一、 绪论
1. 与普通计算机网络相比，工业控制网络具有哪些特点？实时性、稳定性、安全性
2. 现场总线的定义：一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术
3. 判断题：工业以太网具有更高的传输速率，因此可以完全取代现场总线协议 （ x ）错误，现场总线主要用于底层现场设备间互联，工业以太网主要用于上层信息系统集成。
4. 网络控制系统具有哪些优点？A、结构简单，安装、维护方便b、信息集成度高c、现场设备测控功能强
5. 控制网络和信息网络的集成，有哪几种实现方式？硬件实现、dde实现、统一协议标准实现、数据库访问技术实现、opc技术实现
二、CAN总线
1.CAN协议可以划分为 CAN对象层 层、 CAN传输层 层和 物理 层；
2.CAN的4种帧类型分别为： 数据 帧， 远程 帧， 错误 帧和 过载 帧
3.CAN的数据帧由 SOF、 仲裁域 、 控制域 、数据域、校验域、 应答域 和 帧尾 组成，其中校验域是根据 SOF到数据域结束 的数据计算得到的 15 位的 crc 校验码。
4. CAN总线中显性电平表示数字逻辑 0 ， 隐性电平表示数字逻辑 1 。
5.MCP2515属于 （ Ｃ ）
A．CAN控制器接口芯片； B.CAN控制器驱动芯片；
C.独立CAN控制器芯片； D. 集成了CAN控制器的单片机
6.CAN总线使用的数据编码为（ Ｂ ）
A． 归零码（RZ）；B. 不归零码（NRZ）；C. 曼彻斯特编码；D. 差分曼彻斯特编码
7.CAN总线的终端匹配电阻值为（ Ｄ ）
A． 50Ω； B. 60Ω；C. 100Ω；D. 120Ω
8.CAN 总线协议2.0B规定扩展帧的标志位有 （ Ｄ ）
A． 8位； B.11位； C.18位； D.29位
- 1 - 《工业控制网络》课程标准
课程代码：31331Z18
学 时 数：42学时（其中：理论30学时 实践12学时）
课程类型：理论+实践 开课学期：（第4学期）
适用专业：机电一体化高职 开课单位：汽车工程学院
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一、课程定位和目标
课程定位：《现场总线与工业控制网络》课程是机电一体化专业的一门专业基础课，通过本课程的学习使学生掌握现场总线网络拓扑结构，掌握现场总线主要技术指标，掌握掌握主要连接件和接口设备使用和维护，了解硬件和软件组态操作，了解现场总线工程与设计。
教学目标：是使学生建立现场总线的概念、基本特点，建立DNS和FCS概念，了解DCS和FCS系统设备和系统结构，了解计算机网络及工业网络体系结构、网络模式、工业网络通信概念、开放式系统互连参考模型、TCP/IP参考模型，了解PP的主要连接件和接口设备以及硬件连接、组态技术，PRDPIBUS的主要技术、CAN总线技术协议、工业以太网的通信方案。理解现场总线控制技术的基本概念和原理，理解PP通信模型及其主要技术、PP功能块及PP工业组态，理解PRDPIBUS通信技术，理解CAN物理层以及总线器件工作原理，理解工业以太网的实时通信技术，控制器工作原理。要求学生具备现场总线控制系统正常运行的维护和故障检修能力，具有一定的团队精神和解决问题能力。具体目标包括知识目标、技能目标、素质目标，如表1所示。
表1 课程目标结构
知识目标 1．熟悉工业控制系统体系结构；
2．熟悉计算机局域网及其拓扑结构；
3．了解信号的传输和编码技术；
4．了解现场总线网络结构与互联网的网络结构的不同；
5．熟悉现场总线常用的主要连接件、仪表和接口设备；
6．熟悉现场总线技术指标；
7．熟悉现场总线工程与设计；
工业控制网络的发展初探
摘 要：工业自动化和信息技术的发展,使整个社会生产已经向自动控制、智能控制上转型。作为21世纪工业生产的一个重要标志,工业控制网络逐渐应用于工业生产的各个方面。工业控制网络既包括底部设备层的传感器,检测器等器件,也包括终端管理层的办公自动化操作系统,还包括串联起整个系统的现场总线技术。工业控制网络在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。
关键词：工业控制网络；现场总线；发展趋势
0.引言
随着计算机技术、网络技术、控制技术以及现场总线技术的迅速发展，嵌入式微处理器的广泛应用，国际工作研究方向逐渐从重工业、单一化转变为微电子、多元化。自动化技术作为其中的一项重要内容,在工业控制上逐渐显现出了它的优势。本文主要通过对工业控制网络的结构和现场总线技术的描述,来探究未来工业控制网络结构的发展方向。
1、传统工业控制网络结构
从总体结构上来讲，传统企业网络可分为三个层次：管理层、监控层和现场设备层。其结构示意图如下所示：
图一 传统工业控制网络
●管理层。主要是办公自动化系统，同时从监控层提取有关生产数据用于制定综合管理决策。管理层一般使用通用以太网，方便操作，并可连入外部网络。 ●监控层。从现场设备中获取数据，完成各种控制、运行参数的监测、报警和趋势分析等功能，另外还包括控制组态的设计和安装。监控层的功能一般由上位计算机完成，一方面，它通过扩展槽中网络接口板与现场总线相连，协调网络节点之间的数据通信；另一方面，通过专门的现场总线接口（转换器）实现现场总线网段与以太网段的连接。其关键技术是以太网与底层现场设备网络间的接口，主要负责现场总线协议与以太网协议的转换，保证数据包的正确解释和传输。监控层除上述功能外，还为实现先进控制利远程操作优化提供支撑环境。
●设备层。现场设备以网络节点的形式挂接在现场总线网络上，依照现场总线的协议标准，设备采用功能块的结构，通过组态设汁，完成数据采集、a/d转换、数字滤波、温度压力补偿、pid控制等各种功能；此外，通过智能转换器对传统检测仪表电流电压进行数字转换和补偿。
工业控制网络安全解决方案
数据采集与监控（SCADA）、分布式控制系统（DCS）、过程控制
系统（PCS）、可编程逻辑控制器（PLC）等工业控制系统广泛运用于工
业、能源、交 通、水利以及市政等领域，用于控制生产设备的运行。一旦
工业控制系统信息安全出现漏洞，将对工业生产运行和国家经济安全造成重
大隐患。随着计算机和网络技 术的发展，特别是信息化与工业化深度融合
以及物联网的快速发展，工业控制系统产品越来越多地采用通用协议、通用
硬件和通用软件，以各种方式与互联网等公共 网络连接，病毒、木马等威
胁正在向工业控制系统扩散，工业控制系统信息安全问题日益突出。2010
年发生的“震网”病毒事件，充分反映出工业控制系统信息 安全面临着严峻
的形势。
2011年工信部发布了《关于加强工业控制系统信息安全管理的通
知》，通知要求，各地区、各部门、各单位务必高度重视工业控制系统信息
安全管理， 增强风险意识、责任意识和紧迫感，切实加强工业控制系统信
息安全管理。加强数据采集与监控安全（SCADA安全）、分布式控制系统
安全（DCS安全）、过 程控制系统安全（PCS安全）、可编程逻辑控制器
安全（PLC安全）等工业控制系统信息安全管理的重点领域包括核设施、钢
铁、有色、化工、石油石化、电 力、天然气、先进制造、水利枢纽、环境
保护、铁路、城市轨道交通、民航、城市供水供气供热以及其他与国计民生
紧密相关的领域。 通知特别要求：“1.断开工业控制系统同公共网络之间的
所有不必要连接。2.对确实需要的连接，系统运营单位要逐一进行登记，采
取设置防火墙、单向隔离等措施加以防护，并定期进行风险评估，不断完善
防范措施。”
要实现高安全的工控网安全防护保障,还是必须采用网络安全隔离,也
就是使用隔离网闸,这也是为什么国家电网强制要求使用安全隔离网闸的原 因。凭借雄厚的技术实力，北京数码星辰为了解决工业控制网和公共网络之
间的物理隔离，控制网和管理网（MIS网），以及控制网与企业内部网之间
