06第六章 控制网络技术
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先进控制技术
1974年，英国伦敦大学教授E.H.Mamdani研制成功第一 个模糊控制器，充分展示了模糊控制技术的应用前景。
6.1.1 模糊控制的数学基础 6.1.2 模糊控制原理 6.1.3 模糊控制器设计
6.1.1 模糊控制的数学基础
1. 模糊集合 有许多概念，如大、小、冷、热等，都没有明确的内涵 和外延，只能用模糊集合来描述；叫做模糊集合。
3.自学习模糊控制策略和智能化系统的实现。
4.常规模糊控制系统稳态性能的改善。
5.把已经取得的研究成果应用到工程过程中，尽快把其转化 为生产力。因此，需加快实施简单实用的模糊集成芯片和模糊 控制装置，以及通用模糊控制系统的开发与应用。
6.2 神经网络控制技术
神经网络控制是一种基本上不依赖于精确数学模型的先 进控制方法，比较适用于那些具有不确定性或高度非线性的 控制对象，并具有较强的适应和学习功能。
人的手动控制策略是通过操作者的学习、试验及长期经验积 累而形成的，它通过人的自然语言来叙述，例如，用自定性的、 不精确的及模糊的条件语句来表达：若炉温偏高，则减少燃料： 若蓄水塔水位偏低，则加大进水流量；若燃烧废气中含氧量偏 向，则减小助燃风量等。
由于自然语言具有模糊性，所以，这种语言控制也被称为模 糊语言控制，简称模糊控制。
6.1.4 模糊控制的特点
模糊控制理论主要优点如下： 不需要精确数学模型 容易学习 使用方便 适应性强 控制程序简短 速度快 开发方便 可靠性高 性能优良
6.1.5 模糊控制的应用
近年来，模糊控制得到了广泛的应用。下面简单介绍一些模糊 控制的应用领域：
1)航天航空：模糊控制现在已应用于各种导航系统中。 2)工业过程控制：工业过程控制的需要是控制性术发展的主要 动力。 3)家用电器: 全自动洗衣机、电饭煲、空调等。 4)汽车和交通运输：防抱死刹车系统，基于模糊控制的无级变 速器，模糊发动机控制和自动驾驶控制系统等。 5)其控制场合： 电梯控制器、工业机器人、核反应控制、医疗仪器等。除控制 应用以外，还应用于图像识别、计算机图像处理、金融和其他专 家系统中。
6.1.1 模糊控制的数学基础 6.1.2 模糊控制原理 6.1.3 模糊控制器设计
6.1.1 模糊控制的数学基础
1. 模糊集合 有许多概念，如大、小、冷、热等，都没有明确的内涵 和外延，只能用模糊集合来描述；叫做模糊集合。
3.自学习模糊控制策略和智能化系统的实现。
4.常规模糊控制系统稳态性能的改善。
5.把已经取得的研究成果应用到工程过程中，尽快把其转化 为生产力。因此，需加快实施简单实用的模糊集成芯片和模糊 控制装置，以及通用模糊控制系统的开发与应用。
6.2 神经网络控制技术
神经网络控制是一种基本上不依赖于精确数学模型的先 进控制方法，比较适用于那些具有不确定性或高度非线性的 控制对象，并具有较强的适应和学习功能。
人的手动控制策略是通过操作者的学习、试验及长期经验积 累而形成的，它通过人的自然语言来叙述，例如，用自定性的、 不精确的及模糊的条件语句来表达：若炉温偏高，则减少燃料： 若蓄水塔水位偏低，则加大进水流量；若燃烧废气中含氧量偏 向，则减小助燃风量等。
由于自然语言具有模糊性，所以，这种语言控制也被称为模 糊语言控制，简称模糊控制。
6.1.4 模糊控制的特点
模糊控制理论主要优点如下： 不需要精确数学模型 容易学习 使用方便 适应性强 控制程序简短 速度快 开发方便 可靠性高 性能优良
6.1.5 模糊控制的应用
近年来，模糊控制得到了广泛的应用。下面简单介绍一些模糊 控制的应用领域：
1)航天航空：模糊控制现在已应用于各种导航系统中。 2)工业过程控制：工业过程控制的需要是控制性术发展的主要 动力。 3)家用电器: 全自动洗衣机、电饭煲、空调等。 4)汽车和交通运输：防抱死刹车系统，基于模糊控制的无级变 速器，模糊发动机控制和自动驾驶控制系统等。 5)其控制场合： 电梯控制器、工业机器人、核反应控制、医疗仪器等。除控制 应用以外，还应用于图像识别、计算机图像处理、金融和其他专 家系统中。
第6章 Lonworks 智能控制网络
LON(Local Operating Network)总线是美国Echelon（埃施朗） 公司1992年推出的局部操作网络，广泛应用在工业、楼宇、家 庭、能源等自动化领域。
Lonworks 使用的开放式通信协议LonTalk为设备之间交换控制 状态信息建立了一个通用的标准。LonTalk协议最大的特点是对 OSI的七层协议的支持，是直接面向对象的网络协议。 神经元芯片(Neuron chip)：是LonWorks技术的核心，它不仅是 LON总线的通信处理器，同时也可作为采集和控制的通用处理 器， LonWorks技术中所有关于网络的操作实际上都是通过它实现的。
差分
RX+(in) RX-(out) TX+(out) TX-(out) Cdet(in)
单调
RX(in) TX(out) TX Enable(out) Sleep(out) Cdet(in)
专用模式
RX(in) TX(out) Bit Clock(out) Sleep(out) or Wake Up (in) Frame Clock(out)
CPU结构
Neuron芯片内有三个处理器： MAC处理器：完成介质访问控制（1、2层），包括驱 动通信子系统硬件和执行MAC算法。 网络处理器：完成协议的3－6层，包括处理网络变 量、寻址、认证、后台诊断、软件定时器、网络管 理和路由等；同时，还控制网络通信端口，物理地 址发送和接收数据包。 应用处理器：完成用户的编程（7层），包括用户编 写的代码以及用户程序对操作系统的服务调用等。 CPU分别同时独立工作，通过缓冲器进行通信。
IO_1 input bit io_switch_1; //变量定 义 unsigned int switch_on_off;
Lonworks 使用的开放式通信协议LonTalk为设备之间交换控制 状态信息建立了一个通用的标准。LonTalk协议最大的特点是对 OSI的七层协议的支持，是直接面向对象的网络协议。 神经元芯片(Neuron chip)：是LonWorks技术的核心，它不仅是 LON总线的通信处理器，同时也可作为采集和控制的通用处理 器， LonWorks技术中所有关于网络的操作实际上都是通过它实现的。
差分
RX+(in) RX-(out) TX+(out) TX-(out) Cdet(in)
单调
RX(in) TX(out) TX Enable(out) Sleep(out) Cdet(in)
专用模式
RX(in) TX(out) Bit Clock(out) Sleep(out) or Wake Up (in) Frame Clock(out)
CPU结构
Neuron芯片内有三个处理器： MAC处理器：完成介质访问控制（1、2层），包括驱 动通信子系统硬件和执行MAC算法。 网络处理器：完成协议的3－6层，包括处理网络变 量、寻址、认证、后台诊断、软件定时器、网络管 理和路由等；同时，还控制网络通信端口，物理地 址发送和接收数据包。 应用处理器：完成用户的编程（7层），包括用户编 写的代码以及用户程序对操作系统的服务调用等。 CPU分别同时独立工作，通过缓冲器进行通信。
IO_1 input bit io_switch_1; //变量定 义 unsigned int switch_on_off;
06第六章 Internet上网安全
•
中
•
•
高
•
信息安全个人防护 主讲:梁晓琦
安全工具
• 360卫士
• 漏洞修复 • 清除流行木马 • 清理恶评插件
信息安全个人防护 主讲:梁晓琦
网络浏览
• • • Web脚本
• 网站的重定向，即攻击者使用户正在访问的正常的站点重定向到一个非法的恶意站点， 并且从此恶意站点下载病毒木马或者流氓软件到用户的机器里。 不可信任的ActiveX控件被恶意攻击者执行，那么恶意攻击者可以在用户的机器里执 行任何操作。 被保存的信息可能是用户计算机上最常规的信息，例如IP 地址、用户常常连接的域 名（edu、com、net等）或者用户使用的浏览器的类型；被保存的信息也可能是非常 具体的信息，例如用户最后一次访问的站点是什么，用户在该站点上都有哪些行为等 等。 Cookies 可以有不同的保存时间：
Windowsxp的防火墙
• 常规
• 启用
• 例外
• 可以添加程序和端口例外，以允许特 定类型的传入通信
• 高级
• 为每个网络接口应用特定于连接的规 则，这样就可以为不同的网络制定不 同的访问规则； • 安全日志记录，将成功的连接写入日 志。 • 应用于 ICMP 通信的全局 Internet 控制消息协议 (ICMP) 规则（此通信 用于错误和状态信息的传递。） • 默认设定
信息安全个人防护 主讲:梁晓琦
IE浏览器
• Internet Explorer 7.0 在安全方面增加了多项功能特性，其中包括
1．加载项管理
•
用户可以查看并管理IE 中已经安装的各种加载项。 在老版本IE 中，要删除历史记录、Cookie 以及IE 缓存内容，用户必须在不同的选 项下操作，不仅麻烦，而且容易造成遗漏。在IE7 中有一个专门的选项，可以让用 户选择性删除某些或者全部隐私数据。 当你浏览的页面有模仿被信任站点的嫌疑时，Phishing Filter 功能将首先核实网 页地址，并和微软官方数据库进行对照，如果该站点出现于微软的Phishing 站点数 据库，IE 会向用户做出警告。 很多网站（尤其是涉及金融等服务的网站）为了保护访客的私人信息，往往会使用 SSL技术对网络通讯进行加密。然而加密所用的证书是可能被仿造的，为了防范这种 问题，IE7中包含了一个安全证书识别功能。
06第六章_广域网
广域网结点之间采用点到点连接
注意 区别 2.协议层次上
局域网主要在Data Link层 广域网主要在Network层
3.广域网与局域网之间采用路由器连接
共同点：连在一个广域网或连在一个局域网上的计算机在该网内 通信时，只需要使用其网络的物理地址即可。
6.1.2 广域网提供的服务：
服务：
1）无连接的网络服务（数据报服务） 2）面向连接的网络服务（虚电路服务）
最短路径算法
A. 已知条件：
整个网络拓扑和各链路的长度。如果长度代 表了最小时延或最少费用时，求最短通路。 B. 算法：
① 设原结点为：结点1 ② 然后一步一步地寻找，每次找一个结点 ③ 直到把所有的点都找到为止.
5 2 1 2 1
2
3
3
3 1
5 6
4
1
5
2
令：①
② ③
D(v)为原结点D到任意结点V的距离
•
路由选择策略:
算法给定网络中任意二个结点之间的最短边路。
（三） 随机步行式
工作方式： 从多个（能到达目的地的）出口中随机选中一个来转 发PDU。 随机---选择链路、根据信道负载、… • 不需要网络拓扑信息---网络结构无关性 • 每次路径是随机变化的 • 树形，星形网络
（四） 报文分叉式
报文分叉式又称为目录和报文分叉式路由选择算法 特征：每个节点存储一张路由表，对应于每个目的节 点都有几条可供选择的输出链路，并且它们按一定优 先级进行排序，一般用权值来表示路由表提供所有可 用得后继结点 路由基于随机决定策略
d ij min(tik d kj ) k A sij h，h使t ih d hj最小
分布式路由选择策略
《网络技术》
第六章 网络安全技术
6.1.2 网络管理功能
OSI
网络管理系统描述的功能可由ISO 7498-4 给出，定义了5个系统管理功能，即配置 管理、故障管理、性能管理、计费管理 和安全管理
第六章 网络安全技术
6.1.2 网络管理功能
OSI
1、配置管理
配置管理的目标是掌握和控制网络的配置信 息，从而保证网络管理员可以跟踪、管理网 络中各种设备的运行状态。
ห้องสมุดไป่ตู้
第六章 网络安全技术
6.1.3 网络管理协议
OSI
1、SNMP
管理信息库(MIB) 网络被管理设备中代理所维持的各种状态信 息的集合，这些信息被称为SNMP的被管对 象，管理信息库就是保存所有网络管理对象 的数据结构； 在SNMP模型中，每个代理节点都保存一个 管理信息库； 运行在被管理设备上的代理负责收集信息， 并通过SNMP协议提供给网络管理系统； 管理信息库是SNMP网络管理系统的核心。
第六章 网络安全技术
6.1.1 网络管理概述
OSI
3、网络管理模型
代理位于被管理的网络设备内部 它把来自管理者的命令或信息请求转换为本设 备特有的指令，完成管理者的指示，或返回所 在设备的信息。 另外，代理也可以把自身系统中发生的事件主 动通知给管理者。 一般的代理都是返回它本身的信息，而另一种 称为委托代理的，可以提供其他系统或其他设 备的信息。
OSI
2、CMIS/CMIP
CMIP采用管理者－代理模型
当对网络实体进行监控时，管理者只需发 出一个监控请求，代理就会自动监视指定 的对象，并在异常事件发生时向管理者发 出指示；
CMIP的这种管理监控方式称为委托监控 委托监控的主要优点是开销小、反应及时， 缺点是对代理的资源要求高。
第六章：神经网络控制
[
]
与PID的区别: k (k ), r0 (k ), r1 (k ) 可在线自调整。
原则:3个分量的绝对平均值相同
e(k ) = r0 (k ) ∆e(k ) = r1 (k ) ∆2 e(k )
∴ r0 (k ) =
e( k ) ∆e(k )
r1 (k ) =
e( k ) ∆2 e(k )
设 Te (k ) = r0 (k ), Tr (k ) =
增量型 = k I e(k ) + k P ∆e(k ) + k D ∆2 e(k )
= k ∑ wi' (k )xi (k ) 位置式
i =1 n
二、单神经元PID控制 二、单神经元PID控制
r … …
转 换 器
x2
x1
∑ K
△u + +
u 对象
z −1
y
x3
采用学习规则：有指导的Hebb规则 wi (k + 1) = w0 (k ) + dE (k )u (k ) xi (k ) （c=0） 选取： x1 (k ) = e(k ) ---------积分项 x2 (k) = ∆e(k) ---------比例项 x3 ( k ) = ∆2 e( k ) ---------微分项 = ∆[∆e(k )] = ∆[e(k ) − e(k − 1)]
[
]
Ck (k − 1) Tr (k − 1)当Sign(e(k )) = Sign(e(k − 1))时 ∆k (k ) = 0.75k (k − 1)
微分控制，提高稳定性，减小超调
(2)伺服系统：保证跟踪速度最快 x1 (t ) = r (t ) 如：
第6章神经网络控制PPT课件
18
第18页/共52页
4．竞争式学习 • 竞争式学习属于无教师学习方式。此种学习方式利用不同层间的神经元发生兴
奋性联接，以及同一层内距离很近的神经元间发生同样的兴奋性联接，而距离 较远的神经元产生抑制性联接。在这种联接机制中引人竟争机制的学习方式称 为竟争式学习。它的本质在于神经网络中高层次的神经元对低层次神经元的输 入模式进行竞争识别。
• 2). 网络能通过学习带正确答案的实例集自动提取“合理的”求 解规则，即具有自学习能力；
30
第30页/共52页
2．多层前向BP网络的问题：
1). BP算法的学习速度很慢 2). 网络训练失败的可能性较大 3). 难以解决应用问题的实例规模和网络规模间 的矛盾 4). 网络结构的选择尚无一种统一而完整的理论 指导，一般只能由经验选定 5). 新加入的样本要影响已学习成功的网络，而 且刻画每个输入样本的特征的数目也必须相同 6). 网络的预测能力第（31页也/共称52页泛化能力、推广能力） 31
33
第33页/共52页
神经网络训练的具体步骤如下
1．获取训练样本集
获取训练样本集合是训练神经网络的第一步，也是十 分重要和关键的一步。它包括训练数据的收集、分析、 选择和预处理等
2．选择网络类型与结构
神经网络的类型很多，需要根据任务的性质和要求来 选择合适的网络类型。
3．训练与测试
最后一步是利用获取的训练样本对网络进行反复训练， 直至得到合适的映射结果。
3．BP网络学习算法的改进
• 1). 增加“惯性项 • 2). 采用动态步长 • 3). 与其他全局搜索算法相结合 • 4). 模拟退火算法
• 目前在神经网络的学习中，基于梯度的算法都不能从理论上保证收敛结果是 全局最优的。
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4．竞争式学习 • 竞争式学习属于无教师学习方式。此种学习方式利用不同层间的神经元发生兴
奋性联接，以及同一层内距离很近的神经元间发生同样的兴奋性联接，而距离 较远的神经元产生抑制性联接。在这种联接机制中引人竟争机制的学习方式称 为竟争式学习。它的本质在于神经网络中高层次的神经元对低层次神经元的输 入模式进行竞争识别。
• 2). 网络能通过学习带正确答案的实例集自动提取“合理的”求 解规则，即具有自学习能力；
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2．多层前向BP网络的问题：
1). BP算法的学习速度很慢 2). 网络训练失败的可能性较大 3). 难以解决应用问题的实例规模和网络规模间 的矛盾 4). 网络结构的选择尚无一种统一而完整的理论 指导，一般只能由经验选定 5). 新加入的样本要影响已学习成功的网络，而 且刻画每个输入样本的特征的数目也必须相同 6). 网络的预测能力第（31页也/共称52页泛化能力、推广能力） 31
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第33页/共52页
神经网络训练的具体步骤如下
1．获取训练样本集
获取训练样本集合是训练神经网络的第一步，也是十 分重要和关键的一步。它包括训练数据的收集、分析、 选择和预处理等
2．选择网络类型与结构
神经网络的类型很多，需要根据任务的性质和要求来 选择合适的网络类型。
3．训练与测试
最后一步是利用获取的训练样本对网络进行反复训练， 直至得到合适的映射结果。
3．BP网络学习算法的改进
• 1). 增加“惯性项 • 2). 采用动态步长 • 3). 与其他全局搜索算法相结合 • 4). 模拟退火算法
• 目前在神经网络的学习中，基于梯度的算法都不能从理论上保证收敛结果是 全局最优的。
工业控制网络
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
§5.4 网络与传输层
5.2 物理层与媒体
PLS子层 数据恢复 数据编码规则 MAC至PLS接口
5.2 物理层与媒体
5.2 物理层与媒体
5.2 物理层与媒体
5.3 数据链路层
概述 数据链路层（DLL）的主要任务是确定与相同链路上的其它DLL进行合输层和站管理提供接收和传送服务数据单元（SDU）的服务。 DLL协议是基于称为网络更新时间（NUT）的一个固定的、可重复的时间周期实现的。
5.1 概 述
ControlNet的特点、优点与应用 ControlNet网络使用生产者/消费者模型。 生产者/消费者模型允许一个发送设备（生产者）与多个接收设备（消费者）之间交换时间紧要的应用信息 。 确定性控制网络使用一种隐性令牌传递机制来提高协议效率。 协议使用一种基于时间的预定机制，它可使网络设备以确定性的、可预测性的方式来访问媒体，同时也防止了网络碰撞。
5.1 概 述
ControlNet体系结构与协议分层结构
图5-1 ControlNet体系结构
5.1 概 述
图5-2 ControlNet拓扑结构
图5-3 ControlNet冗余方式
5.1 概 述
5.2 物理层与媒体
概述 同轴电缆媒体用于主要的变量。光纤基本变量也是被指定的。 访问端口连接器，即网络访问端口（NAP）； 物理层信令(PLS)子层执行与位表示和定时相关的各种功能，并支持与MAC子层和物理媒体附属装置（PMA）子层进行信息交换。 PMA子层包含总线上信号的发送与接收的电路要求。媒体除设备的电子部件外，也包含将信号从一个节点传到另一个节点的部件。
计算机网络技术（考试复习专用）
计算机网络技术（考试复习专用）第1章计算机网络概述1.最早的计算机分组交换网：ARPANET2.计算机网络的组成包括两级子网，即用于通信控制、传输和通信处理的通信子网（内层、核心），以及用于数据处理的资源子网（外层）。
答案：D3.计算机网络是实现资源共享和数据传输的系统。
4.有线介质主要有光纤、同轴电缆、双绞线等，无线介质主要有无线电、微波、红外线等。
5.简答题：拓扑结构有哪些？及其特点？计算机网络的拓扑结构主要有总线型拓扑结构、环形拓扑结构、星形拓扑结构、树形拓扑结构、网状拓扑结构等。
（前3种拓扑结构多用于局域网）总线型拓扑结构特点：结构简单、入网方便、成本低、易于实现和管理；星形拓扑结构特点：节点之间通过中心节点通信、节点接入网络方便；环形拓扑结构特点：节点通过点对点线路连接成闭合环路，节点发送数据时，需要截获令牌，数据按一个方向沿环路逐站传送；树形拓扑结构特点：节点按层次连接，数据交换主要在上、下节点之间进行；网状拓扑结构特点：形式上是无规则的，节点之间的连接是任意的。
6.计算机网络按网络覆盖的地域范围分类：局域网（LAN）<10km；城域网（MAN）<100km；广域网（WAN)<100km-1000km。
第2章计算机网络协议和体系结构1.计算机网络协议是对等实体之间在相互通信时遵循的规则、标准和约定。
答案：D2.计算机网络协议的3个要素：语法、语义、同步。
3.服务访问点（SAP）4.简答题：面向连接服务与无连接服务的区别？使用面向连接服务时，通信的双方在通信之前必须先建立一条连接，数据传输完成后释放连接，如日常生活中的电话通信；面向连接服务的数据传输过程包括3个阶段：连接建立、连接维持、连接释放。
无连接服务是通信的双方在通信时不需要事先建立连接，一方想通信时就可以发送协议数据单元（PDU），如日常生活中的邮政通信，在计算机网络中的数据报（IP分组）服务是无连接的服务。
《计算机网络技术实用教程》-第六章6.2
图6-3 检测调制解调器
（4）单击“下一步”按钮，如图6-4所示，指定MODEM的型 号。
图6-4 选择调制解调器的型号
（5）单击“下一步”按钮，如图6-5所示，指定安装的端口。
图6-5 指定调制解调器的端口
单击“下一步”按钮，根据提示即可完成调制解调器的安装。
3．拨号网络的连接 在“控制面板”中双击“网络连接”图标，如图6-6所示。
在业务上支持不对称数据业务，如高速Internet接入、视频点 播VOD、高速LAN互联等，提高了普通电话双绞线的利用率，是目 前实现宽带和多业务“最后一公里”接入的重要方式。ADSL系统 可以最大限度地提高IP数据业务分流（IP Bypass）的能力，高速 数据用户的增加不会对传统话音交换机造成任何附加的负荷。对于 终端用户来说，由于不需要占用话音交换机的任何资源，故省去了 上网的大量电话费用。 2．ADSL单机上网的实现 （1）设备安装连接。首先要向当地电信局申请ADSL服务，办 理ADSL手续。ADSL设备连接如图6-11所示。
（4）虚拟专用网络业务。用户可以利用公用网资源（设备和 电路），组建一个可以由自己管理，分布在全国各地的专用业务 网。 3．DDN的接入服务 DDN的接入方式大体上分为用户终端设备接入和用户网络接 入。 （1）用户终端设备接入。用户终端设备可以是计算机、图像 设备，也可以是电话机、传真机，它们的接入方式依接口速率和 传输距离而各有不同。下面介绍几种主要的接入方式。 1）模拟线路+调制解调器接入。这是在模拟专用网和电话网 上开放数据业务时采用的接入方式，当客户距DDN较远时采用。 调制解调器可以采用基带调制解调器或频带调制解调器。 2）通过数据终端设备接入。在这种情形下，无须使用调制
的数据传输通道，为用户网络的互联提供桥梁。用户终端可以通 过如下方法接入DDN。 直接接入DDN。 ● ● ● ● ● ● ● ● ● 当距DDN接入点较远时，通过调制解调器接入。 通过用户集中设备接入DDN。 通过2048kbps数字电路接入DDN。 通过模拟电路接入DDN。 DDN还提供如下网络间的连接方法： 局域网通过DDN互联。 分组交换网与DDN互联。 用户交换网与DDN互联。 专用DDN与公用DDN互联。
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4.控制网络的技术特点
①良好的实时性与时间确定性。
②传送信息多为短帧信息，且信息交换频繁。
③容错能力强，可靠性、安全性好。
④控制网络协议简单实用，工作效率高。
⑤控制网络结构具有高度分散性。
⑥控制设备的智能化与控制功能的自治性。
⑦与信息网络之间有高效率的通信，易于实 现与信息系统的集成。
计算机控制技术
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
6.1.1企业计算机网络的层次结构
1. 企业计算机网络的层次结构
按网络层次结构，可将企业的网络 系统划分为三层，形成InternetIntranet-Infranet的网络结构：
控制网(Infranet)
企业的内部网(Intranet)
互联网(Internet)
图
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
根据网络的组网技术控制网络分为以下两类：
共享总线网络
既可应用于一般控制网络，也可应 用于现场总线。工业以太网是共享总 线网络结构的典型实例。
统，其范畴包括广义DCS、现场总线 控制系统和工业以太网，它体现了控
制系统向网络化、集成化、分布化和
节点智能化的发展趋势，已成为自动
化领域技术发展的热点之一。
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
6.1控制网络概述
控制网络是应用于工业领域的计算机网络。
控制网络是在一个企业范围内将信号检 测、数据传输、处理、存储、计算、控制等 设备或系统连接在一起，以实现企业内部的 资源共享、信息管理、过程控制、并能够访 问企业外部资源和提供限制性外部访问，使 得企业的生产、管理和经营能够高效率地协 调运作，从而实现企业集成管理和控制的一 种网络环境。
第6章 控制网络技术
6.1.3 控制网络的类型及其相互关系
根据企业计算机网络的层次结构控制网 络有以下两类：
面向设备的控制网络对应于设备层，作为主 干控制网络的一个接入节点 。
面向控制系统的主干控制网络对应于控制层。
根据控制网络的发展趋势，设备层和控制 层也可能合二为一，从而形成一个统一的 控制网络层 。
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
6.1.2控制网络与IT网络的区别
1.控制网络的实时性 在信息网络中基本上可不考虑实时性， 但在控制网络中实时性是基本的要求。
在过程控制系统的响应时间要求为0.01～0.5s
在制造业自动化系统的响应时间要求为.5～2s IT网络的响应时间一般要求为2～6s。
计算机控制技术
2．网络结构线状化
第6章 控制网络技术
计算机通信系统的结构是网络状的，
从一点到另外一点的通信路径可以是 不固定的。
现场总线的结构是线状的，从一点到 另外一点的通信路径大多是固定的。
计算机控制技术
线状结构的优点是：
解决网络供电比较容易。
第6章 控制网络技术
解决本安防爆比较容易。
使通信协议中可以舍去与路径有关的几 层，有利于改善实时性。
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
根据网络体系结构控制网络可分为以下三类：
广义DCS控制网络 设备层往往采用专用的网络协议，而控制 层则采用了修正的IEEE802协议族。
现场总线控制网络
针对工业控制的要求而设计，采用了简化 的OSI参考模型，并有IEC的国际标准支持。 工业以太网
采用了IEEE802.3协议族，具有良好的开放 性。
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
图6.1 工业网络系统的层次结构
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
按网络的功能结构
可将企业的网络系统划分为：
企业资源规划层ERP
(Enterprise Resource Planning) 对采购、生产、成本、库存、销
售、运输、财务、人力资源进行规划 和优化，从而达到最佳资源组合，获 取最高利润
它可改变企业内部的管理方式，改善企业内 部的信息交互与共享状况，可以成为企业应 用程序之间，企业内部员工之间，企业与客 户之间交换信息的重要手段与媒体。
Intranet已成功地在企业中得到应用，收到 了良好的经济效益。
计算机控制技术
第6章 控制网络技术
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Infranet的原意为下层网，由于控 制网络位于工厂网络的底层，因而 Infranet已经成为控制网络、现场总线 的代名词。它把具有通信功能的控制 设备连接起来，在企业形成低成本、 高可靠性的分布式控制系统网络。
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第6章 控制网络技术
制造执行层MES
(Manufacturing Execution System) 实现监控、计划、管理、调度等多项
控制管理功能
现场控制层FCS
(Field Control System) 将企业范围内信号检测、数据传输、
处理、存储、计算、控制等设备或系统连 接在一起
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Internet能为企业的生产、管理、 经营提供供应链中从原料到市场、供 应商到客户等多方面的信息资源，是 企业通向外部世界的信息通道。
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Intranet指企业内部网，属于局域网的一种。
它改进了Internet难于管理、安全性差等缺点， 使其能适合在企业内部使用的需要。
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第六章 控制网络技术
本章要点：
企业计算机网络的层次结构及控制网络与 IT网络的区别
数据通信基础
计算机网络基本功能、组成、分类、体系 结构和TCP / IP协议
现场总线通信协议模型、技术特点及优点、 典型现场总线
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控制网络技术即网络化的控制系
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3．使用场合
控制网络是在环境恶劣的工业环
境下使用的，它应具有在高温、潮湿、 振动、腐蚀和电磁干扰等条件下长周 期、连续、可靠完整地传输数据的能 力，并能抗工业电网的浪涌、跌落和 尖峰干扰。在可燃、易爆场合，控制 网络还应具有本质安全性能 。
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2．控制网络在企业网络中的的位置与作用
控制网络都处于企业网络的底层，它是 构成企业网络的基础。
控制网络的主要作用是为自动化系统传 递数字信息（生产过程的控制参数与设备状 态等信息）。
企业的管理控制一体化系统需要这些控制信 息的参与，优化调度等需要集成不同装置的 生产数据，并能实现装置间的数据交换。