計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 第2版 教學(xué)課件 ppt 作者 劉士榮 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第8章分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),第8章 分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),DCS硬件集中顯示管理，包括工程師站、操作員站和管理計(jì)算機(jī)分散控制監(jiān)測(cè)，包括控制站、監(jiān)測(cè)站或現(xiàn)場(chǎng)控制站網(wǎng)絡(luò)通信DCS軟件實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信軟件組態(tài)軟件應(yīng)用軟件,8.1 概述,8.1.1 基本組成,獨(dú)立性協(xié)調(diào)性友好性適應(yīng)性、靈活性和可擴(kuò)充性實(shí)時(shí)性可靠性,8.1.2 分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)控制站 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站 CRT操作站 數(shù)據(jù)高速公路

2、 監(jiān)控計(jì)算機(jī),8.1.3 分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展,1. DCS的開創(chuàng)期(1975年~1980年),圖8-1 第一代DCS基本結(jié)構(gòu),局部網(wǎng)絡(luò)LAN（Local Area Network） 多功能現(xiàn)場(chǎng)控制站MFCS（Multifunction Field Control Station） 增強(qiáng)型操作站EOS（Enhanced Operator Station） 通用型操作站US（Universal Station） 網(wǎng)關(guān)GW（

3、Gateway） 系統(tǒng)管理模塊SMM（System Management Module） 主計(jì)算機(jī)HC（Host Computer）,2. 集散控制系統(tǒng)的成長(zhǎng)與完善時(shí)期(1980年~1985年),實(shí)現(xiàn)開放式的系統(tǒng)通信控制站使用32位微處理器采用專用集成電路和表面安裝技術(shù)操作站采用32位高檔微計(jì)算機(jī)過(guò)程控制組態(tài)采用CAD方法人工智能特別是知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)（KBS）和專家系統(tǒng)（ES）與生產(chǎn)過(guò)程日益融合,3. 集散控制系統(tǒng)的擴(kuò)展期

4、（1985年以后）,8.2 體系結(jié)構(gòu),8.2.1 DCS的層次結(jié)構(gòu),,圖8-4 典型集散控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖,8.2.2 DCS的硬件結(jié)構(gòu),8.2.3 DCS的軟件結(jié)構(gòu),圖8-5 典型集散控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖,圖8-6 現(xiàn)場(chǎng)控制站軟件執(zhí)行順序,圖8-7 現(xiàn)場(chǎng)控制站軟件結(jié)構(gòu),DCS的控制網(wǎng)絡(luò)CNETDCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)SNETDCS的管理網(wǎng)絡(luò)MNETDCS的決策管理網(wǎng)絡(luò)DNET,8.2.4 DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),8.2.

5、5 DCS實(shí)例,8.3 基本類型,8.3.1 集散型控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)高速公路(DHW)通用控制網(wǎng)(UCN)局部控制網(wǎng)(LCN),1. TDC3000的三種通信鏈路,過(guò)程控制級(jí)先進(jìn)控制級(jí)，通常稱為工廠級(jí)。最高控制級(jí)，也稱為聯(lián)合級(jí)。,2. TDC3000提供的不同等級(jí)的分散控制,關(guān)鍵性系統(tǒng)單元采用帶有自動(dòng)切換的全冗余操作員控制臺(tái)至少由三個(gè)通用的操作站組成控制臺(tái)的每一個(gè)操作站都可以存取相同的信息，任何一臺(tái)操作站都可以代替另

6、一臺(tái)進(jìn)行操作。與過(guò)程連接的控制級(jí)，其冗余由過(guò)程管理器中的過(guò)程管理模塊實(shí)現(xiàn)，而關(guān)鍵環(huán)節(jié)的冗余是由TDC 3000基本型、擴(kuò)展型和多功能控制器的不間斷的自動(dòng)控制（UAC）特性來(lái)完成。在結(jié)構(gòu)上提供歷史模塊的冗余盤和冗余的應(yīng)用模塊來(lái)提高可靠性。局部控制網(wǎng)中，一根通訊電纜作為主要電纜，另一根則作為備用電纜，,3. TDC3000的冗余技術(shù),其測(cè)量變送和執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍是基于模擬儀表的，與現(xiàn)場(chǎng)總線及智能儀表的數(shù)字信號(hào)傳送相比，其抗干擾能力與傳輸精

7、度都大為遜色。各DCS開發(fā)生產(chǎn)企業(yè)制造的DCS使用專用平臺(tái)，使得不同廠商之間的產(chǎn)品互不兼容，互操作性差。傳統(tǒng)DCS在控制規(guī)律和控制算法方面，相對(duì)于常規(guī)儀表并沒有重大突破，所提供的編程計(jì)算工具功能仍顯簡(jiǎn)單，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，使得許多先進(jìn)的控制算法無(wú)法在DCS上直接實(shí)現(xiàn)，基于常規(guī)控制規(guī)律的DCS的控制品質(zhì)難以滿足生產(chǎn)的控制需求。,8.3.2集散型控制系統(tǒng)存在的問題及發(fā)展趨勢(shì),受信息技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

8、、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、各種組態(tài)軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等）發(fā)展的影響，以及用戶對(duì)先進(jìn)的控制功能與管理功能需求的增加各新型集散控制系統(tǒng)（DCS）廠商紛紛提升DCS系統(tǒng)的技術(shù)水平，并不斷地豐富其內(nèi)容?？梢哉f(shuō)，以Honeywell 公司最新推出的Experion PKS（過(guò)程知識(shí)系統(tǒng)）、Emerson 公司的PlantWeb (Emerson Process Management)、橫河公司的R3（PRM-工廠資源管理系統(tǒng)）和ABB公司的 In

9、dustrial IT 系統(tǒng)為標(biāo)志的新一代DCS已經(jīng)形成。,8.3.3 基于IPC構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng),1. IPC-DCS的層次結(jié)構(gòu),圖8-9 IPC-DCS的基本結(jié)構(gòu),,,圖8-10 客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu),,圖8-11 對(duì)等結(jié)構(gòu),2. IPC-DCS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,圖8-12 混合結(jié)構(gòu),,圖8-13 以RS-232方式共享數(shù)據(jù),3. IPC-DCS的通信方式,圖8-14 以RS-485方式共享數(shù)據(jù),,圖8-15 通過(guò)

10、公共電話共享數(shù)據(jù),,8.3.4 基于PLC構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng),,圖8-17 可編程控制器的層次化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),控制方式 操作方式 系統(tǒng)結(jié)構(gòu),8.4 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),系統(tǒng)的開放性 互可操作性與互換性 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性,8.4.1 現(xiàn)場(chǎng)總線概述,基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的通信技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)化功能塊（FB，F(xiàn)unction Block）與功能塊應(yīng)用進(jìn)程（FBAP，F(xiàn)unction B

11、lock Application Process） 設(shè)備描述（DD，Device Description）與設(shè)備描述語(yǔ)言（DDL，Device Description Language）現(xiàn)場(chǎng)總線通信控制器與智能儀表或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間的接口技術(shù) 系統(tǒng)集成技術(shù)系統(tǒng)測(cè)試技術(shù),8.4.2 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF,圖8-18 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),Profibus分為Profibus-DP，Profibus-FMS，Profibus

12、-PA三個(gè)兼容版本。Profibus-DP是專為自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備級(jí)分散I/O之間的通信設(shè)計(jì)。使用Profibus-DP模塊可取代價(jià)格昂貴的24V或0~20mA并行信號(hào)線。Profibus-FMS解決車間級(jí)通用性通信任務(wù)，完成中等傳輸速度的循環(huán)和非循環(huán)通信任務(wù)。Profibus-PA專為過(guò)程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，采用標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)安全的傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了IEC1158-2中規(guī)定的通信規(guī)程，用于對(duì)安全性要求高的場(chǎng)合及由總線供電的站點(diǎn)。,8.4.3

13、 過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus,Profibus可使分散式數(shù)字控制器從現(xiàn)場(chǎng)底層到車間級(jí)網(wǎng)絡(luò)化，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為主站和從站。主站決定總線的數(shù)據(jù)通信，當(dāng)主站得到總線控制權(quán)（令牌）時(shí)，沒有外界請(qǐng)求也可以主動(dòng)發(fā)送信息。從站為外圍設(shè)備，沒有總線控制權(quán)，僅對(duì)接收到的信息給予確認(rèn)或當(dāng)主站發(fā)出請(qǐng)求時(shí)向它發(fā)送信息。,Profibus協(xié)議的結(jié)構(gòu)參考了ISO/OSI模型.Profibus-DP使用第1層、第2層和用戶接口。直接數(shù)據(jù)鏈路映像（DDLM，di

14、rect data link mapped）提供易于進(jìn)入第2層的用戶接口。Profibus-FMS對(duì)第1、2和7層均加以定義。應(yīng)用層包括現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范（FMS，fieldbus message specification）和低層接口（LLI，lower layer interface。Profibus-PA數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的“Profibus-DP”協(xié)議。使用分段式耦合器，Profibus-PA設(shè)備能很方便地集成到Profibus

15、-DP網(wǎng)絡(luò)。,Profibus提供三種類型的傳輸技術(shù)：DP和FMS的RS-485傳輸；PA的IEC1158-2傳輸；光纖。其傳輸速率為9.6Kbps~12Mbps，最大傳輸距離在12Mbps時(shí)為100m，1.5Mbps時(shí)為400m，可用中繼器延長(zhǎng)至10km。傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜。最多可掛接127個(gè)站點(diǎn)。,LonWorks技術(shù)由以下幾部分組成：LonWorks節(jié)點(diǎn)和路由器；LonTalk協(xié)議；LonWorks收發(fā)器；

16、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)工具（LonBuilder）節(jié)點(diǎn)開發(fā)工具（NodeBuilder）。,8.4.4 LonWorks總線,Neuron芯片MC143150支持外部存儲(chǔ)器；MC143120本身帶有ROM，不支持外部存儲(chǔ)器。Neuron芯片集成了3個(gè)8位的微處理器CPU1是MAC處理器，完成介質(zhì)訪問控制（Media Access Control），處理ISO/OSI七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的1、2層，其中包括驅(qū)動(dòng)通信子系統(tǒng)的硬件和執(zhí)行沖突避免算法。

17、CPU2是網(wǎng)絡(luò)處理器，實(shí)現(xiàn)ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的3～6層功能，處理網(wǎng)絡(luò)變量、地址、認(rèn)證、后臺(tái)診斷、軟件定時(shí)器、網(wǎng)絡(luò)管理和路由等進(jìn)程。MAC處理器和網(wǎng)絡(luò)處理器間通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。CPU3是應(yīng)用處理器，執(zhí)行用戶程序。,Neuron芯片具有一個(gè)由5個(gè)引腳組成的通用網(wǎng)絡(luò)通信口，可將5個(gè)引腳（CP0～CP4）配置成三種不同的接口工作方式單端（single-ended）雙端差分（differential）特殊目的（speci

18、al purpose）方式。,LonTalk協(xié)議提供OSI參考模型規(guī)定的7層服務(wù)，特點(diǎn)如下：發(fā)送的報(bào)文都是很短的數(shù)據(jù)（通常幾個(gè)到幾十個(gè)字節(jié)）；通信帶寬不高（幾Kbps到2Mbps）；網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)往往是低成本、低維護(hù)的單片機(jī)；多節(jié)點(diǎn)，多通信介質(zhì)；可靠性高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。,LonTalk協(xié)議提供四種基本報(bào)文服務(wù)：應(yīng)答確認(rèn)方式（Acknowledge）請(qǐng)求/響應(yīng)方式（Request/Response）非應(yīng)答重復(fù)方式（Unackno

19、wledged Repeated）非應(yīng)答方式（Unacknowledged）,帶預(yù)測(cè)的P-堅(jiān)持CSMA按固定概率P給出隨機(jī)數(shù)量的時(shí)間片，待發(fā)送的節(jié)點(diǎn)任意分布在這些時(shí)間片上。根據(jù)對(duì)信道上積壓工作的估計(jì)，確定一個(gè)值為1～63的n，由n來(lái)決定應(yīng)該增加的時(shí)間片數(shù)。負(fù)載輕時(shí)縮短介質(zhì)訪問延時(shí)，負(fù)載重時(shí)減輕沖突的可能?？蛇x擇設(shè)置優(yōu)先級(jí)為每一個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)待定的優(yōu)先級(jí)時(shí)間片（Priority Slot）發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文在該時(shí)間片里將數(shù)據(jù)報(bào)文

20、發(fā)送出去。時(shí)間片從0～127，0表示不需要等待立即發(fā)送，1表示等待一個(gè)時(shí)間片，……，時(shí)間片加在P-概率時(shí)間片之前。沒有優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)必須等待優(yōu)先級(jí)時(shí)間片都完成之后，再等待P-概率時(shí)間片后才發(fā)送。加入優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)比非優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)具有更快的響應(yīng)時(shí)間。,HART通信協(xié)議參照ISO/OSI七層參考模型，簡(jiǎn)化并引用了其中1，2，7三層，即：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層規(guī)定了HART通訊的物理信號(hào)方式和傳輸介質(zhì)。采用基于Bell202標(biāo)準(zhǔn)

21、的頻移鍵控技術(shù)（FSK—Frequency Shift Keying），在4~20mA的模擬信號(hào)上疊加了一個(gè)幅度為0.5mA的正弦調(diào)制波，1200Hz代表邏輯“1”，2200Hz代表邏輯“0”，如圖8-19所示。HART通信具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)連接模式，傳輸介質(zhì)一般為雙絞線，當(dāng)傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，可用屏蔽雙絞線。通信速率為1200bps。,8.4.5 HART通信協(xié)議,數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了數(shù)據(jù)幀格式和數(shù)據(jù)通信規(guī)程。數(shù)據(jù)幀基本格式如圖8-20所示

22、，最長(zhǎng)可達(dá)25個(gè)字節(jié)。HART協(xié)議是主從式的通信協(xié)議，系統(tǒng)允許有兩個(gè)主設(shè)備，最多可有15個(gè)從設(shè)備。從設(shè)備可尋址范圍為0~15，當(dāng)?shù)刂窞?時(shí)，為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式；當(dāng)?shù)刂窞?~15時(shí)，為多點(diǎn)模式。,應(yīng)用層規(guī)定了HART通信命令的內(nèi)容（見表8-1）第一類是通用命令（Universal Commands）第二類是普通應(yīng)用命令（Common-Practice Commands）第三類是特殊命令（Device-Specific Commands

23、）,HART通信的應(yīng)用通常有三種方式。第一種方式是用手持通信終端（HHT）與現(xiàn)場(chǎng)智能儀表進(jìn)行通信。第二種方式帶HART通信功能的控制室儀表，可與多臺(tái)HART儀表進(jìn)行通信并組態(tài)，為操作人員提供一個(gè)人機(jī)界面和信號(hào)擴(kuò)展接口。第三種方式是與PC機(jī)或DCS操作站進(jìn)行通信。,廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，代之以對(duì)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，可以多主方式工作；采用非破壞性仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先

24、級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，有效避免了總線沖突；  采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)（CAN技術(shù)規(guī)范2.0A），數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低，重新發(fā)送的時(shí)間短；   每幀數(shù)據(jù)都有CRC效驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃裕?8.4.6 CAN總線,1、基本特點(diǎn),CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上其它操作不受影響；

25、60; CAN可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（成組）及全局廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)；CAN總線直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5KBPS，通信速率最高可達(dá)1MBPS/40m；  采用不歸零碼（Non Retrun to Zero，NRZ）編碼/解碼方式，采用位填充（插入）技術(shù)。,CAN總線采用了OSI的3層模型：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。CAN支持的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型。傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜和光纖等，采用雙絞線通信

26、時(shí)，速率為1Mbps/40m、50Kbps/10km，結(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)110個(gè)。CAN的通信介質(zhì)訪問為帶有優(yōu)先級(jí)的CSMA/CD。采用多主競(jìng)爭(zhēng)方式結(jié)構(gòu)。在發(fā)生沖突時(shí)，采用非破壞性總線優(yōu)先仲裁技術(shù)：當(dāng)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息時(shí)，運(yùn)用逐位仲裁原則，借助幀中開始部分的表示符，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響的繼續(xù)發(fā)送信息。,2. CAN總線通信介質(zhì)訪問控制方式,CAN控制器實(shí)現(xiàn)了CAN總線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有協(xié)議內(nèi)

27、容，通信功能均由CAN控制器自動(dòng)管理執(zhí)行。CAN控制器的地址域由控制段和報(bào)文緩存器組成，控制段可被編程以配置通信參數(shù)。CAN總線上的通信也通過(guò)此段由CPU控制，被發(fā)送的報(bào)文必須寫入發(fā)送緩存器，成功接收后，CPU可以從接收緩存器讀取報(bào)文，然后釋放它，以備下次使用。CAN控制器與CPU之間的接口一般借助于４個(gè)特殊寄存器：地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、控制寄存器、狀態(tài)寄存器。,3. 基于CAN總線的軟件設(shè)計(jì)技術(shù),現(xiàn)場(chǎng)總線的缺點(diǎn)現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)

28、準(zhǔn)過(guò)多。相互之間不能兼容，不能真正實(shí)現(xiàn)透明信息互訪；目前的現(xiàn)場(chǎng)總線由于速度較低，支持的應(yīng)用有限，難以和Internet信息集成，不能滿足企業(yè)綜合自動(dòng)化的發(fā)展要求。,8.5 基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制系統(tǒng),以太網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)通信速率高 應(yīng)用廣泛成本低廉 易于信息集成可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?以太網(wǎng)向工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)展時(shí)存在以下障礙： 通信存在不確定性不適用于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境 安全性和總線供電 微處理器功能限制,HSE(H

29、igh Speed Ethernet)HSE定位于實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與Internet的集成。由HSE鏈接設(shè)備將H1網(wǎng)段信息傳送到以太網(wǎng)的主干上并進(jìn)一步送到企業(yè)的ERP和管理系統(tǒng)。HSE在低四層直接采用以太網(wǎng)+TCP/IP，在應(yīng)用層和用戶層直接采用FF H1的應(yīng)用層服務(wù)和功能塊應(yīng)用進(jìn)程規(guī)范，并通過(guò)鏈接設(shè)備將FF H1網(wǎng)絡(luò)連接到HSE網(wǎng)段上。HSE鏈接設(shè)備同時(shí)也具有網(wǎng)橋和網(wǎng)關(guān)的功能，其網(wǎng)橋功能可以連接多個(gè)H1總線網(wǎng)段，使不同H1網(wǎng)段上的H

30、l設(shè)備之間能夠進(jìn)行對(duì)等通信而無(wú)需主機(jī)的干預(yù)。HSE主機(jī)可以與所有的鏈接設(shè)備和鏈接設(shè)備上掛接的H1設(shè)備進(jìn)行通信,PROFInet基于通用對(duì)象模型（COM）的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)；規(guī)定了Profibus和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)之間的開放、透明通信；提供了一個(gè)包括設(shè)備層和系統(tǒng)層、獨(dú)立于制造商的系統(tǒng)模型。PROFInet采用以太網(wǎng)+TCP/IP作為低層的通信模型，采用TCP/IP協(xié)議加上應(yīng)用層的RPC/DCOM來(lái)完成節(jié)點(diǎn)之間的通信和網(wǎng)絡(luò)尋址。可同時(shí)

31、掛接傳統(tǒng)Profibus系統(tǒng)和新型的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。現(xiàn)有的Profibus網(wǎng)段可通過(guò)代理設(shè)備連接到PROFInet。傳統(tǒng)的Profibus設(shè)備可通過(guò)代理與PROFInet上的COM對(duì)象進(jìn)行通信，并通過(guò)OLE自動(dòng)化接口實(shí)現(xiàn)COM對(duì)象之間的調(diào)用。,Ethernet/IP采用商業(yè)以太網(wǎng)通信芯片、物理介質(zhì)和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。協(xié)議由IEEE 802.3物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)、TCP/IP協(xié)議組和控制與信息協(xié)

32、議CIP等3個(gè)部分組成。采用ControlNet和DeviceNet控制網(wǎng)絡(luò)中相同的CIP。采用生產(chǎn)者/消費(fèi)者的通信模式，允許網(wǎng)絡(luò)上的不同節(jié)點(diǎn)同時(shí)存取同一個(gè)源的數(shù)據(jù)。協(xié)議將信息分為顯式和隱式兩種。顯式消息由Ethernet/IP應(yīng)用TCP/ IP發(fā)送，其數(shù)據(jù)段既包括協(xié)議信息又包括行為指令。收到顯式信息后，節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所要求的任務(wù)并產(chǎn)生應(yīng)答。隱式信息由Ethernet/ IP采用UDP/ IP發(fā)送，其數(shù)據(jù)段沒有協(xié)議信息，僅包括實(shí)時(shí)I

33、/O數(shù)據(jù)。,Modbus TCP/IP基于Modbus協(xié)議Modbus TCP/IP協(xié)議將Modbus幀嵌入到TCP幀請(qǐng)求/應(yīng)答的機(jī)制與Modbus的主/從機(jī)制相互配合Modbus注冊(cè)了502號(hào)端口,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層控制管理層生產(chǎn)管理層,8.5.2 基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的主要作用是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，完成數(shù)據(jù)的原始采集。一個(gè)采集區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)如圖8-21所示。在控制管理層，將現(xiàn)場(chǎng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到SCA