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工业自动化系统专业课程设置介绍工业自动化系统专业课程设置旨在培养学生在工业自动化系统领域的专业知识和技能。
本专业课程设置涵盖了工业自动化系统的基础理论、实践技术和应用场景等方面的内容，旨在为学生提供全面的工业自动化系统知识体系，以满足工业自动化行业的需求。
课程目标- 了解工业自动化系统的基本概念和原理；- 研究工业自动化系统的基础理论和主要技术；- 掌握工业自动化系统的设计、安装和调试方法；- 熟悉工业自动化系统的运行维护和故障诊断技术。
课程设置1. 工业自动化系统导论- 介绍工业自动化系统的基本概念和发展历程。
2. 传感器技术与信号处理- 研究传感器技术的原理和应用，以及信号处理的基本方法。
3. 控制系统理论与设计- 掌握控制系统的基本原理和设计方法，在课程实践中进行控制系统的设计和仿真。
4. 电气与电子技术基础- 研究电气与电子技术的基本知识，包括电路原理、电子元器件和电气设备等方面。
5. 工业通信与网络技术- 研究工业通信和网络技术的应用，包括现场总线、工业以太网和无线通信等方面。
6. 运动控制技术- 研究运动控制系统的原理和应用，包括伺服控制和步进控制等方面。
7. 工业自动化系统设计与实践- 结合实际案例，进行工业自动化系统的设计和实践，包括系统框架设计和软件开发等方面。
实践环节除了理论课程，还将设置实践环节，让学生能够在实际项目中应用所学的理论知识和技术。
实践环节包括实验室实践、工程项目实践和企业实等形式，以提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
结束语工业自动化系统专业课程设置旨在培养学生具备工业自动化系统领域的专业知识和技能，以满足工业自动化行业的需求。
本文档介绍了课程目标和设置，以及实践环节的安排。
希望这份课程设置能够为学生提供全面和实用的培训，使他们能够胜任相关工作并为工业自动化领域的发展做出贡献。
工业自动化系统操作指南第1章系统概述 (3)1.1 系统简介 (3)1.2 系统组成 (3)1.3 系统功能 (4)第2章系统硬件操作 (4)2.1 设备启动与停止 (4)2.1.1 启动设备 (4)2.1.2 停止设备 (5)2.2 硬件设备连接 (5)2.2.1 连接控制器与执行器 (5)2.2.2 连接传感器与控制器 (5)2.3 故障排除 (5)2.3.1 设备无法启动 (5)2.3.2 设备运行异常 (5)2.3.3 信号传输故障 (6)第3章系统软件操作 (6)3.1 软件安装与卸载 (6)3.1.1 软件安装 (6)3.1.2 软件卸载 (6)3.2 软件界面介绍 (6)3.3 基本操作与设置 (7)3.3.1 基本操作 (7)3.3.2 设置 (7)第4章控制器编程 (7)4.1 编程语言介绍 (7)4.1.1 梯形图（Ladder Diagram） (8)4.1.2 结构化文本（Structured Text） (8)4.1.3 功能块图（Function Block Diagram） (8)4.1.4 顺序功能图（Sequential Function Chart） (8)4.1.5 指令列表（Instruction List） (8)4.2 程序编写与调试 (8)4.2.1 程序编写 (8)4.2.2 程序调试 (9)4.3 编程实例 (9)第5章传感器与执行器 (10)5.1 传感器选型与安装 (10)5.1.1 传感器选型 (10)5.1.2 传感器安装 (10)5.2 执行器选型与调试 (10)5.2.1 执行器选型 (10)5.2.2 执行器调试 (11)5.3 传感器与执行器故障处理 (11)5.3.1 传感器故障处理 (11)5.3.2 执行器故障处理 (11)第6章通信与网络配置 (11)6.1 网络架构与通信协议 (11)6.1.1 网络架构概述 (11)6.1.2 通信协议 (12)6.2 网络参数设置 (12)6.2.1 IP地址设置 (12)6.2.2 子网掩码设置 (12)6.2.3 网关设置 (12)6.3 通信故障诊断 (12)6.3.1 通信故障类型 (12)6.3.2 故障诊断方法 (13)6.3.3 故障处理措施 (13)第7章数据采集与处理 (13)7.1 数据采集方式 (13)7.1.1 传感器采集 (13)7.1.2 数采模块采集 (13)7.1.3 网络数据采集 (13)7.2 数据处理与存储 (13)7.2.1 数据预处理 (14)7.2.2 数据存储 (14)7.2.3 数据备份与恢复 (14)7.3 数据分析与报表 (14)7.3.1 数据可视化 (14)7.3.2 数据挖掘与分析 (14)7.3.3 报表与导出 (14)第8章系统监控与维护 (14)8.1 系统监控界面 (14)8.1.1 概述 (14)8.1.2 功能介绍 (15)8.2 报警与事件记录 (15)8.2.1 报警功能 (15)8.2.2 事件记录 (15)8.3 系统维护与优化 (15)8.3.1 系统维护 (15)8.3.2 系统优化 (16)第9章安全与防护 (16)9.1 安全防护措施 (16)9.1.1 基本原则 (16)9.1.2 防护装置 (16)9.1.3 安全操作规程 (16)9.2 紧急停机操作 (16)9.2.1 紧急停机条件 (16)9.2.2 紧急停机步骤 (17)9.3 安全故障处理 (17)9.3.1 故障排查 (17)9.3.2 故障处理 (17)9.3.3 故障预防 (17)第10章常见问题与解决方案 (17)10.1 软件操作问题 (17)10.1.1 软件启动失败 (17)10.1.2 软件运行缓慢 (18)10.1.3 界面显示异常 (18)10.2 硬件设备问题 (18)10.2.1 设备连接失败 (18)10.2.2 设备响应缓慢 (18)10.2.3 设备故障 (18)10.3 系统功能问题 (18)10.3.1 系统响应时间长 (18)10.3.2 系统稳定性差 (18)10.3.3 数据处理错误 (18)10.4 其他常见问题解答 (18)10.4.1 如何进行系统备份与恢复？ (18)10.4.2 如何更新系统版本？ (19)10.4.3 如何联系技术支持？ (19)第1章系统概述1.1 系统简介工业自动化系统是利用现代电子技术、计算机技术、通信技术及自动控制技术，对工业生产过程进行集成、优化和自动管理的综合性系统。
制造业数字化生产过程监控与优化方案第一章数字化生产概述 (3)1.1 数字化生产的定义与意义 (3)1.1.1 定义 (3)1.1.2 意义 (3)1.2 数字化生产的发展趋势 (3)1.2.1 生产智能化 (3)1.2.2 网络化协同 (3)1.2.3 定制化生产 (4)1.2.4 绿色生产 (4)1.2.5 跨界融合 (4)第二章数字化生产监控系统构建 (4)2.1 系统架构设计 (4)2.2 硬件设备选型与部署 (4)2.3 软件平台开发与集成 (5)第三章数据采集与传输 (5)3.1 数据采集技术 (5)3.1.1 传感器技术 (5)3.1.2 数据采集卡技术 (6)3.1.3 工业以太网技术 (6)3.2 数据传输协议与接口 (6)3.2.1 Modbus协议 (6)3.2.2 OPC协议 (6)3.2.3 数据接口 (6)3.3 数据预处理与清洗 (6)3.3.1 数据过滤 (6)3.3.2 数据平滑 (7)3.3.3 数据归一化 (7)3.3.4 数据降维 (7)第四章实时监控与报警系统 (7)4.1 实时监控界面设计 (7)4.2 报警机制与策略 (7)4.3 故障诊断与处理 (8)第五章生产调度与优化 (8)5.1 生产计划与调度策略 (8)5.2 生产资源优化配置 (9)5.3 生产效率分析与改进 (9)第六章质量管理与分析 (9)6.1 质量检测技术与设备 (9)6.1.1 质量检测技术 (10)6.1.2 质量检测设备 (10)6.2 质量数据统计分析 (10)6.2.2 质量数据分析方法 (11)6.3 质量改进措施与实施 (11)6.3.1 质量改进措施 (11)6.3.2 质量改进实施方法 (11)第七章能源管理与优化 (12)7.1 能源数据采集与监测 (12)7.1.1 数据采集方法 (12)7.1.2 数据传输与存储 (12)7.1.3 数据监测与分析 (12)7.2 能源消耗分析与评估 (12)7.2.1 能源消耗分析 (12)7.2.2 能源消耗评估 (12)7.3 能源优化策略与实施 (13)7.3.1 能源优化策略 (13)7.3.2 能源优化实施 (13)第八章设备维护与管理 (13)8.1 设备状态监测与预警 (13)8.1.1 监测技术的应用 (13)8.1.2 预警系统的构建 (13)8.1.3 预警信息的处理与反馈 (13)8.2 维护计划与实施 (14)8.2.1 维护计划的制定 (14)8.2.2 维护资源的配置 (14)8.2.3 维护实施与跟踪 (14)8.3 设备故障分析与改进 (14)8.3.1 故障原因分析 (14)8.3.2 故障处理与改进措施 (14)8.3.3 改进效果的评估与反馈 (14)第九章安全生产与环保 (14)9.1 安全生产监控与管理 (15)9.1.1 安全生产监控 (15)9.1.2 安全生产管理 (15)9.2 环保监测与改进 (15)9.2.1 环保监测 (15)9.2.2 环保改进 (15)9.3 安全生产与环保法规遵守 (16)第十章项目实施与评价 (16)10.1 项目实施计划与步骤 (16)10.1.1 项目启动阶段 (16)10.1.2 项目实施阶段 (16)10.1.3 项目验收阶段 (17)10.2 项目风险管理 (17)10.2.1 风险识别 (17)10.3 项目效果评价与改进 (17)10.3.1 效果评价 (17)10.3.2 改进措施 (17)第一章数字化生产概述1.1 数字化生产的定义与意义1.1.1 定义数字化生产是指在制造业中，通过计算机技术、网络通信技术、自动化控制技术等现代信息技术，对生产过程进行数字化改造，实现生产资源的优化配置、生产过程的实时监控与智能化管理。
SIMATIC NETCP 243-1工业以太网通讯处理器技术手册10/2002J31069-D0428-U001-A-7618 前言产品信息目录插图目录表格目录引言特性和功能安装和调试组态编程诊断附录A：技术数据附录B：实例附录C：超时附录D：兼容性SIMATIC NET – 技术支持和培训西门子公司版权所有©2002。
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没有明确的授权，禁止将本手册传递给第三方，禁止复制本手册或其相关内容。
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西门子公司自动化与驱动集团Postfach 48 48D-90327 Nürnberg 责任声明我们已检察过本手册的内容，以确保与所述硬件和软件相符。
但错误在所难免，不能保证完全的一致。
本手册中的内容将定期审查，并在下一版中进行修正。
欢迎您提供意见或建议。
若有变更，恕不另行通知。
Siemens Aktiengesellschaft J31069-D0428-U001-A1-7618ii安全指南本手册包括应该遵守的注意事项，以保证人身安全，防止财产损失和设备损坏。
这些注意事项在本手册中采用警示三角形加以突出强调，并根据危险等级注明如下： 危险表示一种即将发生的危险情况，若不采取适当的预防措施，将造成死亡或严重的人身伤害。
警告表示一种即将发生的危险情况，若不采取适当的预防措施，可能会造成死亡或严重的人身伤害。
注意与警示三角形一起使用，表示一种即将发生的危险情况，若不采取适当的预防措施，可能会造成轻微的人身伤害。
注意与警示三角形一起使用，表示一种即将发生的危险情况，若不采取适当的预防措施，可能会造成财产损失。
注意表示一种即将发生的情况，如果不遵守安全注意事项，可能会造成不良结果或状态。
备注对于有关产品及其使用的重要信息事项加以强调，或表示是一种必须特别注意的安全事项。
商标SIMATIC®、SIMATIC NET®、SINEC®和SIMATIC NET Networking for Industry® 均为西门子公司的注册商标。
SIMATIC NET CP 243-1工业以太网通讯处理器技术手册前言产品注意事项目录插图目录表格目录简介特性和功能安装和调试组态编程诊断附录A：技术数据附录B：举例附录C：超时SIMATIC NET –技术支持和培训西门子公司版权所有©2002。
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J31069-D0428-U001-A1-7618安全指南本手册包括应该遵守的注意事项，以保证人身安全，防止财产损失和设备损坏。
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警告表示一种即将发生的危险情况，若不采取适当的预防措施，可能会造成死亡或严重的人身伤害。
小心与警示三角形一起使用，表示一种即将发生的危险情况，若不采取适当的预防措施，可能会造成轻微的人身伤害。
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气动阀岛技术(一)李跃; 金勤芳【期刊名称】《《流体传动与控制》》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】3页(P56-57,59)【关键词】气动; 阀岛; 现场总线; 模块化; 可编程【作者】李跃; 金勤芳【作者单位】费斯托(中国)有限公司上海 201206【正文语种】中文【中图分类】TH138引言在上世纪80年代，随着工业自动化的发展，系统的构建也越加庞大，大量用到了气动、电动和控制元件。
管道的连接和布线变得越来越复杂，这不仅增加了安装的复杂性，而且也导致成本增大。
因此寻求一种新的技术解决方案是绝对有必要的。
如今，气动阀岛（以下简称阀岛）已经越来越广泛地应用在自动化领域中，比如汽车制造、橡胶、纺织、印刷包装、医药化工、食品等领域。
阀岛有如此大的吸引力，是因为在一个系统里，使用阀岛之后可以大大降低气、电、机的安装和连接数量，不仅使系统简洁、调试和维护方便，而且日后系统的更新或扩展都非常灵活。
1 阀岛的起源和发展对于气动系统，通常采用气动执行机构（如气缸、气爪、真空吸盘等）来实现送料、抓取等工序，这些气动执行机构的动作由电磁阀来控制（如图1所示）：要对每一个电磁阀进行电气连接，也就是说每一个线圈都要逐个连接到控制系统；还要安装消音器，压缩气源以及连接到气缸的管接头等。
自动化程度越高，机器设备及其使用的电气、气动系统的复杂化程度也越高，采用的气缸、电磁阀等元件的数量也随之增多。
在阀岛问世以前，传统的独立接线控制方式（如图2所示），即使采用集装阀形式，几十根甚至上百根的控制接线，气管连接，不仅使布线安装困难，而且存在很多故障隐患，众多的连线和管道为设备的维护和管理带来不便，此外制造这一系统必须花费大量的时间和人力，这使得整个设备的开发、制造周期延长，而且常常会因为人为因素出现设计和制作上的错误。
图1 单个电磁阀及气动执行机构的接线及工作原理示例图2 传统的独立接线控制方式怎样才能简化气动系统的安装并且获得最佳的性能，成为自动化领域内各大生产厂商所面临的问题。
1、工业控制网络技术的特点：（1）具有实时性和时间确定性（2）、信息多为短帧结构且交换频繁 3可靠性和安全性较高 4网络协议简单实用 5网络结构具有分散性 6易于实现与信息网络的集成1、工业控制网络技术包括：1.现场总线技术：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 2.工业以太网技术：采用与商用以太网兼容的技术，选择适应工业现场环境的产品构建的工业网络2、自动控制系统的发展主要经历了那几个阶段：1 气动信号控制阶段 2 模拟信号控制阶段3 集中式数字控制 4 集散式数字控制 5网络控制3、网络控制系统的优点；1结构简单、安装维护方便 2 信息集成度高3 现场设备测控功能强 4 易于实现远程控制4、控制网络与信息网络的区别：1 控制网络具有较高的数据传输实时性和系统响应实时性2控制网络具有较强的环境适应性和较高的可靠性 3 控制网络必须解决多家公司产品和系统在同一网络中的相互兼容问题5、控制网络和信息网络集成的实现方式：1 采用硬件实现 2采用DDE实现 3采用统一的协议标准实现 4采用数据库访问技术实现 5采用OPC实现第二章CAN （控制器局域网）1、CAN总线特点：1.AN为多主方式工作 2.AN网络上的节点信息分成不同的优先级3.CAN 采用非破坏性总线仲裁技术 4.采用报文滤波 5.直接通信距离可达10km 6结点取决于总线驱动电路 7.采用短帧结构传输时间段抗干扰能力强，有较好的检错结果 8.每次信息都有CRC检验及其他检错措施 9.通信介质可为双绞线，同轴电缆或光线选择灵活 10.CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能2、CAN通信模型：遵循ISO/OSI标准模型，分为数据链路层和物理层。
数据链路层包括逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层3、报文传送类型：数据帧、远程帧、错误帧和超载帧4、报文结构：1.帧的组成：由7个不同位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结束5、错误类型：位错误、填充类型、CRC错误、格式错误、应答错误6、正常位时间组成：分为几个互不重叠的时间段，包括：同步段、传播段、相位缓冲段1、相位缓冲段27、显性隐性类：显性“0”状态以大于最小阀值的差分电压表示隐形“1”8、CAN通信控制器：（1）sja1000通信控制器实现了can总线物理层和数据链路成的所有功能。
PROFINET通信等级本文包括如下几个主题：工业以太网和PROFINET技术；PROFINET通信等级；PROFINET实现不同通信等级的方法。
1、工业以太网和PROFINET技术工业以太网是用于工业自动化环境中、符合IEEE 802.3标准的以太网。
工业以太网采用IEEE 802.1D(媒体访问控制网桥)规范和IEEE 802.1Q(局域网虚拟网桥)规范，通过使用全双工通信技术、优先响应技术、流量控制技术及虚拟局域网技术，可以将其实时响应时间做到5-10ms左右。
工业以太网和商业以太网是兼容的。
PROFINET技术是国际组织PI推出的一种总线技术，它基于工业以太网技术、TCP/IP技术和IT技术，是一种实时以太网技术。
2000年年底，PROFINET作为第10种现场总线列入了IEC61158标准中。
PROFINET技术包括PROFINET IO和PROFINET CBA两部分，它们基于不同的通信模型。
① PROFINET IOPROFINET IO用来完成工业自动化中分布式系统的控制，主要包括如下三种角色：IO控制器、IO设备和IO监视器；◆IO控制器(IO Controller)PROFINET IO系统的主站，执行各种控制任务，包括：执行用户程序、与IO设备进行数据交换、处理各种通信请求等；◆IO设备(IO Device)PROFINET IO系统的从站，由分布于现场的、用于获取信号的模块、传感器及执行器组成；◆IO监视器(IO Supervisor)IO监视器用来组态、编程，并将相关的数据下载到IO控制器中，还可以对系统进行诊断和监控。
最常见的IO监视器是用户的编程电脑。
② PROFINET CBAPROFINET CBA(Component-Based Automation)是基于组件的自动化，它适用于设备/系统之间的通信。
如果说PROFINET IO是控制器与现场设备的IO数据交换，那么PROFINET CBA则提供了多个IO系统之间的标准接口，可以组成更大的系统。
工业以太网和工业实时以太网的安装,调试和诊断技术（一）1 前言自从20世纪70年代中期，美国XEROX公司提出了以太网这个新概念，首次提出采用一种传输媒介将Xerox打印机与数个计算机相连进行通讯的构思，即带有冲突检测的载波侦听多路存取（CSMA/CD）的方法以后，短短的三十多年以来，随着科技的不断发展，这一设想在实践中得到了不断的改进，从而形成一致而又强大的局域网技术。
IT的工程师们从实际应用出发采取了各种措施改进以太网的技术，今天，作为物理层基础的以太网与最广泛的，标准化的通信协议的TCP/IP的有机结合，成为了现代通信技术最成熟的使用方法。
图1 Robert M. Metcalfe博士著名的草图以太网技术在办公领域的广泛应用使得从事自动控制技术研究的人们自然而然想到是否也能将日益发展、日益标准化的以太网技术应用到工业的领域之中来。
因此，近几年来，在国内的自动控制领域中产生了一个非常热门的话题，即现场总线技术与以太网技术之争，尽管现场总线技术近十多年来在工业控制领域得到了迅速发展，并且在工业自动化系统中得到了广泛的应用。
然而随着IT 技术的不断革新，通讯网络技术的不断完善，使得当前从事自动化技术的专业人员面临着一个问题：是否刚刚进入中国的现场总线将被以太网技术所代替？是否Ethernet就是现场总线的未来呢？目前为止，我们对于这个问题还不能给予一个简单的回答，但是专家们公认：自动化技术中通信方式一直在发展变化，并逐渐趋向开放和透明的系统解决方案。
信息的连续性正在变得越来越重要。
这时候引入以太网和互联网技术将会使目前所谓集中型自动化系统真正成为带有分散型智能化的网络控制。
以太网虽然不是一种现场总线，是属于局域网技术，主要用于办公管理系统的通讯。
但是由于这种通讯方法的广泛应用和技术的完整性，很多研究人员一直在探索如何将以太网技术应用于工业控制系统领域中去，以满足工业控制系统对通讯提出的要求。
但是现场工程师们对以太网的了解大多来自他们对传统商业以太网的认识。
许多控制系统工程的网络通信的实施往往由IT部门的技术人员来实施。
但是，IT工程师们对于以太网的了解，仅仅局限于办公自动化商业以太网的实施经验，不能发挥以太网在工业控制系统中应用的真正的优势，不懂得工业控制数据传输对以太网的要求，也不理解如何将以太网内在的特殊功能用于工业的领域，如拓扑网络结构的改变，冗余方案，可靠性，及时性等等，从而产生许多不清楚的概念和想法。
从根本上来讲包括：(1)对以太网，工业以太网和工业实时以太网的区别不明确；(2)对以太网在办公领域应用与在工业领域应用的必要条件不明确；(3)对工业以太网与工业实时以太网应用的领域不明确；(4)对工业以太网的组态、安装、调试的方法不了解。
正由于这些不确定的因素大大地限制了以太网技术在工业现场的应用。
正由于对于对这些概念的认识不够，往往在工程的实施中为了节省初期工程实施的成本，工程设计人员将简单的以太网的模块应用于工业环境的现象，这给整个控制系统留下不稳定因素，对今后的生产的可靠性带来来不可估量的隐患。
因此，今天尽管以太网已在OFFICE世界得到广泛应用，但是在越来越多的自动化系统工程开发应用基于以太网的通信网络结构的时候，必须考虑工业应用中对于通讯系统提出了许多近乎苛刻的特殊要求，如要求数据采集的确定性，实时性、在恶劣的工况下运行的可靠性，现场安装调试的方便性等。
总之在最恶劣和苛刻的条件和环境中也能操作可靠并显示被控对象的行为，是对每个希望在工业领域应用以太网技术的设计人员和工程师的最大的挑战。
目前，在国内正在大力地推广应用工业以太网，各种各样的工业以太网的研讨会、产品介绍会、各种类型的培训班层出不穷，对普及工业以太网技术起了重要的作用，使人们了解了国际工业以太网的发展的趋向、工业以太网在工业领域应用的重要性，人们也在讨论选择工业以太网应该考虑的因素，但是就工业以太网技术在自动控制领域应用的基本问题，如工业以太网系统的安装、调试和诊断等方面的讨论却较少。
本连载将对在工业以太网应用中遇到的安装，调试和诊断的问题作一介绍，并希望通过与读者的互相沟通，将我们的使各行业工业以太网的应用水平得到提高。
连载将分以下几大部分：(1)以太网技术的简介(2)工业以太网和工业实时技术的特点(3)无线以太网技术的特点(4)工业以太网的安装连接和抗干扰技术(5)工业以太网的组态和调试技术(6)工业以太网的安全和诊断技术(7)工业以太网网络的管理功能软件-Factory Manager(8)工业以太网今后的发展方向(9) 总结2 以太网技术简介2.1 以太网的发展历史以太网（Ethernet）这个名字来自于无线电技术。
19世纪时，很多科学家认为电磁波的传输需要一种媒介，这种媒介被称为擡ther敗Ｔ?0世纪70年代中期，美国XEROX公司提出了以太网这个新概念，采用了CSMA/CD（载波侦听多路存取/冲突检测）的访问方法。
第一个以太网系统，能够通过1000多米的同轴电缆，连接超过100个站点，实现3Mbps的数据传输速率。
表1 以太网的发展历史70年代后期，由DEC、Intel和XEROX公司组成的DIX工作组将以太网的传输速率提高到了10MB/s。
1995年，IEEE正式通过802.3u快速以太网标准。
快速以太网仍然采用CSMA/CD协议，但物理层则提供100M/s传输速率。
随后以太网技术进一步发展到1000MB/s（千兆网）和10000MB/s（万兆网）。
在这些网络中，不仅仅使用同轴电缆，也可采用双绞线电缆、光纤以及无线传输。
传输速度高达100GB/s及以上的以太网网络也正在规划中。
2.2 以太网的标准总部设在纽约的IEEE（国际电气电子工程师协会）负责以太网技术的标准化和发布。
1983年，IEEE在DIX工作组的研究基础上，发布了第一个以太网标准IEEE802.3。
从此，以太网的标准被IEEE不断地扩展。
相关的标准通过子集的方式得到持续不断地发展和加强。
表2中列出了最重要的以太网和无线技术的标准。
表2 以太网标准以太网的基本原理为CSMA/CD（载波侦听多路存取/冲突检测）的访问方法。
按照OSI参考模型，以太网只定义了物理层和数据链路层。
作为一个完整的通信系统，以太网需要高层协议的支持。
而70年代中期由美国国防部为其A RPA网开发的TCP/IP协议与以太网技术紧密捆绑在一起。
由于后来国际互联网采用了以太网和TCP/IP协议，人们甚至把如超文本链接HTTP等TCP/IP协议组放在一起，称为以太网技术。
下面将介绍以太网技术、以太网所使用的协议以及在OSI参考模型层结构中的分类。
2.2.1 OSI参考模型图2 OSI参考模型的数据交换以太网是基于通信系统的OSI（Open System Interconnection）开放系统互联参考模型。
OSI参考模型是在1984年由国际标准化组织ISO（Internation al Organization for Standardization）发布的，现在已被公认为计算机互联通信的基本体系结构模型。
OSI参考模型对一个开放的网络结构中系统之间的通信进行了系统地描述和标准化。
通信所需要的功能被分解为七个易于管理的功能层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
通过这种方式，复杂的通信过程被简化和分解为小的逻辑单元。
OSI的七层协议分别执行一个或一组任务，完成特定的网络功能，各层间相对独立，互不影响。
第1到4层，是面向网络的低层。
第5到7层是面向应用的，称为高层。
每个独自的低层通过所定义的接口向高的层提供服务。
下面是OSI参考模型的七个层次。
(1)物理层。
为它的上一层提供一个物理连接，以及它们的机械、电气、功能和过程特性。
如规定使用电缆和接头的类型，传送信号的电压等。
(2)数据链路层。
负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据。
每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息。
数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。
在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发送方重发这一帧。
(3)网络层。
选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。
网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。
(4)传输层。
根据通信子网的特性最佳的利用网络资源，并以可靠和经济的方式为两个端系统（也就是源站和目的站）的会话层之间提供建立、维护和取消传输连接的功能，负责可靠地传输数据。
在这一层，信息的传送单位是报文。
(5)会话层。
不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。
如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
(6)表示层。
主要解决拥护信息的语法表示问题。
它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。
即提供格式化的表示和转换数据服务。
数据的压缩和解压缩加密和解密等工作都由表示层负责。
(7)应用层。
确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。
2.2.2 CSMA/CD访问方法CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect），即载波侦听多路存取/冲突检测，是以太网技术的基本原理。
随着科技的发展，带有冲突检测的载波侦听多路存取（CSMA/CD）的方法不断改进，从而形成一致而又强大的局域网技术。
CSMA/CD起源于美国夏威夷大学开发的ALOHA网所采用的争用型协议，并进行了改进，使之具有比ALOHA协议更高的介质利用率。
CSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议，网中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。
每个站在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。
这时，如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。
每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。
2.2.3 以太网及相关协议标准化的通信是系统互操作性的基本要求，而以太网正是代表了这种标准。
以太网自身实现了OSI参考模型的第1层和第2层，这在IEEE802.1-3标准中进行了定义。
在OSI参考模型中，以太网上面的层实现了INTERNET协议IP（第3层）和TCP/UDP（第4层）传输协议。
以太网和TCP/UDP以及IP规范一起也被称为INTERNET协议包，而TCP/IP通常可看作是整个协议包的同义词。
第5到7层提供应用协议，例如FTP, Telnet, SMTP, NSP, SNMP等。
