神和解决实际问题的能力；4. 提高学生在工业自动化领域的综合素质。
三、实训内容1. 工业自动化网络基本原理本次实训首先介绍了工业自动化网络的基本原理，包括网络拓扑结构、通信协议、网络设备等。
让学生了解工业自动化网络的基本概念，为后续实训打下基础。
2. 工业自动化网络设备实训中，学生学习了工业自动化网络设备的种类、功能及安装方法。
主要包括：（1）PLC（可编程逻辑控制器）：掌握PLC的组成、工作原理、编程方法等；（2）变频器：了解变频器的原理、功能及应用；（3）触摸屏：学习触摸屏的组成、操作方法及编程技巧；（4）工业以太网交换机：了解交换机的种类、工作原理及配置方法；（5）工业以太网通信模块：学习通信模块的种类、功能及配置方法。
3. 工业自动化网络应用实训中，学生通过实际操作，学习了工业自动化网络在工业生产中的应用。
主要包括：（1）PLC控制系统的设计、编程与调试；（2）变频调速系统的应用；（3）触摸屏在工业自动化中的应用；（4）工业以太网通信系统的搭建与调试。
4. 工业自动化网络维护实训最后，学生学习了工业自动化网络的维护方法，包括：（1）设备故障排查与处理；（2）网络故障诊断与排除；（3）设备升级与更新。
四、实训过程1. 实训准备在实训开始前，学生根据实训内容，查阅相关资料，了解工业自动化网络的基本知识。
2. 实训操作实训过程中，学生在教师的指导下，分组进行实际操作。
每个小组负责完成一个实训项目，如PLC控制系统的设计、编程与调试。
自动化工业网络
自动化工业网络近年来，随着科技的不断进步和发展，自动化工业网络在工业领域中扮演着越来越重要的角色。
自动化工业网络不仅能够提高工业生产效率，降低成本，而且还能够改善生产环境，确保工业系统的安全性和稳定性。
本文将探讨自动化工业网络的基本概念、优势与挑战，并分析其在不同行业中的应用。
一、自动化工业网络的基本概念自动化工业网络是指通过网络技术将各种设备、机器和控制系统连接在一起，实现数据传输、通信和控制的一种技术体系。
它包括局域网、广域网、无线网络等多种网络形式，能够实现设备之间的数据交换和控制指令的传递。
自动化工业网络的基本要素包括传感器、执行器、通信设备和控制系统。
传感器负责采集各种参数数据，执行器通过接收控制指令来完成各种动作，通信设备负责数据传输和控制指令的传递，控制系统则负责数据处理和决策。
二、自动化工业网络的优势1. 提高工业生产效率：自动化工业网络能够实现设备之间的实时数据交换和互联互通，提高了生产过程的协调性和响应速度，从而提高了工业生产的效率。
2. 降低生产成本：自动化工业网络可以减少人工操作，提高设备的利用率和稳定性，降低了生产过程中的劳动力成本和能源消耗。
3. 改善生产环境：自动化工业网络能够实现设备的远程监控和控制，减少了工人在危险环境中的工作，提高了生产环境的安全性和舒适性。
4. 提升产品质量：自动化工业网络能够实现对生产过程中各个环节的实时监测和控制，确保了产品质量的稳定性和一致性。
三、自动化工业网络的挑战1. 系统稳定性与可靠性：自动化工业网络中的各个设备和组件需要长时间稳定运行，否则可能会影响整个生产系统的正常运行。
2. 安全性与隐私保护：自动化工业网络中涉及到大量的敏感数据和控制指令，需要采取严密的安全措施来防止信息泄露和网络攻击。
3. 技术更新与升级：自动化工业网络发展迅速，技术更新换代较快，企业需要不断跟进技术的发展并进行设备的升级，以保持竞争力。
四、自动化工业网络在不同行业中的应用1. 制造业：自动化工业网络在制造业中得到广泛应用，能够实现生产过程的全面监控和自动化控制，提高生产效率和产品质量。
工业自动化网络技术
工业自动化网络技术——智能制造的“大脑”现在的生产环境正变得越来越复杂，而则成为了生产制造的“大脑”。
它通过对设备、机器和生产线的智能化掌控，加速了生产过程、优化了排程规划，并提高了生产效率和质量。
本文将从网络技术的基本概念、网络硬件、网络协议和应用案例等方面，探讨的结构、功能和应用。
一、网络技术的基本概念工业自动化网络是指在工业自动化系统中用于连接自动化设备和现场控制器的通信系统。
其要求具有以下特点：1.实时性和可靠性强：工业自动化网络要求实时性和可靠性非常高，以确保控制系统的正确运行和生产过程的稳定性。
2.广域网应用能力强：工业自动化网络需要具备广域网应用能力，可在分布式环境中进行远距离通信，使设备之间的交互更加灵活，从而提升生产效率。
3.安全性高：工业自动化网络使用人员较少，但可能面临多种类型的威胁，比如电磁干扰、网络攻击等，因此网络安全问题的解决变得尤为重要。
二、工业自动化网络的硬件1.网络拓扑结构拓扑结构是指网络中不同设备之间的物理连接方式。
常用的拓扑结构有星型、环型和总线型三种。
2.通信技术标准的有线和无线通信技术，比如以太网、PROFIBUS、AS-i等等。
3.网络设备工业自动化网络不仅仅依赖服务器和终端设备，同时还包括网络设备，比如交换机、路由器、网关等等。
这些网络设备可以使通信方式更加稳定和可靠。
三、网络协议网络协议是指网络传输中数据的交互规则。
在工业自动化网络中，使用的网络协议比较多，如MODBUS，OPC-UA等等。
其中，OPC-UA是当今中应用最为广泛的协议之一，可实现跨平台通信。
四、的应用在制造行业中，技术正在不断进步，越来越多的车间采用自动化控制和用户定制化生产。
在以下方面得到了应用：1.智能工厂与传统的工厂相比，可以实现生产流程及监控的远程统一管理，让整个制造流程更加自动化和智能。
2.加强生产过程的控制能够通过网络实现工厂界面，像SCADA软件一样查看生产现场的图片、视频等内容，帮助生产方便地地实时监控设备状态，进行更加精准的生产管理。
互联网工业自动化
互联网工业自动化随着科技的不断进步，互联网的普及和工业的发展相互交织，互联网工业自动化成为了当今优秀企业所必备的重要工具。
互联网工业自动化是将互联网技术与传统工业生产相结合，通过自动化技术和数据通信实现工业生产的高效、智能化管理。
它在现代工业领域中发挥着重要作用，对企业的效率提升和产业升级起到了至关重要的推动作用。
一、互联网工业自动化的优势1. 提高生产效率互联网工业自动化将生产过程中的各环节相连接，实现信息化管理。
通过传感器、仪表等设备采集数据，实时监控生产状况，及时掌握生产进展情况以及问题出现预警，从而做出相应调整，提高生产效率。
2. 降低生产成本互联网工业自动化能够有效减少人为因素的干预，优化生产流程，降低能源消耗和原材料浪费。
此外，通过工业互联网平台的建设，企业可以实现供应链的优化和生产资源的合理利用，进一步降低生产成本。
3. 提升产品质量互联网工业自动化通过数据的实时监控和分析，能够及时发现生产过程中的问题，提供数据支持和决策依据。
通过科学的数据分析，可以发现生产过程中的潜在缺陷并进行调整，从而提升产品质量和企业的竞争力。
4. 增强安全性互联网工业自动化对于工业设备的状态监测和预警具有很大的优势，能够提前发现设备故障并进行维修，避免了由于设备故障引发的事故和安全隐患。
同时，互联网工业自动化还可以通过远程监控和控制，减少员工在危险环境中工作的频率，提高劳动安全性。
二、互联网工业自动化的应用场景1. 制造业在制造业中，互联网工业自动化可以实现生产线的智能化管理，减少人工操作，提高生产效率和产品质量。
通过工业互联网平台，可以实现设备的远程监控和维护，及时发现设备故障和异常情况，并做出相应调整。
2. 物流和仓储互联网工业自动化在物流和仓储领域中也有广泛应用。
通过物联网技术和传感器设备，可以实时监控货物的位置和状态，对物流过程进行跟踪和管理。
通过云计算和大数据分析，可以优化物流和仓储环节，提高物流效率和服务质量。
工业自动化中的区域网络技术
工业自动化中的区域网络技术随着科技的不断发展，工业自动化已成为生产制造业的必备工具。
而在工业自动化中，区域网络技术是至关重要的一环。
本文将介绍区域网络技术在工业自动化中的应用。
一、什么是区域网络技术区域网络技术，也叫做局域网技术，是指在一定的地理范围内，通过通信线路和通信设备连接起来的网络。
通常应用于一个企业、一个学校、一个建筑物等独立的区域内，用于实现数据的共享、信息的传递和资源的共享等功能。
在工业自动化中，区域网络技术可以将生产过程中涉及到的各种设备、机器、传感器等连接起来，实现数据的快速传输和实时监控。
二、区域网络技术在工业自动化中的应用1. 实时控制为了保证生产过程的安全和稳定，需要实时控制生产过程中的各种设备。
在使用区域网络技术之前，通常需要将所有设备的信号通过接口逐一连接到控制台上，这样不仅麻烦，还容易出错。
而有了区域网络技术之后，各种设备之间可以通过网络连接起来，只需要在控制台上一次性设置好各种指令，就可以同时控制多个设备。
2. 数据采集和传输在工业生产中，数据采集和传输是非常重要的一环。
传统的方法通常是通过数据采集模块逐步采集，并通过接口将数据逐步传递到管理系统中。
而有了区域网络技术之后，各种设备、传感器等可以直接连接到网络中，实现数据的实时采集和传输。
这不仅提高了数据采集的效率，还可以实时监控生产过程中的生产能力、质量指标等。
3. 资源共享在生产过程中，通常需要共享一些资源，比如打印机、仓库、机器等。
在传统的方式中，通常需要在各个设备之间设置共享设置，而有了区域网络技术之后，这些设备可以直接通过网络连接起来，实现资源的快速共享。
4. 系统监控区域网络技术还可以用于实现系统的监控和管理。
通过连接各种设备，可以实时监控设备的运行状态，及时处理故障，提高生产效率。
三、结语区域网络技术在工业自动化中的应用不仅可以提高生产效率，还可以保证生产过程的安全和稳定。
当然，由于各种设备之间的连接复杂度不同，实施区域网络技术也需要注意设备兼容性、安全性等问题。
工业自动化网络
工业自动化网络：现状、挑战与未来是指通过计算机技术实现自动化控制和监测的工业控制系统。
随着工业制造自动化的不断进步，成为现代工业生产不可或缺的一部分。
然而，它所面临的安全、可靠性等问题也不容忽视。
本文旨在探讨的现状、挑战及未来发展方向。
一、的现状随着工业控制系统的网络化、智能化和开放性不断提高，得到了广泛应用。
包括智能制造、数字化工厂、物联网等方面。
从传统的工业控制网络到现在的工业互联网，的技术不断发展，各种智能设备被广泛应用，为工业制造领域带来了革命性的变化。
目前，市场上的解决方案越来越多。
主要的供应商有ABB、施耐德电气、西门子等。
这些供应商提供了各种类型的网络解决方案和服务，使得应用变得更加简便和灵活。
但是，所存在的问题也越来越凸显，如网络安全问题、可靠性问题等。
这些问题需要解决，否则它会成为制约工业自动化发展的一大因素。
二、面临的挑战1.网络安全问题的某些节点关键性很高，例如控制器、传感器、执行器等。
这些节点的丢失或受到攻击，将会造成严重后果。
然而，传统工业控制网络并没有考虑到网络安全问题，因此，也面临着网络安全的威胁。
2.可靠性问题的可靠性要求非常高，特别是对于某些关键性节点，如控制器和驱动器。
如果这些节点出现故障，将会对生产造成严重影响。
因此，的可靠性必须得到保证。
3.网络扩展性问题通常是由多个网络组成的，它们可能采用不同的协议和技术。
这种多样性会给系统集成和管理带来很大挑战，同时也会妨碍系统的扩展和升级。
4.数据存储问题产生的数据量非常大，如果没有合理的存储管理，将会给数据分析和应用带来很大困难。
此外，数据存储需要满足数据的完整性、一致性、可访问性、安全性等要求。
三、的未来发展方向1.网络安全在未来，网络安全将成为的一大重点。
厂商和用户应该共同努力，通过加密、身份认证、流量过滤等手段，来保障网络的安全性。
2.可靠性与维护性为了保证系统连续可靠运行，未来的需要具备更好的可靠性和维护性。
面向工业4.0的网络架构重构
面向工业4.0的网络架构重构一、工业4.0概述工业4.0，也被称作第四次工业革命，是当前制造业和工业领域正在经历的一场深刻变革。
它以数字化、网络化和智能化为核心特征，旨在通过先进的信息技术和自动化技术，实现生产过程的优化、资源的高效利用以及产品质量的提升。
工业4.0的实现，需要一个高度灵活、可扩展的网络架构作为支撑，以满足智能制造对于数据传输、处理和分析的需求。
1.1 工业4.0的核心理念工业4.0的核心理念包括智能工厂、智能生产和智能物流。
智能工厂通过集成先进的传感器、机器人和自动化系统，实现生产过程的实时监控和控制。
智能生产则侧重于通过数据分析和技术，优化生产流程，提高生产效率和灵活性。
智能物流则利用物联网技术，实现物料和产品的实时追踪和管理。
1.2 工业4.0的关键技术工业4.0的关键技术涵盖了多个领域，包括但不限于：- 物联网（IoT）：通过传感器和设备的互联互通，实现数据的实时收集和交换。
- 大数据分析：利用先进的分析工具，从海量数据中提取有价值的信息，指导生产决策。
- （AI）：应用机器学习、深度学习等技术，提高生产过程的自动化和智能化水平。
- 云计算：通过云平台，实现计算资源的弹性分配和数据的集中存储。
- 网络安全：保障工业4.0网络架构的数据安全和系统安全，防止潜在的网络攻击。
二、面向工业4.0的网络架构需求面向工业4.0的网络架构需要满足一系列特定的需求，以支持智能制造的高效运行。
2.1 高度的可靠性和稳定性工业4.0环境下，网络架构必须具备高度的可靠性和稳定性，以确保生产过程中数据的连续传输和实时处理。
2.2 低延迟和高带宽智能制造对网络的延迟和带宽有着严格的要求。
网络架构需要能够支持高速的数据传输，以满足实时控制和分析的需求。
2.3 灵活性和可扩展性随着工业4.0的不断发展，网络架构需要具备良好的灵活性和可扩展性，以适应不断变化的生产需求和技术升级。
2.4 安全性和隐私保护网络安全是工业4.0网络架构设计的重要考虑因素。
工业自动化网络ppt
一．网关连接
一．PCI连接
1 习题
一．什么是控制网络、现场总线、工业数据通信？ 2
二．控制系统对网络有哪些具体要求？ 三．控制网络与上层网络的连接方式分为哪几种？ 四．企业网络系统的层次结构按网络连接结构、功能结构可划分为哪几
层？
现场总线：是一种应用于生产 现场，在现场设备之间、现场 设备与控制装置之间实现双向、 串行、多节点数字通信的技术。 它由IEC的国际标准化小组 SC65C/WG6定义。
2
3
图1 工业控制网络示意图
MIS 网主机 1
MIS 网主机 2
企业MIS 网 工控机（监视）
HUB2
打印机
IBM 服务器
HUB1
还 是单 在 “元 S号 i n g l e报 - L 头 i n k ” 的 通 讯 系报 统 中文 ， 当 数 据帧 块检 长 度验 超和 过 规 定分 值隔 时 ，符 数 据
块 符
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DCS
系
统
1.2.2 网络集成式控制系统的特点
Genius I/O：采用分段令牌总线结构，使用频移键控 调制信号，网段节点总数达32。
Interbus-S：电气规范遵循EIA-485标准，适用于单主 机系统，有远程总线与本地总线之分，远程节点总数达64。
Sensoplex：德国福特汽车公司开发，采用主从式总线 结构,使用频移键控调制信号，节点总数达64。
1.2.1 控制系统的新型结构
现场总线控制系统是继基地式气动仪表控制系 统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数 字控制系统、集散式控制系统之后的新型结构。
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得分统计表：
题号一二三四五六七八九十总分
得分
一、填空题：（每空1分，共30分）
2、编程的程序结构有线性编程、分部式编程、结构化编程三种。
3、STEP7的数据类型分为基本数据类型、复式数据类型、参数类型等三种。
4、S7-300 PLC中的CPU313模块有STOP、RUN、RUN-P、MRES等工作方式，其中STOP 和RUN-P 方式可用于程序下载。
5、S7-300 PLC的寻址方式可分为立即寻址、存储器直接寻址、存储器间接寻址、寄存器间接寻址。
6、DP总线的设备类型有1类DP主站DPM1、2类主站DPM2、DP从站等三种。
8、PROFIBUS的应用层由FMS或现场总线规范、LLI或低层接口组成。
9、连接到PROFIBUS网络的主站是按其总线地址的升序组成一个逻辑令牌环。
10、中继器适用于使用相同介质访问控制方法及数据传输速率的局域网中。
11、为了实现WINCC与PLC之间的数据交互，应在创建的用户项目变量管理中添加新驱动程序SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE 。
12、WINCC中消息块由系统块、用户文本块、过程值块组成。
二、判断题（每题1分，共10分）1、在STEP7硬件组态中第三槽既可用于扩展通信模块也可用于输入输出模块。
（）
2、网关适用于不同通信协议的网络之间或异种网络操作系统的网络之间的互联。
（）
3、背景数据块与共享数据块除了用途不同外，它们的打开方式是相同的。
（）
4、波特率和比特率是等价的关系。
（）
5、WINCC仿真器不仅能仿真内部变量也能仿真过程变量。
（）
6、通信方式有同步与异步、并行与串行、单工与双工之分。
（）
7、实令牌和虚令牌是两种不同的令牌帧。
（）
8、SIMATIC S7 DP从站设备有紧凑型和智能型两种。
（）
9、函数DeactivateRTProject ()和HMIRuntime.stop所执行的结果是完全相同的。
（）
10、平衡差分电路是EIA-485的最大特点，一根导线上的电压是另一根导线上的电压值取反。
接收器的输入电压为这两根导线电压的差值。
（）
三、简答题（每题5分,共20分）
1、给出CSMA/CD的中文含义并简述它的工作原理。
1、⨯
2、√
3、⨯
4、⨯
5、⨯
6、√
7、√8、⨯9、√
10、√
2、给出PROFIBUS的三个组成部分以及它们的适用场合。
专业：电气工程及其自
动化
课程名称：工业自动化网络学分3. 5 试卷编号（04）
课程编号：122105 考试方式：闭卷考试时间：120 分钟拟卷人(签字)：拟卷日期：审核人(签字)：
得分
阅卷人
得分阅卷人
得分阅卷人
3、给出曼彻斯特编码的特点并画出01001110所对应的曼彻斯特编码波形。
4、什么是模拟数据编码？它有哪几种编码方式，各有什么特点？
四、分析完善题（10分）
试完善下列程序，要求是将变量Dispvalue中的值分解为三位BCD码分别存放在变量NUM1（个位）、NUM2（十位）、NUM3（百位）中。
Dim objtag1,objtag2,objtag3,objtag
Dim xint,yint,zint
Set objtag=HMIRuntime.Tags("dispvalue")
Set objtag1=HMIRuntime.Tags("num1")
Set objtag2=HMIRuntime.Tags("num2")
Set objtag3=HMIRuntime.Tags("num3")
Objtag3.Value=0
Objtag3.Write
Objtag2.Value=0
Objtag2.Write
Objtag1.Value=0
Objtag1.Write
If objtag.Value>=100 Then
xint=
=xint
yint=
Else
End if
If Then
zint=
=zint
objtag1.Value=
objtag1.Write
Else
End if
End Sub
五、设计题（10分）
系统控制原理：按下启动按钮SB1（I0.0），传输线1起动运行（Q4.0），当传输线1上的箱子进入定位位置，SQ1动作（SQ1=1，I0.2），传输线1停止；SQ1动作后延时1S 起动传输线2（Q4.1），物品随传输线2运动逐一落入箱内，每落入一个物品，检测装置就发出一个脉冲（I0.3），当落入箱内物品达十个，传输线2停止，同时起动传输线1 ；按下停止按钮SB2（I0.1），传输线1和传输线2均停止。
得分阅卷人
得分
阅卷人0 1 0 0 1 1 1 0
六、通信网络设计（20分）
基于CPU314C-2DP构造一主（PROFIBUS地址为2）二从（SLAVE1的PROFIBUS地址为3，SLAVE2的PROFIBUS地址为4）的PROFIBUS—DP通信系统，具体要求如下：（1）在主站上按下按钮（I0.0），控制从站1电机正转（Q4.0）；在主站上按下按钮（I0.1），控制从站1电机上（Q4.1）的反转，主站按纽（I0.2）控制从站1、从站2电机停止；
（2）从站1上的本地按纽I0.0控制电机正转，I0.1控制电机反转，I0.2控制电机停止运行。
从站1的电机运转信息通过PROFIBUS-DP网传送到主站，从站1电机正转时点亮主站（Q4.0），从站1电机反转时点亮主站（Q4.1）。
（3）在从站1电机运行6S后控制从站2的电机运行，从站1电机正转时，从站2电机正转（Q4.0），反之反转（Q4.1），从站2的电机运转信息通过PROFIBUS-DP网传送到主站，从站2电机正转时点亮主站（Q4.2），从站2电机反转时点亮主站（Q4.3）。
（4）要求使用MS方式进行设计。
1、完成从站的DP参数设置（每空1分，共4分）
SLAVE1 DP属性页中构造标签参数设置
序号模式匹配方DP地址匹配方地址本机地址数据长度一致性校验
1 MS
2 O50 1BYTE Unit
2 MS 2 I50 1BYTE Unit SLAVE2 DP属性页中构造标签参数设置
序号模式匹配方DP地址匹配方地址本机地址数据长度一致性校验
1 MS
2 O50 1BYTE Unit
2 MS 2 I50 1BYTE Unit 2、设计相应的主、从站1、从站2的OB1程序（梯形图）（16分）。
得分阅卷人。