《工业控制网络》ppt课件

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1、工业控制网络（现场总线）主讲教师：李中伟1为什么要学习ControlNet现场总线？ControlNet是一种高速的工业控制网络;ControlNet是开放、实时、具有确定性和可重复性(Determinism&Repeatability)的现场总线；ControlNet是世界一流的自动化控制和信息解决方案供应商——美国罗克韦尔自动化(RockwellAutomation)公司推出的最优的工业控制网络技术——NetLinx的控制层网络，也是罗克韦尔电子化制造（E-manufacturing）概念的主要技术之一。ControlNet哈工大网络与电气智能化研究所2Con

2、trolNet的由来、组织机构与标准ControlNet是由美国罗克韦尔自动化公司于1997年推出的一种新的面向控制层的实时性现场总线。1997年7月由罗克韦尔自动化等22家公司联合发起成立了控制网国际组织CI（ControlNetInternational）。CI是一个为用户和供货商服务的非盈利性的独立组织。它负责ControlNet技术规范的管理和发展，并通过开发测试软件提供产品的一致性测试，出版ControlNet产品目录，进行ControlNet技术培训，促进世界范围内ControlNet技术的推广和应用，等等。2000年1月、2002年2月ControlNe

3、t分别成为国际标准IEC61158第2版、第3版的类型2（Type2）。ControlNet哈工大网络与电气智能化研究所3ControlNetControlNet的特点、优点与应用ControlNet网络使用生产者/消费者模型。生产者/消费者模型允许一个发送设备（生产者）与多个接收设备（消费者）之间交换时间紧要的应用信息，而不需将发往多个目的的数据发送多次。确定性控制网络使用一种隐性令牌传递机制来提高协议效率。协议使用一种基于时间的预定机制，它可使网络设备以确定性的、可预测性的方式来访问媒体，同时也防止了网络碰撞。哈工大网络与电气智能化研究所4ControlNetCo

4、ntrolNet的主要技术特点可归纳为：（1）物理层介质：RG6同轴电缆、光纤。（2）网络拓扑：总线形、星形、树形及其任何拓扑的混合。（3）单网段长度：使用同轴电缆，1000m、带2个节点，250m、带48个节点；使用光纤，短距离系统为300m，中等距离系统为7km。哈工大网络与电气智能化研究所5（4）中继器数目：串行使用，最大支持5个中继器，连接6个网段；并行使用，最大支持48个中继器，连接48个网段。（5）中继器类型：ac&dc高压型和dc低压型。（6）带中继器最大拓扑长度：使用同轴电缆，5000m；使用光纤，30km。（7）网络节点数：使用中继器，可编址节点最多

5、为99个；不带中继器，最多48个节点。ControlNet哈工大网络与电气智能化研究所6（8）设备供电方式：设备采用外部供电。（9）节点插拔：节点可带电插拨，安装与更换方便。（10）网络速度：5Mbps（最大）。（11）I/O数据个数：不限。（12）I/O数据触发方式：轮询、状态改变/周期。ControlNet哈工大网络与电气智能化研究所7（13）网络功能：同一链路支持控制信息、I/O数据、编程数据。（14）网络模型：生产者/消费者。（15）网络刷新时间：可组态2-100ms。ControlNet哈工大网络与电气智能化研究所8ControlNet突出优点：（1）Con

6、trolNet是高速的控制和I/O网络，具有增强的I/O性能和点对点通信能力，支持多主方式，可以从任何一个节点（甚至适配器）访问整个网络。（2）对于离散和连续过程控制应用场合，均具有确定性和可重复性。ControlNet哈工大网络与电气智能化研究所9ControlNet突出优点：（3）先进的生产者/消费者网络模型，最大限度地优化了带宽的利用率，并可构成多主、主/从、对等的通信结构；媒体访问算法确保了控制信息传送时间的准确性。（4）ControlNet具有灵活的安装选择，可使用各种标准的低价同轴电缆，也可使用具有强抗干扰性和本征安全性的光纤，并支持媒体冗余方式。Cont

7、rolNet哈工大网络与电气智能化研究所10ControlNet体系结构与协议分层结构作为罗克韦尔自动化推出的NetLinx三层网络控制层的ControlNet，是一种高效、可靠、组态与编程简单、结构灵活的高速确定性网络，用于对时间有苛刻要求的应用场合的信息传输，对于在同一链路上的I/O、控制器实时互锁、对等通信报文传送和编程操作，均具有相同的带宽。其体系结构与拓扑结构分别如图5-1、图5-2所示。ControlNet支持冗余方式，如图5-3所示。ControlNet哈工大网络与电气智能化研究所11图5-1ControlNet体系结构ControlN