工业通信基础讲述

《工业网络与SCADA技术》课程标准一、课程定位《工业网络与SCADA技术》是智能制造专业的一门专业核心课程，以工业网络技术,计算机网络技术、工业控制编程技术，计算机编程技术为基础，以培养优秀的工业系统维护人员为目标。

课程主要讲授SCADA系统概述、工业网络基础、计算机网络基础、工业硬件及编程、SCADA系统集成和工业安全。

在讲述基础知识的同时，包含概念解析视频、交互式动画和现场技能实拍，用于培养学生的动手能力，使学生在学到理论知识的同时•，掌握相关技术的实际操作，真正做到学以致用。

前导课程：《工业网络基础》、《计算机网络基础》、《PLC编程》、《计算机编程基础》后续课程：《智能制造原理及实现》二、课程目标1.知识目标1）掌握SCADA系统的组成、架构及应用2）了解常见的数据传输模式、接口3）掌握常见的工业网络结构与工业通讯的协议及其应用4）掌握计算机网络组成和计算机网络体系结构5）掌握TCP、UDP、ICMP协议的应用6）了解计算机结构定义、组成及应用7）掌握工业设备组成、架构和控制逻辑8）掌握设备故障的基本类型以及应对方法9）了解操作员站编写组成、运行原理和应用10）掌握数据采集和修改方法11）掌握现场设备集成及系统设备信息化集成方法12）了解工业功能安全和工业系统安全13）掌握生产基本的生产事故预防和突发状态处理方法2.能力目标D能够正确选择数据传输方式及工业通讯协议；2）能够采用计算机网络协议进行通信；3）能够选择合适的工业设备并进行编程；4）能够利用数控加工技术正确加工工件；5）能够对工业设备故障进行简单的检修及协作处理；6）能够搭建设备信息化集成架构，7）能够对集成点进行定位和改造8）能够对工业系统运行有一定的维护能力。

3.素质目标D具有工业网络技术维护、集成的基本素质及安全意识，能遵守不同设备的相关安全条款。

2）具有严谨科学的做事态度和良好的行为规范。

3）具备独立思考与解决问题的能力。

一、名词解释：1.SP,CP，ITSP分别指什么？SP：Service Provider，服务提供商。

CP：Content Provider，内容提供商。

ITSP：IP电话服务商2.FXS,FXO名词解释FXS：外围交换用户话机接口是将模拟线路传输到话机的埠。

换句话说，就是传送拨号音，电池电流以及响铃电压。

FXO：外围交换局接口是接受模拟线路的埠。

它是电话或传真机，或模拟电话系统上的插口，用来传输挂机/摘机指示(回线闭合)。

由于FXO端口附着于装置上，如传真机或电话机，所以这种装置通常被称为“FXO装置”。

3.SIP名词解释SIP是一个应用层的信令控制协议。

用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。

这些会话可以好似Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。

会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。

4.NAT名词解释网络地址转换(NAT,Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有地址转化为合法IP地址的转换技术,它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。

NAT 的实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat 和端口多路复用OverLoad。

5.QoS的用途QoS的英文全称为"Quality of Service"，中文名为"服务质量"。

QoS是网络的一种安全机制, 是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。

在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web应用，或E-mail设置等。

但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。

当网络过载或拥塞时，QoS 能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。

QoS 具有如下功能：1）分类分类指具有QoS的网络能够识别哪种应用产生哪种数据包。

工业通信的基本原理和应用工业通信是指在工业自动化系统中，通过各种通信手段实现设备之间的信息传递和控制，从而实现生产流程的自动化和优化。

本文将介绍工业通信的基本原理和应用。

一、基本原理1.1 数据通信原理工业通信的核心原理是数据通信。

数据通信是指通过通信线路或无线信道，将信息从发送方传输到接收方的过程。

基本的数据通信原理包括数据发送、信号传输、数据接收、错误检测和纠错等环节。

1.2 通信协议工业通信中，使用各种通信协议来规定数据的格式、传输方式和通信规则。

常见的通信协议包括MODBUS、PROFIBUS、OPC等。

这些通信协议在工业通信领域中广泛应用，能够实现设备之间的数据交换和通信控制。

1.3 通信网络工业通信中，通信网络起到连接各个设备和系统的作用。

通信网络可以分为局域网（LAN）、广域网（WAN）和无线网络等。

局域网通常用于局部范围内的通信，而广域网用于不同地区之间的通信。

无线网络则提供无线连接的便利性。

二、基本应用2.1 远程监测与控制工业通信可以实现设备的远程监测与控制。

通过网络连接，监控中心可以实时获取各个设备的状态信息，并对设备进行远程控制。

这种远程监测与控制可以提高生产效率，减少人工干预，提升生产安全性。

2.2 数据采集与处理工业通信可以实现设备数据的采集与处理。

通过传感器、控制器等设备，将设备的各项参数采集到中央处理器进行处理和分析。

这些数据可以用于生产过程的监测和优化，帮助企业做出更好的决策和调整。

2.3 调度与协调工业通信可以实现生产设备的调度与协调。

通过通信协议和网络连接，各个设备之间可以共享信息，实现相互协调和配合。

比如，在自动化生产线上，各个设备可以实时传递工作状态，从而实现生产过程的高效调度与协调。

2.4 监测与维护工业通信可以实现对设备的监测与维护。

通过远程监测和故障诊断，可以及时发现设备的故障和异常，提前采取措施进行维修和保养。

这种监测与维护可以减少生产停机时间，降低维修成本，提高设备的可靠性和可用性。

工业机器人基础技能任务六、工业机器人I/O通信一、任务目标1、会选用机器人的I/O板、I/O信号2、会定义机器人的I/O板3、会定义机器人的I/O信号4、能监控输入输出信号二、任务描述1、定义机器人的I/O板2、定义机器人的I/O信号3、监控输入输出信号三、任务准备1、知识准备：（从新买的书中找相应的内容：《工业机器人实操与应用技巧》）（1）I/O板类型（2）I/O信号类型•数字输入信号•数字输出信号2、材料准备：I/O板、接线端子3、设备准备：工业机器人基础工作站四、任务实施1、定义机器人的I/O 板(录屏：按照牛老师的教材操作过程在软件上重新截屏)•定义I/O 板，以DSQC651板为例①D651板总线接口和DeviceNet 总线如图1-6—1所示，将总线插头插在DeviceNet 总线图1-6-1②点击控制面板，如图1—6—2所示； ③点击“配置”，如图1-6-3所示；图 1-6-3④确认选择“I/O”，如图1-6-4所示；接口上。

(0V)1 2 35 6 7 8 9 1011DeviceNet 总线接口3HAC025784-001/00 DSQC 651I 2 3 6 n 8Dll Systm3j»eld(CB-L-0313577)防炉装正停止已停止(MS 10M )叫x|名称 1类型 总线 地址 状态 1强？共TBOARDIOd651DeviceHetl 10 正在运行 DR7_1 LOCAL_(ZNERIC Local DRV_1 正行DRV_2 LOCAL_ 史 NERIC Local DRV_2 启动 DRV_3 LOCAL_ 史 NERIC Local DRV_3 启动DRV_4 LOCAL_施 NERICLocal DRV_4 启动GAP VirtualVirtuall正在运行 PAHELLOCAL_施 NERICLocalPAHEL正在运行过滤器▲信号 状态视图▲ 就l/o国图1-6-2c④酚◎⑪②电岂⑪a 降网购 A333 比00 山00N j <HSX6 ANALOG OUTPUT0362 珅 123 4&7□MS □ NS意输入输出I/O 单元从列表中选择一个I/O 单元。

CAN线基础知识讲解1. 什么是CAN线？CAN（Controller Area Network）是一种串行通信协议，最初由德国公司Bosch 开发。

CAN总线主要用于车辆内部的通信系统，但现在也被广泛用于工业控制和汽车领域以及航空航天领域。

CAN线是CAN总线的物理连接线路，负责将CAN控制器、传感器、执行器等设备连接起来进行数据通信。

2. CAN线的特点•高可靠性：CAN线采用差分信号传输，抗干扰能力强，即使在噪音干扰较大的环境下，数据传输也可靠。

•实时性强：CAN线采用事件驱动的通信方式，具有较低的延迟，适用于要求实时性的应用场景。

•多路复用：CAN总线支持多个设备在同一根线上进行通信，节约了线路资源。

•灵活性：CAN总线可以动态连接和断开设备，方便系统调试和维护。

3. CAN线的工作原理CAN线采用双绞线作为传输介质，数据传输采用差分信号方式，即在CAN_H和CAN_L两根信号线上传输互补的电压信号。

CAN_H线上的电压高表示逻辑1，CAN_L线上的电压高表示逻辑0，通过CAN控制器的差分比较可以识别信号。

CAN线的通信帧由起始标志、控制字段、数据字段、CRC字段和结束字段组成，通信速率可根据需求配置。

CAN线具有发送器和接收器，通过在总线上抢占通信的方式实现多路复用。

4. CAN线的应用领域CAN线广泛应用于汽车电子控制系统、工业控制系统、医疗设备、航空航天等领域。

在汽车电子控制系统中，CAN线连接了发动机控制单元、传感器、仪表盘、空调控制器等各个设备，实现数据的快速传输和实时控制。

在工业控制系统中，CAN线连接了PLC、传感器、执行器等设备，实现设备之间的数据交换和协同工作。

CAN线也被广泛应用于航空航天领域，连接了航空电子设备、飞行控制系统等，确保了系统的可靠性和实时性。

5. CAN线的发展趋势随着物联网、智能制造等领域的快速发展，CAN线也在不断演进。

未来CAN线将更加智能化、高速化，支持更多的设备连接和更高的数据传输速率。

国家科技基础条件平台重点项目先进制造与自动化科学数据共享网工作简报2007年第4期总第18期“先进制造与自动化科学数据共享网”项目治理办公室出版日期20 07年3月31日国家科技部进展打算司领导来我院指导工作2007年3月22日下午，国家科技部进展打算司秦勇副司长、平台基地处徐芃处长、攻关处包献华处长、打算和谐处崔玉亭处长、863处刘敏处长、区域进展处董丽娅处长、评估统计处刘树梅处长、综合处柯千红处长等9位领导来我院指导工作。

我院李新亚院长、王德成副院长、科技进展部郭建平副部长、李建萍高工和信息中心李丽亚研究员、宋扬工程师等人热情接待了秦司长一行。

各位领导在视察了为科技部打算司工作的各有关办公室和数据共享项目办公室后，在院816会议室听取了李新亚院长对我院差不多情形的介绍和李丽亚研究员关于打算司有关工作及基础条件平台数据共享项目的汇报，并就有关咨询题进行了较为深入地讨论。

会议由王德成副院长主持。

李新亚院长第一对各位领导在百忙中能够抽时刻来我院指导工作表示烈火的欢迎和诚挚的谢意。

李院长在会上重点介绍了我院的组织机构、转制后的进展情形、近几年在科研力量、要紧研究方向、科研成果、人员培养及产业拓展等方面的新进展，并对我院的以后进行了展望，期望以后能在有关领域更多地承接科技部的项目，在为科技部服务的同时壮大我院的科研力量。

李丽亚研究员回忆了多年来协助科技部进展打算司所做的各项工作，并向领导汇报了《先进制造与自动化科学数据共享网》进展情形，感谢科技部领导和院领导多年来给予的支持，表示将更加努力地做好数据共享项目。

同时，情愿连续发挥自己的优势，在科技打算项目的日常治理、信息治理、信用评判、绩效考评等方面承担更多工作，努力做好这些公益性工作。

秦司长对机械总院承担科技部打算司的治理支撑工作给予了充分的确信，感谢院领导对这项工作给予的支持。

他指出：近几年，科技部打算司与机械总院在政府项目的治理工作上进行了专门好地合作，机械总院承担了大量的项目治理工作，起到了技术支撑的作用。

“课程思政”在《物联网通信技术基础》课程教学中的建设与实践范天娥，谢昊飞，黄庆卿（重庆邮电大学自动化学院，重庆400065）一、引言习近平总书记在在2016年12月召开全国高校思想政治工作会议上强调，要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。

因此，“课程思政”是指将各类课程与思想政治理论建设结合起来，将“立德树人”作为教育的根本任务。

近年来，上海市推行了一套有价值、可推广的“课程思政”改革方案，并将“课程思政”在全市12所学校整体试点、12所学校重点培育和34所学校一般培育，基本实现全市高校全覆盖。

目前，各高校已建设“中国系列”课程近30门，综合素养课程175门，近400门专业课程申报开展试点改革。

这些试点和改革说明，要加强高校思想政治教育工作，必须从高等教育“育人”本质要求出发[１]。

《物联网通信技术基础》是物联网工程专业的专业基础课程，讲述的是物联网的通信技术和计算机网络相关方面的知识。

随着工业物联网、智能制造、工业4.0、边缘计算、时间敏感性网络、5G、低功耗广域网等新的概念、模型和技术的不断涌现，给《物联网通信技术基础》课程带来了丰富的思想政治素材。

近年来，网络通信、移动通信渗透到人们生活的方方面面，日常的吃、穿、住、行等方面都有物联网通信基础的存在。

物联网通信的各类软件的兴起也带来许多思想传递的新媒体，如微信、微博、网络论坛、网络直播等。

国际物联网标准之争、移动通信5G标准之争以及公司之间的竞争都是本门课程需要加入的思想政治素材。

二、“课程思政”在《物联网通信技术基础》中的可行性物联网通信技术基础蕴含了一部通信技术演变历史，将思想政治精神和教学知识点完美融合，例如在网络的应用普及中，强调大学生参与网络时要加强爱国意识、道德法律知识，正确引导其进行人生观、价值观、世界观，从而使其在参与网络社交活动时，体会到思想政治理论课中所展现出来的对思想的教育是基于主流价值观，对他们思想的忧患意识、阵地意识及历史使命感和责任感教育的重要性；在某些案例中，如网络安全计算机病毒中，加入生动有趣的思想政治案例，提高理论课的趣味性同时，有效的进行思想渗透；5G标准之争、技术之争以及华为、中兴科技公司与美国制裁案例讨论等等教学内容都极大丰富本课程思想政治内容。

通信基础设施建设过程中的问题及解决摘要：现代社会在发展过程中，信息技术为人们的生活和生产带来了诸多便利，为了推进社会的可持续发展，我国加大了通信基础设施建设力度，为加快城镇化的进程奠定良好的基础。

但是，在通信基础设施建设期间，常常存在一些问题，对通信基础设施的建设产生了一定的影响。

因此，本文以互联网角度为出发点，对我国通信基础设施建设过程中存在的问题进行了分析，并提出具体解决的建议，从而为完善通信基础设施提供有利保障。

关键词：通信基础设施；建设过程；问题；解决一、通信基础设施建设的重要意义在科学技术水平不断提升的背景下，加快了社会的变革，当前，我国已经将在“互联网+”作为主要的发展战略，工业是我国支柱行业，现代工业与传统工业相比有很大的差距，工业 4.0有了全新的目标，并且已经实现了智能网络化，通过将物理实体世界和网络虚拟世界有机的联系在一起，不但有利于生产具有个性化和灵敏度高的智能产品，而且构建了全新的服务生产模式。

但是，我国在迎来了机遇的同时也面临着挑战，由于通信技术、信息技术等正处于不断创新的状态，通信行业为了提高核心竞争力，需要缩短产品的生命周期，将提升销量和减少研发成本等作为主要的因素进行深入分析。

同时，从消费的角度来讲，在传递信息过程中，通信基础设施作为重要的载体和媒介，在交易成本与消费结构等方面都对消费者的习惯与使用模式等产生相应的影响，极大的促进了产业结构的优化与升级。

因此，通过加大建设通信基础设施力度，有利于增强实体经济的创造力与生产力，当互联网渗透到各行各业，对促进行业的发展具有重要意义。

二、在通信基础设施建设过程中存在的主要问题分析2.1资源的成本高、利用率较低目前，在通信基础设施建设过程，由于受到一些因素的影响，导致存在一些问题，通常情况下存在着资源的成本高、利用率较低的问题，降低了通信基础设施建设的经济效益与社会效益。

根据有关研究表明，在2016年前，我国的三大电信运营商（即中国移动、中国电信和中国联通）就已经建设了总长度为700 多万公里的光缆，然而部分光缆未能得到充分运用，从而降低了通信基础设施建设的经济性。

“现场总线与工业网络”256研究与探索Research and Exploration ·理论研究与实践中国设备工程 2024.05 (上)据互传等创新设计项目，鼓励学生通过查阅文献提出全新或改进的解决方案，建立学生的创新思维和解决工程实际问题的能力。

3.3 提高学生的综合素质和就业竞争力现场总线和工业网络的应用已经广泛存在于各个行业，特别是工业制造领域，掌握这一技术，对于学生未来的就业起到了重要的推动作用，通过教学改革，学生能够全面了解现场总线和工业网络的原理和应用，具备相关的实践经验和技能，这将有助于学生在就业市场中脱颖而出，提高就业竞争力。

4 基于“新工科”理念的“现场总线与工业网络”课程教学改革策略4.1 课程目标和教学目标的设定在进行课程目标和教学目标设定时，应了解当前工程领域对现场总线与工业网络技术人才的需求，分析行业发展趋势，从而明确课程目标，可以参考行业报告、专业协会的研究和企业的需求反馈，确保课程目标与行业需求紧密契合，充分考虑学生的知识背景和学习能力，设定适合他们掌握的课程目标，可以通过问卷调查、个别面谈等方式获取学生的信息，确定目标的难易程度和深度，以便更好地引导学生的学习。

将现场总线与工业网络技术与实际应用相结合，设定能够培养学生实践能力和解决实际问题的课程目标，可以引入实验、项目案例等实践环节，让学生能够将所学知识应用到实际生活中，提高学习的实效性。

将课程目标分解为具体的教学目标，明确学生应该掌握的知识、技能和能力。

可以根据课程大纲和教学内容，将课程目标细化为每个教学单元的具体目标，以便更好地组织教学。

根据教学大纲和课程目标，不断优化教学策略和教学方法。

采用工程项目案例分析、多小组讨论、企业导师交流分享真实项目等多种教学方法，激发学生学习的兴趣和主动性，增强教学效果。

不断调整优化教学目标，建立相应的评估体系，通过课下与学生沟通交流，及时掌握学生的学习进展，给予及时的反馈。

【导语】实习的作⽤有验证⾃⼰的职业抉择，了解⽬标⼯作内容，学习⼯作及企业标准，找到⾃⾝职业的差距。

以下是整理的通信⼯程认识实习报告，欢迎阅读！通信⼯程认识实习报告篇⼀ 本次认识实习定期为两周。

前⼀周由指导⽼师组织在学校内进⾏学习，分别参观了计算机络实验室、学院络技术中⼼、现代制造⼯程中⼼、电⽓⼯程学院实验基地，第⼆周在学校的统⼀安排下我们参观了哈⼯程⼤学电⼦电⼯实验室、电⼦⼤世界、哈尔滨美龙电控有限公司。

通过近两周的学习，我们从感性上学到了很多东西，也对我们将来的学习和研究⽅向的确定产⽣深远的影响。

通过这次参观实习丰富了本⼈的理论知识，增强了观察能⼒，让我收获颇多。

具体实习进程如下： 7⽉4号上午星期⼀阴计算机络实验室 指导⽼师给我们讲述了中⼼机房中的服务器与交换机的配置络拓扑结构，以及联接服务器、交换机与主机所使⽤的连接线，然后⽼师给我们讲了学校所使⽤的各种构件和结构的类型。

计算机络实验室所使⽤的服务器是联想6512，络拓扑结构采⽤总线型，交换机型号：D—link100M24⼝交换机，络编号是指连接各台主机的⽤户线编号，由络标识和主机标识组成，连接线主要采⽤双绞线和光纤。

⽼师还带我们参观了络实验室的交换机柜，交换机柜中包括主交换机、服务器、数台D—link100M24⼝交换机，并且了解到主交换机与D—link100M24⼝交换机采⽤光纤连接，D—link100M24⼝交换机之间采⽤双绞线连接。

7⽉5号上午星期⼆阴信息络中⼼ 参观了学院的络中⼼，我们了解到校园的总体结构主要有三部分组成： 1.核⼼层 2.汇聚层 3.接⼊层 本校络核⼼层采⽤华为s8016交换机，该交换机属于万兆交换机;汇聚层采⽤华为s6506和s5516等交换机。

通过前两天的实地的参观实习和相关技术⼈员的细致讲解，我学习到络中⼼的服务器的配置，络中⼼的服务器主要配有络管理服务器，页服务器，视频点播服务器等，进⼀步加深理解路由器、交换机和集线器的功能及它们之间的区别。