"工业以太网及其应用技术"讲座 第2讲 以太网与TCP/IP

0　引言以太网是IEEE 80 2 .3所支持的局域网标准。按照国际标准化组织开放系统互连参考模型 (ISO/OSI)的 7层结构 ,以太网标准只定义了数据链路层和物理层 ,作为一个完整的通信系统。它需要高层协议的支持。A PARNET在制定了TCP/IP高层通信协议 ,并把以太网作为其数据链路和物理层的协议之后 ,以太网便和TCP/IP紧密地捆绑在一起了。以后 ,由于国际互连网采用了以太网和TCP/IP协议 ,人们甚至把如超文本连接HTTP等TCP/IP协议组放在一起 ,俗称为以太网技术 ;TCP/IP的简单实用已为广大用户所接受。目前不仅在办公自动化领域…     

现场总线技术发展回顾

分析了现场总线技术及其控制系统的发展过程及其特点,指出现场总线控制系统仍是自动化控制系统发展的方向,现场总线技术与DCS、PLC等传统控制系统相结合是今后FCS的一个重要特征。最后还指出,现场总线技术的发展还必须与信息技术相结合。     

工业以太网的发展趋势

工业以太网的发展将朝着以下四个方面发展：工业以太网将逐渐取代以往待定专属的工业控制网络；在近期的一段时间内，工业以太网将与现场总线相结合；工业以太网技术将逐渐向工业现场设备层渗透；以工业以太网为代表的工业IT将重建企业网络模型。中对上述四个方面逐一作了阐述。     

FF H1系统管理内核通信机制的研究

论述了基金会现场总线(FF)H1系统管理内核的基本工作机理,并研究了其两种内核通信机制(SMKP与FMS服务)的实现。其中SMKP实现了系统管理节点地址的分配等6大功能,而采用FMS服务则实现了对SMIB中对象的访问。     

EPA控制网络上位机软件设计

介绍了一种关于EPA工业控制网络的上位机软件体系设计方案.该上位机软件体系包括组态软件、监控软件、数据库,在此基础上增加了网络管理器软件,并对网络管理器进行了功能和程序框架设计方面的研究,给出一套可行的实施方案.     

基于路径加权反馈的工业环网时钟同步方法

为了实现大规模环形网络系统中所有结点的高精度时钟同步,根据环形链路存在物理环路的特点,通过环形链路中的备用链路,由主时钟进行累积同步偏差反馈.基于该累积同步偏差和所有设备间时钟同步数据帧在环网中的传输时延,对累积偏差进行路径加权反馈,实现系统中所有时钟的偏差补偿,提高其同步精度,从而实现大规模工业环形网络的高精度时钟同步.在分析单跳同步偏差以及边界时钟累积同步偏差的基础上,得出基于路径加权反馈后所有设备的同步偏差,理论证明了该算法的有效性.进一步通过实验验证,该算法显著提高了环形网络时钟同步精度     

一种基于EPA标准的无线调度算法

据工业现场不同数据具有不同实时性要求的特点,在EPA有线调度算法的基础上提出了一种基于TDMA的无线调度算法。该算法根据不同的实时性要求将一个通信宏周期分为周期报文传输阶段和非周期报文传输阶段。在周期报文传输阶段,每个设备都被分配了时间片用于传输数据实时性要求比较高的数据,在非周期报文传输阶段,网关设备按照非周期报文的不同优先级为各设备分配时间片,该算法同时保证了通信的确定性和实时性。还提出了一种该算法通信宏周期、周期报文传输阶段长度和非周期报文传输阶段长度的确定方法。通过树型网络进行测试,结果表明该调度算法具有较低的丢包率。     

构建自动化环境下的工业无线网络

针对工业自动化环境对测控网络的要求,分析用无线通信技术构建自动化测控网络需要关注的问题与解决途径,介绍了无线通信技术在自动化环境下的几种应用模式。     

网络冗余系统中精确时钟同步方法

精确时钟协议IEEE1588在分布式制系统中应用广泛.但是在基于并行化网络冗余的分布式控制系统中,IEEE1588协议由于在状态机设计中没有考虑网络冗余的情况,由于同步线路延时计算偏差,造成网络冗余系统的时钟同步存在切换扰动,导致系统在冗余网络切换过程中出现同步偏差.本文在深入分析了IEEE1588协议在网络冗余系统中造成切换扰动的原因.并且,在兼容IEEE1588协议基础上,提出了网络冗余时钟同步方式,以及基于该方法的冗余同步优化算法,解决了冗余网络切换过程中时钟同步的偏差.     

基于W3100A的智能仪表以太网络接口的设计

介绍了一种基于TCP/IP协议栈芯片W3100A的智能仪表以太网络接口方案,详细阐述了该方案软硬件的实现.