第11章 仪器控制与网络通信讲解

仪器通信协议仪器通信协议是用于规范仪器与计算机之间数据交换的标准，其体系结构主要包含物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

物理层物理层是仪器通信协议的最底层，主要负责传输比特流。

它定义了通信链路的机械、电气、功能和定时特性，以确保比特流的正确传输。

物理层协议规定了连接、传输和断开连接的方式，以及比特流的同步和错误控制方式。

常见的物理层协议包括RS-232、RS-485和USB等。

数据链路层数据链路层负责将比特流组合成帧，并在通信链路上发送和接收帧。

它定义了帧的格式和结构，以及帧的传输顺序和错误控制方式。

数据链路层还提供了流量控制功能，以确保数据的可靠传输。

常见的数据链路层协议包括以太网和Wi-Fi等。

网络层网络层负责将数据从源地址发送到目的地址。

它通过路由选择算法确定最佳路径，并建立和维护通信链路。

网络层还提供了拥塞控制和差错控制功能，以确保数据的可靠传输。

常见的网络层协议包括IP、ARP和ICMP等。

传输层传输层负责将数据分段并发送到目标主机。

它提供了端到端的通信服务，并确保数据的顺序和完整性。

传输层还提供了流量控制和差错控制功能，以确保数据的可靠传输。

常见的传输层协议包括TCP和UDP等。

应用层应用层负责提供应用程序之间的通信服务。

它定义了应用程序之间的通信协议，并提供了一组通用的应用程序接口。

应用层协议根据具体的应用需求而有所不同，但通常包括文件传输、电子邮件和Web浏览等功能。

常见的应用层协议包括HTTP、FTP和SMTP等。

总之，仪器通信协议是一个完整的体系结构，涵盖了从物理层到应用层的各个方面。

自动控制原理网络控制知识点总结自动控制原理是指利用现代计算机和网络技术，对工业过程进行监测、控制和调节的一门学科。

在当今工业生产中，网络控制已经成为不可或缺的一部分。

本文将就自动控制原理中的网络控制知识点进行总结和分析，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。

一、网络控制基础知识网络控制是在现代计算机和网络技术的支持下实现的，因此对于网络控制的学习，首先需要了解计算机网络和控制系统的基本概念。

1. 计算机网络计算机网络是指将多台计算机通过通信链路连接在一起，共享资源并进行信息交流的系统。

计算机网络的组成部分包括服务器、客户端、路由器、交换机等。

2. 控制系统控制系统是指用来控制和调节工业过程的系统。

根据反馈信号的不同，控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。

二、网络控制的主要技术1. 远程监控远程监控是指通过网络将工业过程中的数据传输到中心控制室，实时监测工业过程中的各项指标，并根据需求进行相应的控制和调节。

2. 自动化控制自动化控制是指通过计算机和网络技术，将传感器采集到的数据输入到控制计算机中进行处理，然后通过执行机构对工业过程进行控制和调节，实现自动化的控制。

3. 数据采集数据采集是网络控制中的重要环节，通过传感器将工业过程中的数据采集到计算机中进行处理和分析，为后续的控制决策提供依据。

4. 调度管理调度管理是指根据工业过程的特点和需求，合理安排生产计划和资源的分配，通过网络控制实现对工业过程的调度和管理，提高生产效率和质量。

5. 通信协议通信协议是网络控制中不可或缺的一部分，它规定了计算机和网络设备之间进行通信所必须遵循的规则和标准，确保网络控制的稳定和可靠。

三、网络控制的应用领域1. 工业自动化工业自动化是网络控制的重要应用领域之一。

通过网络控制可以实现对工厂设备、生产线等的自动化控制和管理，提高生产效率和产品品质。

2. 智能交通系统智能交通系统是指利用网络和控制技术对交通系统进行监测、控制和管理的系统。

网络工程信息安全_通信原理实验讲义一、实验目的1.掌握通信原理的基本概念和原理；2.了解数字通信系统的构成和工作原理；3.学习通信系统中各部件的工作特点及性能指标的测量方法。

二、实验仪器信号发生器、示波器、数字存储示波器、多用测试仪等。

三、实验内容1.信号的频谱分析根据实验要求，使用信号发生器产生不同频率的正弦信号，利用示波器和频谱分析仪进行信号的波形和频谱分析。

2.信号的调制与解调根据实验要求，利用信号发生器产生调制信号，使用示波器和调制解调器进行信号的调制和解调。

3.数字通信系统根据实验要求，使用数字通信系统测试仪，对数字通信系统中的激励特性、传输特性和性能进行测量和分析。

4.通信原理实验综合实验根据实验要求，使用多种仪器和设备，完成一个完整的通信系统的实验。

四、实验原理1.信号的频谱分析信号的频谱是指信号在频率轴上的分布情况，频谱分析是对信号进行频率分解和频谱推导的过程。

常用的频谱分析方法有时域分析和频域分析。

2.信号的调制与解调调制是将低频信号转换为高频信号的过程，解调是将高频信号转换为低频信号的过程。

调制技术有幅度调制、频率调制和相位调制等。

3.数字通信系统数字通信系统是将模拟信号转换为数字信号进行传输和处理的系统。

它包括激励特性、传输特性和性能等方面的参数，通过测试仪器进行测量和分析。

五、实验步骤1.信号的频谱分析a.根据实验要求，使用信号发生器产生不同频率的正弦信号；b.连接示波器和频谱分析仪，将信号输入示波器，并观察信号的波形；c.将信号输入频谱分析仪，利用频谱分析仪进行信号的频谱分析。

2.信号的调制与解调a.根据实验要求，使用信号发生器产生调制信号；b.将调制信号输入调制解调器，利用示波器观察信号的调制和解调效果。

3.数字通信系统a.连接数字通信系统测试仪，按照实验要求进行设置；b.测量和分析数字通信系统的激励特性、传输特性和性能等参数。

4.通信原理实验综合实验a.根据实验要求，准备所需的仪器和设备；b.进行通信原理实验的综合实验，使用多种仪器和设备完成一个完整的通信系统的实验。

第一章计算机控制概述1，计算机控制系统的硬件由主机，常规外部设备，过程输入/输出（I/O）通道，操作台，通信设备组成。

2，DAS，数据采集系统3，OGC操作指导控制系统4，DDC，直接数字控制系统5，SCC，监督计算机控制系统6，DCS，分散控制系统7，FCS，现场总线控制系统8，CIMS，计算机集成制造系统第二章，模拟量输出通道1，模拟量输出通道的任务，把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。

主要由接口电路，数/模转换器，电压/电流变换器等构成。

2，D/A转换器的性能指标，分辨率，转换精度，偏移量误差，线性误差，稳定时间。

3，由于电流信号1，易于远距离传输，且不易受干扰,。

2，在过程控制系统中，自动化仪表接收的是电流信号。

故输出通道常用电流信号传递信息。

4，D/A转换模板具有通用性，体现在，符合总线标准，接口地址可选，输出方式可选。

5，十三，十四页，图。

第三章，模拟量输入通道1，模拟量输,入通道的任务，把控制对象的过程参数如温度电压等模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。

2，把连续变化的量变成离散后在进行处理的计算机控制系统称为离散系统或采样数据系统。

采样形式，周期，多阶，随机采样。

3，A/D转换器从原理上可分为，逐位逼近式，双积分式，电压/频率式。

4，A/D转换器的性能指标，分辨率，转换精典型的度，线性误差，转换时间。

5，A/D转换器的接口电路主要解决主机如何分时采集多路模拟量输入信号。

典型的两种接口电路，查询方式读入A/D转换数，定时方式读入A/D转换数。

第四章数字量输入输出通道。

1，光电耦合隔离器按其输出级不同分为，三极管型，单向晶闸管型，双向晶闸管型。

2，数字量输入通道把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。

以开关和脉冲输入形式居多。

3，数字量输出通道把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。

控制网络与通信课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握控制网络与通信的基本概念、原理和方法。

具体来说，知识目标包括了解控制网络的定义、结构和工作原理，掌握通信系统的组成和功能，了解控制网络在实际应用中的重要性。

技能目标则要求学生能够运用所学知识分析和解决控制网络与通信方面的问题，具备一定的实践操作能力。

情感态度价值观目标则是培养学生的团队合作意识，提高他们对控制网络与通信技术的兴趣和热情。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括控制网络的基本概念、结构和工作原理，通信系统的组成和功能，以及控制网络在实际应用中的案例分析。

具体来说，首先介绍控制网络的定义，然后讲解其结构和工作原理，接着介绍通信系统的组成和功能，最后通过案例分析使学生了解控制网络在实际应用中的重要性。

三、教学方法为了实现教学目标，本节课采用多种教学方法相结合的方式。

首先，采用讲授法为学生系统地介绍控制网络与通信的基本概念、原理和方法。

其次，通过讨论法引导学生主动思考和探讨控制网络与通信方面的问题。

此外，还采用案例分析法和实验法，使学生在实际操作中巩固所学知识，提高实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课准备了一系列教学资源。

教材方面，选用《控制网络与通信》作为主教材，辅助以相关参考书籍和学术资料。

多媒体资料方面，制作了精美的PPT课件，以便更直观地展示控制网络与通信的相关概念和原理。

实验设备方面，准备了控制网络实验箱，让学生在实验过程中亲身体验控制网络的工作原理和应用。

五、教学评估本节课的教学评估采用多元化的方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估他们的学习态度和积极性。

2.作业：布置相关的练习题和案例分析，要求学生在规定时间内完成，通过批改作业了解学生对知识的掌握程度。

3.考试：安排一次期中考试，测试学生对控制网络与通信知识的全面理解和运用能力。

（电工技师培训资料）PLC数据网络通信八、1 数据通信基础不管是运算机，仍是PLC、变频器及触摸屏都是数字设备，它们之间互换的信息是由“0”和“1”表示的数字信号。

通常把具有必然编码、格式和位长要求的数字信号称为数据信息。

数据通信确实是将数据信息通过适当的传送到另一台机械。

那个地址的机械能够是运算机、变频器、可编程操纵器、触摸屏和远程I/O模块。

数据通信系统任务是把地理位置不同的运算机和PLC、变频器、触摸屏及其他数字设备连接起来，高效地完成数据的传送、信息互换和通信处置三项任务。

数据通信方式1、并行通信与串行通信在数据信息通信时，按同时传送位数来分可分为并行通信与串行通信。

（1）并行通信——所传送数据的列位同时发送或接收。

并行通信传送速度快，但由于一个并行数据有n位二进制数，就需要n根传送线，因此经常使用于近距离的通信，在远距离传送的情形下，导线通信线路复杂，本钱高。

（2）串行通信——所传送数据按顺序一名一名地发送或接收。

因此，串行通信仅需要一根到两根传送线，在长距离传送时，通信线路简单、本钱低，但与并行线路相较，传送速度慢，故经常使用于长距离传送而速度要求不高的场合。

但最近几年来串行通信速度有了专门快的进展，乃至可达到Mdit/s的数量级，因此在散布式操纵系统中也取得普遍应用。

二、同步传送和异步传送发送端与接收端之间的同步问题是数据通信中的一个重要问题。

同步不行，轻者致使误码增加，重者使整个系统不能正常工作。

传送进程中必需要解决好传送同步这一问题。

依照数据信息通信时，传送字符中的bit数量相同分为同步传送和异步传送。

（1）同步传送。

采纳同步传输（Synchronus Transmission）时，将许多字符组成一个信息组进行传输，可是需要：在每组信息（通常称为帧）的开始处加上同步字符，在没有帧传输时，要填上空字符，因为同步传输不许诺有间隙。

在同步传输进程中，一个字符能够对应5～8bit。

固然，在同一个传输进程中，所有字符对应一样的比特数，比如说n比特。