工业控制网络作业题.docx

《工业控制网络作业题》涉及到的主要知识点集中在工业控制网络的基础概念、现场总线技术和数据通信基础三个方面。 一、现场总线技术 1. 现场总线定义：现场总线是连接工厂或过程区域的现场设备（如传感器和执行器）与控制室自动化设备的数字式、串行、多点通信的数据总线。它打破了传统控制系统中一对一的硬接线连接方式。 2. 现场总线网络特点： - 适应恶劣的工业环境。 - 实时性强，具备高可靠性和安全性。 - 数据帧通常较短。 - 通信速率相对较低。 3. 现场总线系统构成：包括输入设备（如传感器）、输出设备（如执行器）、控制器、监控计算机、网络互联设备（如网桥、网关、中继器、集线器、交换机、路由器）和其他设备（如人机界面HMI）。 4. 现场总线设备分类：输入设备收集数据，输出设备则用于驱动信号设备。 5. 有影响力的现场总线标准：基金会现场总线（FF 总线）、CAN、PROFIBUS、LonWorks、ControlNet、DeviceNet、Hart等。 6. 现场总线技术特点：开放性、设备互连、系统分散、互操作性和互换性。 7. 现场总线优点：减少电缆和设备、降低成本、提高系统可靠性、精度和远程监控能力，便于故障诊断、系统扩展和集成。 8. 应用领域广泛，涉及连续和离散制造业、楼宇自动化、智能交通、环境监测以及农业等领域。 二、数据通信基础 1. 工业数据通信系统组成：发送设备、接收设备、传输介质、报文、通信协议。 2. 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。 3. 可靠性指标：误码率。 4. 数据传输方式：串行传输、并行传输、同步传输和异步传输。 5. 数据通信方式：单工（单向通信）、半双工（双向交替通信）、全双工（双向同时通信）。 6. 信号传输方式：基带传输、载波传输、宽带传输、ATM（异步转移模式）。 7. OSI参考模型：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 8. TCP/IP参考模型：网络接口层、互联网层、传输层、应用层。 9. 协议名称解释：TCP（传输控制协议）、IP（互联网协议）、UDP（用户数据报协议）、FTP（文件传输协议）、OSI（开放式系统互联）、ISO（国际标准化组织）。 三、通用串行端口数据通信 1. EIA-232D特性：包括机械、电气、功能和规程特性，规程特性规定了DTE与DCE之间的通信流程。 2. RS232转RS485转换：通过转换芯片（如MAX232、MAX485），利用TXD、RXD、RTS等信号线进行转换，通过RTS信号控制收发状态。 3. 屏蔽：防止电磁干扰影响通信信号，分为电场屏蔽、电磁屏蔽和磁场屏蔽。 以上内容涵盖了工业控制网络中的关键知识点，包括现场总线的基本概念、网络特性、设备类型、通信方式、数据传输的效率与可靠性指标，以及通用串行端口的数据通信。这些知识对于理解和设计工业控制系统至关重要。