以太网和串行网关,PROBIBUS网关,FNL现场总线网络连接,PROFIBUS DP - RS232、RS422网关

第1章概述1.1过程控制系统的发展经历了哪几代控制系统？答：过程控制系统的发展历程，经历了基地式仪表控制系统、模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统及现场总线控制系统。

1.2阐述DDC控制系统的结构及工作过程。

答：1）DDC控制系统的结构如下：2）工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现场的变量作巡回检测，然后根据变量，按照一定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合系统要求的性能指标。

1.3 计算机在DDC控制系统中起什么作用？答：控制器。

1.4 DDC控制系统的输入输出通道各起什么作用？答：过程输入设备包输入通道（AI通道、DI通道），用于向计算机输入生产过程中的模拟信号、开关量信号或数字信号；过程输出设备包括输出通道（AO通道、DO通道），用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。

1.5 计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？答：1）系统软件和应用软件。

2）系统软件用于对计算机进行资源管理、便于用户使用计算机而配置的各种程序；应用软件用于解决各种实际问题。

1.6什么是集散控制系统?其基本设计思想是什么?答：1）集散控制系统是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。

2）其核心思想是集中管理、分散控制。

1.7简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用。

答：集散控制系统包括过程级、操作级和管理级，各级之间通过网络互相连接。

过程级主要由PLC、智能调节器、现场控制站及其他测控装置组成，是系统控制功能的主要实施部分；操作级包括：操作员站、工程师站和层间网络连接器等，完成系统操作、组态、工艺流程图显示、监视过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令；管理级由管理计算机构成，主要是指工厂管理信息系统，其作为DCS更高层次的应用，监视企业各部门的运行情况、完成生产管理和经营管理等功能。

6种现场总线简介现场总线：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式、数字化、双相串行，多借点的通信总线。

1、P rofibusProfibus是作为德国国家标准DIN 19245和欧洲标准prEN 50170的现场总线。

ISO/OSI模型也是它的参考模型。

由Profibus -Dp、Profibus -FMS、Profibus-PA 组成了Profibus系列。

DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。

FMS意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化，而PA型则是用于过程自动化的总线类型，它遵从IEC1158-2标准。

该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。

它采用了OSI模型的物理层、数据链路层，由这两部分形成了其标准第一部分的子集，DP型隐去了3～7层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口，FMS型只隐去第3～6层，采用了应用层，作为标准的第二部分。

PA型的标准目前还处于制定过程之中，其传输技术遵从IEC1158-2 （1 ）标准，可实现总线供电与本质安全防爆。

Porfibus支持主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。

主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。

对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。

按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。

主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。

主站可采取对所有站点广播（不要求应答）或有选择地向一组站点广播。

Profibus的传输速率为96～12kbps最大传输距离在12kbps时为1000m，15Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。

其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接127个站点。

计算机网络系统的组成功能分类及常见网络设备认识1.硬件设备：包括计算机、路由器、交换机、网卡、光纤、电缆等网络设备。

2.软件：包括网络协议、传输控制协议/网际协议（TCP/IP）等网络协议，以及网络管理软件、网络安全软件等。

3.数据通信链路：用于相互连接各个设备的物理链路，可以是电缆、光缆、无线信号等。

4.网络通信协议：用于规定数据在网络中传输的方式和规则，如TCP/IP协议族。

5.网络拓扑结构：指网络中设备之间的连接方式，包括星型、总线型、环型、树型等。

1.数据通信：通过网络连接，实现不同计算机之间的数据传输和交流。

2.资源共享：通过网络连接，实现存储设备、打印机、数据库等资源的共享，提高资源利用率。

3.远程访问：通过网络连接，实现对其他计算机或服务器的远程访问和管理。

4.分布式处理：通过网络连接，将任务分割成多个子任务，由不同的计算机共同完成，提高处理效率。

5.信息传播：通过网络连接，实现信息的即时传播和共享，如电子邮件、即时通讯等。

1. 局域网（Local Area Network，LAN）：覆盖较小范围的网络，通常在一个建筑物或校园内部，用于实现内部通信和资源共享。

2. 广域网（Wide Area Network，WAN）：跨越较大范围的网络，如跨越城市、省份或国家，用于实现远程通信和资源共享。

3. 城域网（Metropolitan Area Network，MAN）：覆盖城市范围的网络，通常是将多个局域网连接起来构成的。

4. 无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）：通过无线技术实现的局域网，如Wi-Fi网络。

常见的网络设备认识:1. 路由器（Router）：用于将数据包从一个网络传输到另一个网络，负责网络之间的数据转发和路由选择。

2. 交换机（Switch）：用于构建局域网，将数据包从源设备转发到目标设备，实现局域网内部的数据交换。

3. 网卡（Network Interface Card，NIC）：用于连接计算机与网络，将计算机的数据转换成网络可以识别的形式。

现场总线（PROFIBUS）技术简介摘要：本文详细的介绍PROFIBUS的概念以及相关的基础知识。

内容：第一章：现场总线技术及PROFIBUS1.1 现场总线技术的由来1.1.1 CIMS体系结构及工业数据结构的层次划分根据工厂管理、生产过程及功能要求，CIMS体系结构可分为5层，即工厂级、车间级、单元级、工作站级和现场级。

简化的CIMS则分为3层，即工厂级、车间级和现场级。

在一个现代化工厂环境中，在大规模的工业生产过程控制中，工业数据结构同样分为这三个层次，与简化的网络层次相对应。

如图1-1所示。

图1-1：简化的CIMS网络体系结构1.1.2 现场级与车间级自动化监控及信息集成是工厂自动化及CIMS不可缺少的重要部分。

现场级与车间级自动化监控及信息集成系统主要完成底层设备单机控制、连机控制、通信连网、在线设备状态监测及现场设备运行、生产数据的采集、存储、统计等功能，保证现场设备高质量完成生产任务，并将现场设备生产及运行数据信息传送到工厂管理层，向工厂级MIS系统数据库提供数据。

同时也可接受工厂管理层下达的生产管理及调度命令并执行之。

因此，现场级与车间级监控及信息集成系统是实现工厂自动化及CIMS系统的基础。

1.1.3 传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统（包括：基于PC、PLC、DCS 产品的分布式控制系统），其主要特点之一是，现场层设备与控制器之间的连接是一对一（一个I/O点对设备的一个测控点）所谓I/O接线方式，信号传递4-20mA（传送模拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号。

如图1-2所示：图1-2：传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统1.1.4 系统主要缺点（1）信息集成能力不强：控制器与现场设备之间靠I/O连线连接，传送4-20mA 模拟量信号或24VDC等开关量信号，并以此监控现场设备。

这样，控制器获取信息量有限，大量的数据如设备参数、故障及故障纪录等数据很难得到。

NCS-LD105现场总线网关使用说明书一．概念NCS-LD105现场总线网关是连接FF HSE现场总线和FF H1现场总线的网关设备。

一台网关最多可以连接四个H1网段，同时具有网桥功能。

NCS-LD105现场总线网关可用于各种采用FF H1现场总线设备的控制系统当中，可将FF H1总线设备无缝集成到以太网网络中，扩展FF H1应用。

用户可以通过基于以太网的组态软件，完成对整个网络的组态、控制回路组态、控制逻辑组态、功能块连接、报警趋势组态、控制应用下载等功能。

二．产品的型号规格通道数(1、2、4)总线类型（F— H1；H— HSE；D—DP）厂商名现场总线网关网络化控制系统注：DP总线网关暂不支持。

三．主要技术参数3.1基本参数3.2功能特性3.3物理特性3.4外型尺寸四．结构与工作原理4.1 产品结构说明现场总线网关硬件上由两部分组成，控制卡和通信卡。

控制卡由EEROM、CPU、FLASH、RAM、以太网芯片等组成。

通信卡包含电源部分及最多4个H1接口芯片。

控制卡与通信卡通过内部总线通信。

图1 结构示意图4.2 工作原理简述CPU通过对以太网芯片及H1接口芯片的操作实现HSE（以太网）总线与H1总线的信息通讯。

五．调整和校验无。

六．安装、使用和维护6.1 安装网关的各种接口及指示灯如下图所示：图2 接口及指示灯图电源指示：亮—表示电源正常；灭—表示未供电或电路故障； 程序状态指示：未使用；H1总线发送指示：向H1总线发送数据时闪烁；以太网连接指示：亮—表示网线连接无误；灭—表示硬件故障或网线连接有问题；以太网活动指示：当以太网有数据包时，此灯闪烁。

电源接口：外接电源通过附带的一个4针绿色端子与电源接口相连。

以太网接口：与以太网网线直接相连。

H1总线接口：与H1总线连接，各引脚信号含义如下：6.2 使用与其他现场总线仪表、智能分布控制装置、组态软件配合使用。

请参考《FF 组态软件用户手册》了解网关的使用方法。

Ethernet & Serial Gateways以太网和串行网关更多详情，请点击型号：SNL2-E SINEC-L1、SNL2-E GEM80 (HDLC-UNC)、SNL2-E Ethernet/RS232/RS4851、SNL2-E SINEC-L1SNL2-E – Serial Network Link with Socket InterfaceSNL2-E SINEC-L1网关—实现SINEC-L1网络和以太网网络连接的最佳工具，速度高达100 Mbit/s 。

COMSOFT的SNL2-E SINEC-L1网关支持SINEC-L1操作，带广播和中断处理功能。

通过TCP/IP套接字接口很容易地访问所连的SINEC-L1从站的数据。

还提供了附加的诊断信息。

该网关能够在闪存中存储已有的配置（轮询表和警报列表），每次启动时它便会自动加载这些信息。

Access via TCP/IP Socket Interface通过TCP/IP套接字接口访问只要发出接收-发送信号，便能通过TCP/IP套接字接口访问SNL2-E SINEC-L1网关。

该接口是独立于操作系统的。

在PC或者工作站中，不需要安装驱动器，只需要一个可用的TCP/IP连接。

相比传统PC通讯板，SNL2-E 为基于PC的系统提供了全新的功能：∙硬件/驱动器安装不会出现以前常见的问题。

∙可以从网络中的任意一台PC访问SINEC-L1接口。

∙毫无故障地将系统从较低的自动化水平提高到控制和设计水平。

2、 SNL2-E GEM80 (HDLC-UNC)SNL-2E –带套接字接口的串行网络连接。

Serial Network Link with Socket InterfaceSNL2-E GEM80 (HDLC-UNC) Gateway –以高达100 Mbit/s的速度实现HDLC-UNC网络和Ethernet网络的连接。

该网关支持高达180 Kbit/s速度的操作，并能够用作主站或从站。

计算机网络中的硬件设施及协议计算机网络是现代信息社会中不可或缺的基础设施，而硬件设施及协议是构建计算机网络的重要组成部分。

本文将就计算机网络中的硬件设施及协议进行探讨。

一、硬件设施1. 网络接口卡（Network Interface Card，NIC）网络接口卡是计算机与网络之间的连接接口，它负责将计算机中的数据转化为网络可识别的信号，并将网络传输的数据转化为计算机可识别的信号。

网络接口卡支持不同的传输介质，如以太网、无线局域网等。

2. 集线器（Hub）集线器是用于连接多个计算机的设备，它能够将多个计算机连接成局域网。

集线器通过广播的方式将接收到的数据包发送给所有连接的计算机，虽然集线器简单易用，但它的传输效率较低，容易导致网络拥塞。

3. 交换机（Switch）交换机是用于连接多个计算机的设备，它能够根据数据包的源和目的地地址，将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现计算机之间的直接通信。

相比于集线器，交换机具有更高的传输效率和更低的网络延迟。

4. 路由器（Router）路由器是用于连接不同网络的设备，它能够根据数据包的目的地址，选择最佳的路径进行转发。

路由器具有路由选择、路由转发和路由控制等功能，它的存在可以实现不同网络之间的互联互通。

5. 防火墙（Firewall）防火墙是用于保护计算机网络安全的设备，它可以对进出网络的数据进行过滤和监控，防止未经授权的访问和数据泄漏。

防火墙通过设置访问控制策略、检测网络攻击和加密数据传输等手段，提高网络安全性。

二、协议1. 传输控制协议/互联网协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）TCP/IP协议是计算机网络中最基本的协议，它定义了数据在网络中的传输方式和格式。

TCP负责数据的可靠传输，确保数据的顺序和完整性；而IP则负责数据的路由和寻址，确保数据能够准确地传递到目的地。

2. 网络时间协议（Network Time Protocol，NTP）NTP协议是用于同步计算机网络中时间的协议，它可以使得网络中的计算机保持统一的时间标准。

网络设备基础知识1. 路由器（Router）：路由器是连接不同网络的设备，通过它可以将数据从一个网络传输到另一个网络。

它有助于确定数据的最佳路径，并管理网络流量。

2. 交换机（Switch）：交换机是用于连接多台计算机或网络设备，它可以在设备之间直接传输数据，提高网络通信的效率。

3. 防火墙（Firewall）：防火墙是用于保护网络安全的设备，它可以监测和控制网络流量，阻止恶意或有害数据进入网络。

4. 网络网关（Gateway）：网络网关是连接不同网络之间的设备，它可以帮助不同网络互相通信，实现数据的传输和交换。

5. Modem：Modem是用于将数字信号转换成模拟信号或者将模拟信号转换成数字信号的设备，使得计算机可以通过电话线或者有线电视线传输数据。

6. 无线接入点（Wireless Access Point）：无线接入点是用于连接无线设备的设备，它可以提供无线网络的覆盖范围和信号强度。

以上是一些常见的网络设备，它们在网络通信中都发挥着重要的作用。

通过理解这些网络设备的基础知识，可以更好地理解网络运行原理，更好地管理和维护网络设备。

网络设备基础知识一直是网络领域的重要基础，深入了解这些设备的功能和原理有助于更好地搭建、维护和管理网络。

以下是更深入的网络设备基础知识：7. 网卡（Network Interface Card，NIC）: 网卡是安装在计算机中的设备，用于连接计算机与局域网或广域网，使计算机可以进行网络通信和数据传输。

8. 中继器（Repeater）：中继器用于扩大局域网的覆盖范围，它可以增强信号，减少信号衰减，使局域网的信号能够传输更远距离。

9. 路由器交换机（Switched Router）：路由器交换机结合了路由器和交换机的功能，可以实现数据包的转发和管理，适用于小型企业或分支机构的网络。

10. 光纤调制解调器（Fiber Modem）：光纤调制解调器是用于光纤网络的设备，可以将数字信号转换成光信号或者光信号转换成数字信号，实现光纤网络的传输和通信。

工业以太网总‎线和我们现在‎使用的局域网‎是一致的，它采用统一的‎T CP/IP协议，避免的不同协‎议间通讯不了‎的困扰，它可以直接和‎局域网的计算‎机互连而不要‎额外的硬件设‎备，它方便数据在‎局域网的共享‎，它可以用IE‎浏览器访问终‎端数据，而不要专门的‎软件，它可以和现有‎的基于局域网‎的ERP数据‎库管理系统实‎现无缝连接，它特别适合远‎程控制，配合电话交换‎网和GSM，GPRS无线‎电话网实现远‎程数据采集，它采用统一的‎网线，减少了布线成‎本和难度，避免多种总线‎并存。

工业以太网总‎线正因为有诸‎多的优点，在国内外逐步‎得到了迅速的‎普及，现在已经有大‎量的配套产品‎在使用中。

如工业以太网‎H UB，工业以太网防‎火墙产，工业以太网关‎，以太网转RS‎232/RS485设‎备，以太网A/D模块，以太网D/A模块，以太网AI模‎块，以太网AO模‎块，以太网DI模‎块，以太网DO模‎块及复合功能‎模块。

一个典型的工‎厂自动化系统‎应该是三级网‎络结构。

基于现场总线‎P ROFIB‎U S-DP/PA控制系统‎位于工厂自动‎化系统中的底‎层，即现场级与车‎间级。

现场总线PR‎O FIBUS‎是面向现场级‎与车间级的数‎字化通信网络‎。

（1）现场设备层：主要功能是连‎接现场设备，如分散式I／O．传感器．驱动器．执行机构．开关设备等，完成现场设备‎控制及设备间‎连锁控制。

主站（PLC．PC机或其它‎控制器）负责总线通信‎管理及所有从‎站的通信。

总线上所有设‎备生产工艺控‎制程序存储在‎主站中，并由主站执行‎。

（2）车间监控层：车间级监控用‎来完成车间主‎生产设备之间‎的连接，如一个车间三‎条生产线主控‎制器之间的连‎接，完成车间级设‎备监控。

车间级监控包‎括生产设备状‎态在线监控．设备故障报警‎及维护等。

通常还具有诸‎如生产统计．生产调度等车‎间级生产管理‎功能。

车间级监控通‎常要设立车间‎监控室，有操作员工作‎站及打印设备‎。