第三章 工业控制网络的基本构成.

第三章工业控制网络的基本构成1、从网络结构形式简述工业企业网的发展过程答：首先从“分层递阶式”向“分布化”、“扁平化”发展，其次将进一步向“网络化”和“动态重构化”的方向发展。

2、简述工业企业网的功能体系结构。

答：在功能上，工业企业网的结构分为信息网络和控制网络上下两层。

信息网络位于工业企业网的上层，是企业数据共享和传输的载体。

控制网络位于下层，与信息网络紧密联系集成在一起，服从信息网络的操作，同时又具有独立性和完整性。

3、简述工业控制网络与工业企业网之间的关系。

答：工业企业网络一般包括处理企业管理与决策信息网络和处理现场实时测控信息的工业控制网络两部分。

工业控制网络作为工业企业网络的重要组成部分，多于企业的生产具有重要作用，是现代化工业企业发展的必然趋势。

4、工业企业网的典型应用有哪些简述它们的主要应用领域。

答：工业企业网支持的应用有管理信息系统（MIS）、办公自动化（OA）、计算机集成制造系统（CIMS）、决策支持系统（DSS）、客户关系管理（CRM）、电子商务（EB）等。

管理信息系统辅助企业进行决策，利用信息控制企业的行为，帮助企业实现其规划目标，完成企业日常结构化的信息处理任务。

办公自动化利用先进的科学文化技术，使人们借助各种设备解决一部分办公业务问题。

计算机集成制造系统借助计算机硬件及软件，综合应用现代管理技术，制造技术等，将企业生产全过程有机的集成并有效地运行。

决策支持系统是以管理科学，运筹学等科学为基础，针对半结构化的决策问题，支持决策活动的具有智能作用的人机系统。

客户管理系统实施于企业的市场营销、销售、服务与技术支持等与客户相关的领域。

电子商务是整个贸易活动的自动化和电子化。

5、简述DCS控制系统的特点。

答：DCS具有以下特点，1）松耦合的多处理机系统，可实现硬件积木化。

2）软件模块化。

3)控制系统用组态方法组成。

4）通信网络应用。

5）可靠性高。

6、现场总线控制系统是在怎样的背景下发展起来的简述其特点。

公司网络安全管理办法第一章总则第一条为加强公司网络安全管理，保障公司网络安全，根据集团公司网络安全管理相关制度，结合公司实际，制定本办法。

第二条本办法适用于公司及所属单位网络安全管理。

第三条本办法所称网络是指由计算机或者其他信息终端及相关设备组成的按照一定的规则和程序对信息进行收集、存储、传输、交换、处理的系统。

第四条本办法所称网络安全是指通过采取必要措施，防范对网络的攻击、侵入、干扰、破坏和非法使用以及意外事故，使网络处于稳定可靠运行的状态，以及保障网络数据的完整性、保密性、可用性的能力，主要包括信息系统安全、数据安全和工业控制系统安全。

第五条公司网络安全实行统一管理、分级负责，遵循“谁主管谁负责，谁运行谁负责，谁使用谁负责”的原则，各信息系统的业务主管部门、运行维护和使用单位各自履行相关的网络安全职责。

第二章管理组织与职责第六条公司网络安全与信息化工作领导小组（以下简称领导小组）在网络安全管理工作中，主要履行以下职责：（一）落实国家网络安全政策、法律法规和集团公司网络安全管理制度、标准及工作部署，制定公司网络安全工作政策；（二）审议批准公司网络安全整体解决方案和年度工作计划；（三）决策、指挥、协调重大网络安全事件处置。

第七条信息（网络）管理中心是公司网络安全管理的归口管理部门，应设置网络安全管理相应岗位，主要履行以下职责：（一）组织编制公司网络安全整体解决方案和年度工作计划；（二）组织开展公司网络安全等级保护备案和风险评估工作，制定专项应急预案并组织演练，实施网络安全事件的应急处置；（三）组织开展公司网络安全检查、通报、考核和培训等工作；（四）在重要时间节点，按照集团公司统一要求编制公司网络安全保障方案并组织实施，组织开展公司网络安全突发事件应急处置；（五）负责公司信息系统、数据和工业控制系统的网络安全管理，对接入公司网络的所有设备负有管理责任。

第八条各部门落实公司网络安全管理要求，承担相关业务信息系统、数据和工业控制系统的网络安全管理责任。

第一章概述SUPCON JX-300X DCS由工程师站、操作站、控制站、过程控制网络等组成。

■工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。

通过系统组态平台生成适合于生产工艺要求的应用系统，具体功能包括：系统生成、数据库结构定义、操作组态、流程图画面组态、报表程序编制等。

而使用系统的维护工具软件实现过程控制网络调试、故障诊断、信号调校等。

■操作站是由工业PC机、CRT、键盘、鼠标、打印机等组成的人机系统，是操作人员完成过程监控管理任务的环境。

高性能工控机、卓越的流程图机能、多窗口画面显示功能可以方便地实现生产过程信息的集中显示、集中操作和集中管理。

■控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能。

控制站可冗余配置，灵活、合理。

在同一系统中，任何信号均可按冗余或不冗余连接，详见卡件描述。

对于系统中重要的公用部件，建议采用100%冗余，如主控制卡、数据转发卡和电源箱。

■过程控制网络实现工程师站、操作站、控制站的连接，完成信息、控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全、高速。

第一节系统整体结构JX-300X DCS采用三层通信网络结构，如图1.1-1所示。

最上层为信息管理网，采用符合TCP/IP协议的以太网，连接了各个控制装置的网桥以及企业内各类管理计算机，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。

中间层为过程控制网（名称为SCnet Ⅱ），采用了双高速冗余工业以太网SCnet Ⅱ作为其过程控制网络，连接操作站、工程师站与控制站等，传输各种实时信息。

底层网络为控制站内部网络（名称为SBUS），采用主控制卡指挥式令牌网，存储转发通信协议，是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。

-1 JX-300X系统结构图第二节系统主要性能指标2.1 系统规模过程控制网络SCnet Ⅱ连接系统的工程师站、操作站和控制站，完成站与站之间的数据交换。

、模块式PLC的组成
三、PLC各部分的作用
（一）中央处理单元（CPU）的作用
(1)控制从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储。

(2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。

(3) 用扫描的方式接收输入设备的状态（即开关量信号）和数据
（即模拟量信号)。

(4) 执行用户程序，输出控制信号。

(5)与外部设备或计算机通信。

CPU是PLC的核心部件，小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU，中型PLC多采用16
微处理器或单片机作为CPU，大型PLC多采用高
二、用户程序的循环扫描过程
与继电器控制系统对信息的处理方式是不同的！它们的区别如下：
继电器控制系统——对信息的处理是采用“并行”处理方式，只要电流形成通路，就可能有几个电器同时动作。

控制系统——对信息的处理是采用扫描方式，它是顺序地、连续地、循环地逐条执行程序
注：
PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样
操作员面板是一种中档的人机界面产品,硬键盘操作,有文本操作面板和图形操作面板二大类。

显示更多的文字和图形,适用于中小型的PLC
制系统,完成较复杂的显示与操作。

工业控制系统管理制度第一章总则第一条为了规范工业控制系统的管理，加强对工业控制系统的安全保障，保护国家利益和社会公共利益，促进工业控制系统的健康发展，制定本管理制度。

第二条工业控制系统管理制度适用于国内各类工业控制系统的建设、运行和维护管理。

第三条工业控制系统应当遵守国家有关法律、法规和标准，保证系统的安全稳定运行，确保数据的安全性和完整性。

第四条工业控制系统相关单位应当建立健全管理制度，明确责任，严格执行标准。

并进行定期的安全检查和评估，及时修复漏洞和弱点。

第五条工业控制系统相关单位应当加强人员培训，提高员工的技术水平和安全意识，确保工业控制系统的安全运行。

第六条工业控制系统的设计、建设、维护和运行过程应当根据实际情况制定相应的安全措施，确保系统的安全和可靠性。

第七条工业控制系统管理人员应当密切关注国内外工业控制系统的发展动态，学习相关技术和成果，不断提升管理水平，确保系统的先进性和适用性。

第二章设计与建设第八条工业控制系统的设计应当满足实际需求，保证系统的可靠性和安全性。

设计过程中应当充分考虑系统的扩展性和兼容性，为今后系统的升级和更新提供便利条件。

第九条工业控制系统的建设过程应当严格按照国家有关规定和标准进行，确保设备的质量和安全性。

第十条工业控制系统应当具有合理的网络结构和系统架构，避免单点故障，保证系统的稳定运行。

第十一条工业控制系统的安全防护措施应当得到充分重视，采取相应的技术手段和措施确保系统不受非法入侵和攻击。

第十二条工业控制系统的建设过程应当做好记录和备份工作，确保系统的数据安全和完整性。

第三章运行与维护第十三条工业控制系统应当定期进行安全检查和评估，及时修复漏洞和弱点。

第十四条工业控制系统的运行人员应当具有相应的资质和技术水平，做好系统运行日常管理工作，确保系统正常运行。

第十五条工业控制系统的维护工作应当得到重视，设立专门的维护人员和维护团队，确保系统设备的正常运转。

第十六条工业控制系统的更新和升级过程应当依据国家有关规定进行，确保系统的安全性和稳定性。

题目与解答第一章现场总线概述1简述FCS的主要技术特点和优点是什么？（FCS名词解释见34背页）（1）现场总线系统(FCS)的技术特点：①系统的开放性。

相关标准的公开、一致性，通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统具备互可操作性与互用性。

不同生产厂家性能类似的设备可实现互换性。

互可操作性：实现互联设备间的信息传输；互用性：不同厂家性能类似设备可实现互换性。

②现场设备的智能化与功能自治性。

仅靠现场总线设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备运行状态。

包括传感测量、补偿计算、数据处理与控制等③系统的实时性与确定性。

测控任务具有严格的时序和实时性要求，否则可能造成控制系统的灾难性后果。

这也要求通信机制能够保证时间发布和数据传输的实时性。

④现场环境的适应性。

现场总线是专为生产现场环境设计的，支持多种传输介质，具有较强的抗干扰能力，满足本质安全防爆等各种环境要求。

⑤采用成熟先进技术、系统结构的高度分散性。

设备描述语言DDL、技术等。

现场总线可构成全分散性控制系统，简化了系统结构，提高了可靠性。

（2）现场总线的优点：由于现场总线具有以上突出的特点，它使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行以及检修维护，都体现出巨大的优越性。

①节省系统投资、安装费用和维护费用。

②设计、组态、安装、调试简便，系统维护、设备更换和系统扩充方便。

③用户具有高度的系统集成主动权，系统易于重构。

④提高了控制系统的安全性、可靠性和准确性。

⑤完善了企业信息系统，为实现企业综合自动化提供了基础。

2为什么说Fieldbus是底层控制网络Infranet（从Fieldbus的结构特点分析说明）。

（1）•现场总线将单个分散的现场设备变成网络节点，相互之间连接成可以互通信息、共同完成测量控制任务的网络控制系统。

•每个节点实际上是一个智能设备，能够独立完成从控制、检测，到运算、显示、报警等多种任务。

（2）现场总线是低层控制网络Infranet(或者3（3）)• Infranet（Infrastructure Network），使工厂底层网络系统的底层现场设备之间以及生产现场与外界能够实现信息交换，满足企业综合自动化的发展需要。

书后习题参考答案第一章习题1答：微型计算机控制系统是利用计算机(通常采用工业控制计算机，简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体(包括硬件、软件和网络结构)和被控对象两大部分组成。

微型计算机控制系统是实时系统，也是在线系统。

2答：计算机做控制器用。

控制系统中引进计算机，可以充分运用计算机强大的运算、逻辑判断和记忆等功能。

只要运用微处理器的各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。

微处理器执行该程序，就能实现对被控参数的控制。

输入信息来自于各种传感器，输出信息用于驱动执行机构。

3答：如果计算机能够在工艺要求的时间范围内及时对被控参数进行测量、计算和控制输出，则称为实时控制。

实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。

4答：微型计算机控制系统硬件一般包括：计算机主机、输入/输出(I/O)接口、I/O通道、传感器及变送器、执行机构、人机联系设备(如键盘和显示器)、网络通信接口和电源等。

它们通过微处理器的系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)构成一个完整的系统。

计算机的输入/输出通道，又称过程通道。

为了实现计算机对生产过程的控制，必须在计算机和生产过程之间设置信息的传递和变换的连接通道，这就是过程输入/输出通道。

过程通道一般可分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道5答：操作指导控制系统：优点是结构简单，控制灵活和安全。

缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。

直接数字控制系统：优点是实时性好、可靠性高和适应性强，可控制多个回路。

缺点是修改控制器参数不方便。

监督控制系统：优点是能自动改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型计算机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况。

集散控制系统：优点是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

缺点是不同厂商的设备不能通用。

现场总线控制系统：具备集散控制系统的优点，因为采用标准总线设计，不同厂商设备通用性好，组网方便。

第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的？画出方框图并说明各部分的作用。

答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成；框图P3。

1）工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。

2）PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道，在两者之间起到纽带和桥梁的作用。

3）生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。

2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么？为什么在计算机控制系统中要考虑实时性？（1）实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

（2）实时性一般要求计算机具有多任务处理能力，以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务，加快程序执行速度；在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时，可以随时响应事件的中断请求。

3.计算机控制系统有哪几种典型形式？各有什么主要特点？（1）操作指导控制系统（OIS）优点：结构简单、控制灵活和安全。

缺点：由人工控制，速度受到限制，不能控制对象。

（2）直接数字控制系统(DDC) （属于计算机闭环控制系统）优点：实时性好、可靠性高和适应性强。

（3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最有工况。

（4）集散控制系统优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

（5）现场总线控制系统优点：与DOS相比降低了成本，提高了可靠性。

（6）PLC+上位系统优点：通过预先编制控制程序实现顺序控制，用PLC代替电器逻辑，提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。

第二章1、什么是工业控制计算机？它们有哪些特点？答：工业控制计算机是将PC机的CPU高速处理性能和良好的开放式的总线结构体系引入到控制领域，是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。