2022《工业通信与网络技术》第章-现场总线网络基础-李中伟-佟改精选ppt.pptx

《工业通信与网络技术》是研究工业自动化领域中设备间通信的一种核心技术。现场总线网络是这一领域的核心组成部分，它允许不同设备之间通过通信协议交换信息，实现自动化系统的集成和智能化。本章主要由李中伟和佟改为我们讲解现场总线网络的基础知识。 2.1 现场总线网络概述 现场总线网络分为低层和多层两种类型。低层现场总线网络如PROFIBUS-DP、HART、ControlNet和FF H1，它们通常用于简单的设备间通信，如传感器和执行器的连接。而多层现场总线网络如PROFINET和LonWorks，则具有更复杂的网络结构，可以支持远程监控和网络冗余，提供更高的系统可靠性。 2.2 网络分类 网络主要分为点对点和广播式传输两类。点对点网络中，数据仅在两个设备之间传输，如单一发送方和接收方。广播式网络则允许所有网络上的设备接收和处理信息，包括单播、广播和多播。广播和多播特别适用于需要向多个设备发送相同信息的情况。 2.3 网络软件 网络软件在工业通信中扮演着关键角色，它负责管理通信协议、数据交换和网络配置。这部分内容可能涉及网络操作系统（如OSI模型）以及TCP/IP参考模型，这些都是实现设备间有效通信的基础。 2.4 OSI和TCP/IP模型 开放系统互连（OSI）模型是一种概念框架，它将通信过程分为七层，从物理层到应用层，每层都有特定的功能。TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）模型虽然简化为四层，但同样涵盖了网络通信的关键要素，如网络接口、网络层、传输层和应用层。 2.5 网络体系结构标准化 为了确保不同厂商设备之间的互操作性，现场总线网络遵循一系列国际标准，如IEC61158。这些标准定义了网络的结构、协议和接口，使得不同设备能够无缝对接。 2.6 网络拓扑结构 网络的拓扑结构决定了设备如何物理连接。常见的有总线型、星型、环形、树形和网状等，每种拓扑都有其独特的优点和适用场景，如总线型网络成本低，易于扩展，而环形网络则提供了冗余路径以增加可靠性。 2.7 介质访问控制方式 介质访问控制方法决定了设备如何共享网络资源。例如，CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）是局域网中常用的一种方式，而令牌环和令牌总线网络则使用令牌传递机制来避免数据冲突。 现场总线网络是工业自动化的重要组成部分，它涉及网络分类、软件、标准、拓扑和访问控制等多个方面。理解并掌握这些基础知识对于设计和维护高效的工业通信系统至关重要。通过学习李中伟和佟改的精选课程，我们可以深入理解工业通信与网络技术，提升在这一领域的专业素养。