工业通信基础讲述
《工业网络与SCADA技术》课程标准
《工业网络与SCADA技术》课程标准一、课程定位《工业网络与SCADA技术》是智能制造专业的一门专业核心课程，以工业网络技术,计算机网络技术、工业控制编程技术，计算机编程技术为基础，以培养优秀的工业系统维护人员为目标。
课程主要讲授SCADA系统概述、工业网络基础、计算机网络基础、工业硬件及编程、SCADA系统集成和工业安全。
在讲述基础知识的同时，包含概念解析视频、交互式动画和现场技能实拍，用于培养学生的动手能力，使学生在学到理论知识的同时•，掌握相关技术的实际操作，真正做到学以致用。
前导课程：《工业网络基础》、《计算机网络基础》、《PLC编程》、《计算机编程基础》后续课程：《智能制造原理及实现》二、课程目标1.知识目标1）掌握SCADA系统的组成、架构及应用2）了解常见的数据传输模式、接口3）掌握常见的工业网络结构与工业通讯的协议及其应用4）掌握计算机网络组成和计算机网络体系结构5）掌握TCP、UDP、ICMP协议的应用6）了解计算机结构定义、组成及应用7）掌握工业设备组成、架构和控制逻辑8）掌握设备故障的基本类型以及应对方法9）了解操作员站编写组成、运行原理和应用10）掌握数据采集和修改方法11）掌握现场设备集成及系统设备信息化集成方法12）了解工业功能安全和工业系统安全13）掌握生产基本的生产事故预防和突发状态处理方法2.能力目标D能够正确选择数据传输方式及工业通讯协议；2）能够采用计算机网络协议进行通信；3）能够选择合适的工业设备并进行编程；4）能够利用数控加工技术正确加工工件；5）能够对工业设备故障进行简单的检修及协作处理；6）能够搭建设备信息化集成架构，7）能够对集成点进行定位和改造8）能够对工业系统运行有一定的维护能力。
3.素质目标D具有工业网络技术维护、集成的基本素质及安全意识，能遵守不同设备的相关安全条款。
2）具有严谨科学的做事态度和良好的行为规范。
3）具备独立思考与解决问题的能力。
网络通信基础知识大全
一、名词解释：1.SP,CP，ITSP分别指什么？SP：Service Provider，服务提供商。
CP：Content Provider，内容提供商。
ITSP：IP电话服务商2.FXS,FXO名词解释FXS：外围交换用户话机接口是将模拟线路传输到话机的埠。
换句话说，就是传送拨号音，电池电流以及响铃电压。
FXO：外围交换局接口是接受模拟线路的埠。
它是电话或传真机，或模拟电话系统上的插口，用来传输挂机/摘机指示(回线闭合)。
由于FXO端口附着于装置上，如传真机或电话机，所以这种装置通常被称为“FXO装置”。
3.SIP名词解释SIP是一个应用层的信令控制协议。
用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。
这些会话可以好似Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。
会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。
4.NAT名词解释网络地址转换(NAT,Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有地址转化为合法IP地址的转换技术,它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。
NAT 的实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat 和端口多路复用OverLoad。
5.QoS的用途QoS的英文全称为"Quality of Service"，中文名为"服务质量"。
QoS是网络的一种安全机制, 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。
在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web应用，或E-mail设置等。
但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。
当网络过载或拥塞时，QoS 能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。
QoS 具有如下功能：1）分类分类指具有QoS的网络能够识别哪种应用产生哪种数据包。
工业通信的基本原理和应用
工业通信的基本原理和应用工业通信是指在工业自动化系统中，通过各种通信手段实现设备之间的信息传递和控制，从而实现生产流程的自动化和优化。
本文将介绍工业通信的基本原理和应用。
一、基本原理1.1 数据通信原理工业通信的核心原理是数据通信。
数据通信是指通过通信线路或无线信道，将信息从发送方传输到接收方的过程。
基本的数据通信原理包括数据发送、信号传输、数据接收、错误检测和纠错等环节。
1.2 通信协议工业通信中，使用各种通信协议来规定数据的格式、传输方式和通信规则。
常见的通信协议包括MODBUS、PROFIBUS、OPC等。
这些通信协议在工业通信领域中广泛应用，能够实现设备之间的数据交换和通信控制。
1.3 通信网络工业通信中，通信网络起到连接各个设备和系统的作用。
通信网络可以分为局域网（LAN）、广域网（WAN）和无线网络等。
局域网通常用于局部范围内的通信，而广域网用于不同地区之间的通信。
无线网络则提供无线连接的便利性。
二、基本应用2.1 远程监测与控制工业通信可以实现设备的远程监测与控制。
通过网络连接，监控中心可以实时获取各个设备的状态信息，并对设备进行远程控制。
这种远程监测与控制可以提高生产效率，减少人工干预，提升生产安全性。
2.2 数据采集与处理工业通信可以实现设备数据的采集与处理。
通过传感器、控制器等设备，将设备的各项参数采集到中央处理器进行处理和分析。
这些数据可以用于生产过程的监测和优化，帮助企业做出更好的决策和调整。
2.3 调度与协调工业通信可以实现生产设备的调度与协调。
通过通信协议和网络连接，各个设备之间可以共享信息，实现相互协调和配合。
比如，在自动化生产线上，各个设备可以实时传递工作状态，从而实现生产过程的高效调度与协调。
2.4 监测与维护工业通信可以实现对设备的监测与维护。
通过远程监测和故障诊断，可以及时发现设备的故障和异常，提前采取措施进行维修和保养。
这种监测与维护可以减少生产停机时间，降低维修成本，提高设备的可靠性和可用性。
PLC课件 网络通讯
石家庄职业技术学院 lijx@
8.1 PLC通信基础 PLC通信基础 8.1.2 通信介质
非屏蔽双绞线电缆：价格便宜 直径小节省空间、 非屏蔽双绞线电缆 价格便宜、直径小节省空间、使用方 价格便宜、 便灵活、 便灵活、易于安装 美国电器工业协会（ 美国电器工业协会（EIA）规定了六种质量级别的双绞线 ） 电缆，其中1类线档次最低 只适于传输语音； 类线档次 类线档次最低， 电缆，其中 类线档次最低，只适于传输语音；6类线档次 最高，传输频率可达到250MHz。3类线数据传输率可达 MHz。 类线数据传输率可达 最高，传输频率可达到 10Mbps；4类线数据传输率可达 类线数据传输率可达16Mbps；5类线数据传 ； 类线数据传输率可达 ； 类线数据传 输可达100Mbps。 输可达 。 屏蔽双绞线电缆：抗干扰能力强 有较高的传输速率， 屏蔽双绞线电缆 抗干扰能力强，有较高的传输速率， 抗干扰能力强， 100m内可达到 内可达到155Mbps。但其价格相对较贵，需要配置 内可达到 。但其价格相对较贵， 相应的连接器，使用时不是很方便。 相应的连接器，使用时不是很方便。
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8.1 PLC通信基础 PLC通信基础 8.1.1 通信方式
异步通信与同步通信 按同步方式的不同，串行通信分为异步通信和同步通信 串行通信分为异步通信和同步通信 异步通信：通信双方需要对所采用的信息格式和数据的传 异步通信：通信双方需要对所采用的信息格式和数据的传 输速率作相同的约定。 异步通信传送附加的非有效信息较多，它的传输效率较低 异步通信传送附加的非有效信息较多 ，一般用于低速通信，PLC一般使用异步通信 一般使用异步通信。
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PLC通信与网络技术 PLC通信与网络技术 8.1 PLC通信基础 PLC通信基础 概述
通信入门第7章 通信企事业单位简介
７.３ 主要的电信运营商
• ２００８年电信运营商的大改革，对中国电信业发展的影响是深远的 。要描述中国的电信运营商，并非一件简单的事。
• １.中国电信 • 老的中国电信品牌成立于１９５０年，经多次拆分、组合，２００２
年，新的中国电信成立，２００８年更新的中国电信整合了原中国联 通的ＣＤＭＡ网络后成立，目前主要经营国内、国际各类固定、移动 电信网络设施，包括本地无线环路：基于电信和移动网络的语言、数 据、图像及多媒体通信与信息服务，进行国际电信业务对外结算，开 拓海外通信市场，经营与通信及信息业务相关的系统集成、技术开发 、技术服务、信息咨询、广告出版、设备生产销售和进出口、设计施 工等业务。
第７章 通信企事业单位简介
• ７.１ • ７.２ • ７.３ • ７.４ • ７.５ • ７.６
通信行业的主要组成 工业和信息化部 主要的电信运营商 增值服务提供商 设备制造商 咨询公司
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７.１ 通信行业的主要组成
• 通信是一个大行业，是国民经济的基础性、战略性、支柱性产业。本 章将简要介绍在中国市场销售产品和提供服务以及管理市场的部分国 内外企事业单位。客观地说，中国通信市场巨大，企业数量众多，不 断新进入中国市场的外国企业也逐渐增多，介绍时要面面俱到，是不 可能的。
• 通信行业的任何产品和服务，最终是面向大众消费者的。通信行业中 的任何产品、服务、资金、技术的输送过程，就好像物理学中物体的 “内力”和“外力”，通信企业之间的销售和服务过程，是“内力” ，而面向外部广大用户的销售和服务过程，则应该是“外力”。
• 比如电话机是卖给家庭、企业的，但是仅仅有电话机是不够的，还要 有电信运营商提供电话业务，而“电话业务”不像电话机本身能看得 到、摸得着。电信运营商通过建设网络，实现大众客户互相通电话的 功能。
RS485通讯基础知识ppt课件
• 2、R85网络采用“屏蔽双绞线（STP）” 组网
• 双绞线的优点：
•
抗干扰能力强
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四、RS-485网络的实现方式
3、RS-485终端电阻的选择 什么是终端电阻？ 在线型网络两端（相距最远的两个通信端口上），并联在 一对通信线上的电阻 终端电阻作用？ 根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，有 效地增强信号强度
• ★485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和
分叉连接。
•
★设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好，以
防止雷击、浪涌冲击等意外情况损坏485设备。
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•
★为避免强电威对海其北干洋扰电，气集48团5总股份线有应限避公免司和强电走在一起。
RS485通讯基础知识
一、串行通讯简介 二、RS-485通讯的特点 三、RS-485标准的电平特性 四、RS-485网络的实现方式 五、RS-485网络的工程施工 六、RS-485接口电路的器件选型 七、RS-485接口典型电路简介
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五、RS-485网络的工程施工
•
485总线可以带32（或128、256）台
设备进行通讯
•
★一般485芯片负载能力有三个级别―32台、128台和256台
，整个485网络由指标较低的芯片确定。
•
★由RS-485网络的通讯距离一样，理论上的标称往往实际上是
达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、
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六、RS-485接口电路的器件选型
1、常用的485芯片
MAXIM：MAX483、MAX485、MAX487、 MAX3080～MAX3089；
工作-基础技能任务6工业机器人I、O通信
工业机器人基础技能任务六、工业机器人I/O通信一、任务目标1、会选用机器人的I/O板、I/O信号2、会定义机器人的I/O板3、会定义机器人的I/O信号4、能监控输入输出信号二、任务描述1、定义机器人的I/O板2、定义机器人的I/O信号3、监控输入输出信号三、任务准备1、知识准备：（从新买的书中找相应的内容：《工业机器人实操与应用技巧》）（1）I/O板类型（2）I/O信号类型•数字输入信号•数字输出信号2、材料准备：I/O板、接线端子3、设备准备：工业机器人基础工作站四、任务实施1、定义机器人的I/O 板(录屏：按照牛老师的教材操作过程在软件上重新截屏)•定义I/O 板，以DSQC651板为例①D651板总线接口和DeviceNet 总线如图1-6—1所示，将总线插头插在DeviceNet 总线图1-6-1②点击控制面板，如图1—6—2所示； ③点击“配置”，如图1-6-3所示；图 1-6-3④确认选择“I/O”，如图1-6-4所示；接口上。
(0V)1 2 35 6 7 8 9 1011DeviceNet 总线接口3HAC025784-001/00 DSQC 651I 2 3 6 n 8Dll Systm3j»eld(CB-L-0313577)防炉装正停止已停止(MS 10M )叫x|名称 1类型 总线 地址 状态 1强？共TBOARDIOd651DeviceHetl 10 正在运行 DR7_1 LOCAL_(ZNERIC Local DRV_1 正行DRV_2 LOCAL_ 史 NERIC Local DRV_2 启动 DRV_3 LOCAL_ 史 NERIC Local DRV_3 启动DRV_4 LOCAL_施 NERICLocal DRV_4 启动GAP VirtualVirtuall正在运行 PAHELLOCAL_施 NERICLocalPAHEL正在运行过滤器▲信号 状态视图▲ 就l/o国图1-6-2c④酚◎⑪②电岂⑪a 降网购 A333 比00 山00N j <HSX6 ANALOG OUTPUT0362 珅 123 4&7□MS □ NS意输入输出I/O 单元从列表中选择一个I/O 单元。
现场总线工业通信基础(精)
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
4. 差错控制
循环冗余校验（CRC,Cyclic Redundancy Check）
一种通过多项式除法检测错误的方法。
检错思想 校验和计算方法
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
4. 差错控制
如何提高通信质量？
采用差错控制方法
一种软的控制技术。它容忍差错的存在，但能够发现，并设法加以 纠正。这是普遍采用的提高通信质量的方法。
原理 检测码 纠错码
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
3. 数据传输
数据传输方式
在数据通信系统中，各种处理工作都是在一定的时序脉冲控制下 进行的，收发端工作的协调一致性是实现信息传输的关键，这就 是数据通信系统中的传输同步问题。
并行通信 串行通信
异步传输和同步传输是解决串行通信同步传输的方法。
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2.1 工业网络通信基础
3. 数据传输 数据传输方式
异步传输
异步传输使用的是字符同步方式。
同步传输
●工业网络与通信
基础知识
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
2. 数据编码
编码和调制
用数字信号承载数字或模拟数据——编码 用模拟信号承载数字或模拟数据——调制
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
2. 数据编码
数据传输种类
不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种组合，每一种组 合相应地需要进行不同的处理。
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
1. 工业数据通讯的基本概念
基本术语
码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元。
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
1. 工业数据通讯的基本概念
基本术语
数据传输速率 比特率(Bit Rate)：每秒传递的bit数(bps，b/s)。 波特率（Baud Rate）：每秒传送的码元数。 Rbit = Rbaud log2M 式中：M为信号的有效状态数，即码元数。当M＝2时（二进制数 表示信号波形），两者相等。一般来说波特率小于比特率。 误码率(Bit error rate)：信道传输的可靠性指标
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
1. 工业数据通讯的基本概念
基础知识
相关知识
主要涉及通信协议、信号编码、数据传输和交换、安全、通信控制 和软硬件平台等。
系统的基本组成
主要由数据信息的发送设备、接收设备、传输介质、传输报文、通 信协议等组成。
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S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、相位 调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化 常用技术 幅移键控ASK(Amplitude Shift Keying)，调幅 频移键控FSK(Frequency Shift Keying)，调频。 相移键控PSK(Phase Shift Keying) ，调相
第二章内容 2.1工业网络通信基础
1. 工业数据通讯的基本概念
2. 数据编码 3. 数据传输 4. 差错控制
●工业网络与通信
基础知识
2.2 工业网络物理结构
1. 网络的传输媒介
2.工业通信网络的拓扑形式 3.介质访问控制方式
2.3 开放系统互连参考模型
1. OSI参考模型 2. 网络互连 3. 现场总线通信协议模型
2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
1. 工业数据通讯的基本概念
基本术语
数据(Data)：数据是任何描述物体概念、情况、形势的事实、数字、字 母和符号。也可以说数据是传递（携带）信息的实体，信息 (Information)则是数据的内容或解释 模拟(Analog)数据； 数字(Digital)数据。 信号(Signal)：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形 式传播 模拟信号； 数字信号 。
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识Βιβλιοθήκη 1. 工业数据通讯的基本概念
基本术语
信道(Channel)：传送信息的线路（或通路）。 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。
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2.1 工业网络通信基础
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
1. 工业数据通讯的基本概念
基础知识
基本任务
计算机技术和通信技术相结合，应用于工业自动化领域中，将工业 数据安全准确地传送到上层网络中，从而为实现真正的企业ERP提 供全生命周期的设备和现场数据。
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P= 错误的位数 / 传输的总位数
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
2. 数据编码
为什么要进行数据编码？
工业数据通信的任务是传送数据或指令等信息，而这些信息通常 用离散的二进制0、1序列的方式来表示，即用0、1的不同组合 来表示不同的信息内容。例如用00、01、10、11来分别表示电 动机的停止、运行、错误和不确定等四个状态。 通过编码把一种组合与一个确定的内容联系起来。编码要得到通 信各方的认同。
●工业网络与通信
基础知识
1. 工业数据通讯的基本概念
基本术语
信道带宽（Band Width）：数据通信系统的信道传输的是波信 号(包括无线电、微波、光波等)，带宽就是它所能传输波的最大 有效频率与最小有效频率之差。
信道容量(Channel capacity) ：信道的传输能力是有一定限制的， 某个信道传输数据的速率有一个上限，叫作信道的最大传输速率， 即信道容量。信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系的。
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2.1 工业网络通信基础
●工业网络与通信
基础知识
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2.1 工业网络通信基础
2. 数据编码
数字数据的调制编码
●工业网络与通信
基础知识
定义：用模拟信号来表示数据的0、1状态。 基本原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。
载波 S(t) = A cos (t+)
数据：模拟数据、数字数据 信号：模拟信号、数字信号
信道：模拟信道、数字信道
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2.1 工业网络通信基础 2. 数据编码
数字数据的数字编码
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定义：用高低电平的矩形脉冲信号来表示数据的0、1状态。 数字编码的种类有：单极性码、双极性码、归零码、非归零码、差分码、 Manchester编码等。工业通信中常用的是非归零码和Manchester编码。 非归零码：逻辑1表示高电平，逻辑0表示低电平，在整个码元期间都维 持有效电平的编码。 优点：能够比较有效地利用信道的带宽，这是最常用的编码之一。 缺点：不具备自同步机制，必须使用外同步。 曼彻斯特编码：在每个码元的中间都要发生跳变。接收端可将此变化提 取出来作为同步信号，使接收端的时钟与发送设备的时钟保持一致。是 工业数据通信中最常用的一种基带信号编码 优点：不需要外同步信号。 缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。