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1、项目九项目九 集散控制系统及设备集散控制系统及设备 集散控制系统的英文原名为集散控制系统的英文原名为:Distributed Control System，简称，简称DCS，通常也称为集散控制系统。，通常也称为集散控制系统。集散控制系统的控制功能，主要由计算机技（集散控制系统的控制功能，主要由计算机技（computer）、）、控制技术（控制技术（Control）、显示技术（、显示技术（CRT）和通信技术）和通信技术（communicate）来完成，一般也称为）来完成，一般也称为4C技术，技术，4C技术是技术是DCS系统的四大支柱。系统的四大支柱。DCS中通信技术更为重要，操作员站中通信技术更为
2、重要，操作员站的操作、工程师站系统的组态以及现场设备信息的交换都依的操作、工程师站系统的组态以及现场设备信息的交换都依靠通信技术来完成。靠通信技术来完成。任务二十七任务二十七 DCS的通信技术的通信技术 通信技术就是研究通信设备（通常就是计算机）如何通信技术就是研究通信设备（通常就是计算机）如何进行信息交换。例如，使用鼠标或键盘在计算机屏幕上对进行信息交换。例如，使用鼠标或键盘在计算机屏幕上对某个现场阀门进行开大或关小操作，实际的操作过程是：某个现场阀门进行开大或关小操作，实际的操作过程是：该操作首先翻译成二进制数据该操作首先翻译成二进制数据(在操作站完成在操作站完成)，然后通过，然后通过数据
3、总线传递到现场的控制计算机数据总线传递到现场的控制计算机(在在DPU中完成中完成)，再由，再由现场控制计算机将控制信息发送到对应阀门的卡件，通过现场控制计算机将控制信息发送到对应阀门的卡件，通过适当的卡件最终完成操作适当的卡件最终完成操作。一、数据通信的基本原理一、数据通信的基本原理1.数据通信网络和拓扑结构数据通信网络和拓扑结构DCS计算机之间的通信依靠计算机网络来完成。计算机网计算机之间的通信依靠计算机网络来完成。计算机网络是将物理位置不同的计算机或计算机系统通过通信装置络是将物理位置不同的计算机或计算机系统通过通信装置、设备和线路将其连接起来，并按一定标准（通信协议）、设备和线路将其连接
4、起来，并按一定标准（通信协议）完成信号和数据交换网络完成信号和数据交换网络。大型计算机网络结构非常复杂，也有十分简单可以称为网大型计算机网络结构非常复杂，也有十分简单可以称为网络的计算机连接。（简单的计算机网络）人们描述计算机络的计算机连接。（简单的计算机网络）人们描述计算机网络结构时，常使用网络拓扑结构图。网络结构时，常使用网络拓扑结构图。图图9-1 最简单计算机网络的拓扑结构最简单计算机网络的拓扑结构这是最简单的计算机网络，一般在描述网络拓扑结构时往往仅画出节点和通信链路。通常，把节点和通信链路的集合统称为通信子网。计算机网络拓扑结构基本形式有三种：环形、总线形和计算机网络拓扑结构基本形式
5、有三种：环形、总线形和星形，见下图星形，见下图9-2。复杂网络可以由基本网络连接而成。复杂网络可以由基本网络连接而成。星型网：所有外星型网：所有外围计算机之间的围计算机之间的通信都必须经过通信都必须经过中间的通信装置。中间的通信装置。环形网络：通环形网络：通信沿着环顺或信沿着环顺或逆时针进行。逆时针进行。总线形网络：是目前多数总线形网络：是目前多数电厂控制网络结构模式，电厂控制网络结构模式，各点依靠总线可以直接通各点依靠总线可以直接通信，通信速度比较高。信，通信速度比较高。u由由通通信信方方式式的的不不同同可可以以将将通通信信网网络络分分成成点点点点子子网网（存存储储转转发发式式）和和广广播播
6、子子网网（多多点点共共享享子子网网）。星星形形网网和和环环形形网网络络属属于于点点点点子子网网（存存储储转转发发）。总总线线网网属属于于广广播播子子网网。当当一一个个接接点点要要发发送送信信息息到到另另外外一一个个接接点点时时，是是将将带带有有地地址址信信息息的的数数据据首首先先发发送送到到总总线线上上（称称为为广广播播），所所有有连连接接在在总总线线上上设设备备都都要要接接受受该该信信息息（称称为为听听到到），然然后后分分析析信信息息中中地地址址和和自自己己地地址址是是否否相相同同，相同在保存信息，否则将信息抛弃。相同在保存信息，否则将信息抛弃。u2、数据传输方式、数据传输方式所有计算机通信
7、全部采用二进制。传递二进制数共分所有计算机通信全部采用二进制。传递二进制数共分两种方式，即并行通信和串行通信。并行是一次同时两种方式，即并行通信和串行通信。并行是一次同时传递数个二进制位，通信接点之间的连线数目和通信传递数个二进制位，通信接点之间的连线数目和通信的二进制位数相同，长距离通信十分浪费材料。串行的二进制位数相同，长距离通信十分浪费材料。串行通信是常用的通信方式。通信是常用的通信方式。通信通信节点节点通信通信节点节点通信通信节点节点通信通信节点节点并行通信，每传递一位二进制并行通信，每传递一位二进制数就需要一条线路。传递二进数就需要一条线路。传递二进制数据位数越多，需要的线路制数据位
8、数越多，需要的线路越多，不利于长距离通信，打越多，不利于长距离通信，打印机多采用并行通信。印机多采用并行通信。串行通信最少可以使用三根线串行通信最少可以使用三根线来进行，一根通信由左向右；来进行，一根通信由左向右；另一根由右向左；加上公用地另一根由右向左；加上公用地共三根可以使用双向（双工）共三根可以使用双向（双工）通信。通信。（1）、串行异步通信（原理讲解）、串行异步通信（原理讲解）图图9-4 串行异步通信波形图串行异步通信波形图 例如：甲方向乙方传递例如：甲方向乙方传递1100101，7位二进制数据，增加位二进制数据，增加一个偶检验位，两位停止位。一个偶检验位，两位停止位。所谓偶检验就是在
9、传输数据时，保证数据中所谓偶检验就是在传输数据时，保证数据中“1”的个数的个数加上偶检验位加上偶检验位“1”的个数后，必须为偶数。就本例而言，的个数后，必须为偶数。就本例而言，数据中已经存在数据中已经存在4个个”1“，已经是偶数，所以偶检验的，已经是偶数，所以偶检验的检验位只能添检验位只能添“0”，否则，否则“1”的个数就变成奇数。的个数就变成奇数。偶检验时，接收方（乙方）收到数据后将数据连同检验偶检验时，接收方（乙方）收到数据后将数据连同检验位一起，计算位一起，计算“1”的个数，如果为偶数，说明传输正确。的个数，如果为偶数，说明传输正确。当数据传输过程中由于干扰将某一位改变，例如将当数据传输
10、过程中由于干扰将某一位改变，例如将“1”变成变成“0”，或者相反，都会造成，或者相反，都会造成“1”的个数不是偶数。的个数不是偶数。电压表电压表01奇检验和偶检验类似，只不过传输数据要求奇检验和偶检验类似，只不过传输数据要求“1”的个数的个数为奇数。为奇数。为了便于理解下面的例子假设一个时间单位（秒）传输为了便于理解下面的例子假设一个时间单位（秒）传输一位二进制数，既传输速率为一位二进制数，既传输速率为1波特。波特。当左侧的开关打开时，当左侧的开关打开时，右侧电压表读数为右侧电压表读数为0，表示甲方传递给乙方表示甲方传递给乙方数据为数据为0。当左侧的开关闭合时，当左侧的开关闭合时，右侧电压表读
11、数为右侧电压表读数为1，表示甲方传递给乙方表示甲方传递给乙方数据为数据为1。甲方甲方乙方乙方电平高度电平高度秒秒1012345678910传输数据方（甲方）数据波形图传输数据方（甲方）数据波形图甲方在发送数据前始甲方在发送数据前始终保持高电平终保持高电平甲方将高电平变成低电平就是告诉乙方，甲方甲方将高电平变成低电平就是告诉乙方，甲方开始发送数据。这个低电平（表示开始的信号）开始发送数据。这个低电平（表示开始的信号）要延长一位数据所占的时间长度。要延长一位数据所占的时间长度。一个数据单位时间内一个数据单位时间内保持高电平，表示发保持高电平，表示发送数据为送数据为“1”。一个数据单位时间内一个数据
12、单位时间内保持高电平，表示发保持高电平，表示发送数据为送数据为“1”。一个数据单位时间内一个数据单位时间内保持低电平，表示发保持低电平，表示发送数据为送数据为“0”。一个数据单位时间内一个数据单位时间内保持低电平，表示发保持低电平，表示发送数据为送数据为“0”。奇偶检验位（本例为偶检验），计算机奇偶检验位（本例为偶检验），计算机数据位中数据位中“1”的个数，连同本位在内，的个数，连同本位在内，必须为偶数个必须为偶数个“1”。甲方使用不小于两个数据甲方使用不小于两个数据位时间宽度的高电平，表位时间宽度的高电平，表示数据传输结束。示数据传输结束。接收数据方（乙方）数据接收过程图接收数据方（乙方）数
13、据接收过程图电平高度电平高度秒秒1012345678910在发送方输出高电平（表示发送停止）期间，接在发送方输出高电平（表示发送停止）期间，接收方以收方以1/16数据单位时间间隔，检测是否有低电数据单位时间间隔，检测是否有低电平出现。平出现。一旦检测到低电平，表示对方开始发送数据。一旦检测到低电平，表示对方开始发送数据。发现对方发送低电平后，乙方将检测频率放慢，发现对方发送低电平后，乙方将检测频率放慢，1/2数据位时间宽度后，再采样一次，如果继续低电平表数据位时间宽度后，再采样一次，如果继续低电平表示真的数据发送开始。否则前次肯定为干扰。示真的数据发送开始。否则前次肯定为干扰。以后每间隔一个数
14、据位时间间隔，采样一次，每次采以后每间隔一个数据位时间间隔，采样一次，每次采样结果就是甲方发送来的数据。样结果就是甲方发送来的数据。甲方发送的停止位必须大于两个（原来约定）数据位甲方发送的停止位必须大于两个（原来约定）数据位时间宽度，否则通信失败。时间宽度，否则通信失败。（2）、串行同步通信）、串行同步通信 异步的开始位和停止位影响了通信速度，如果存在大异步的开始位和停止位影响了通信速度，如果存在大量数据需要传送时，通信速度必然受到限制。量数据需要传送时，通信速度必然受到限制。同步通信当对方示意开始传送后将大块数据连续不断同步通信当对方示意开始传送后将大块数据连续不断地传送到对方，可以提高效率
15、。地传送到对方，可以提高效率。u传递数据双方示意开始或结束信号称为同步，同步通传递数据双方示意开始或结束信号称为同步，同步通信的信的“同步同步”可以由两种方式来实现，一种称为硬件同步可以由两种方式来实现，一种称为硬件同步在异步通信线路基础上增加一条专门用于同步的在异步通信线路基础上增加一条专门用于同步的“同步同步”线，主要是表示发送数据开始或结束。另一种为软同步，线，主要是表示发送数据开始或结束。另一种为软同步，由发送的特殊字符表示开始或结束。由发送的特殊字符表示开始或结束。图9-5串行同步通信数据块结构软同步结构示意图。帧头软同步结构示意图。帧头和帧尾分别表示数据的开和帧尾分别表示数据的开始
16、或结束。始或结束。DCS中通信多中通信多数采用同步通信模式。数采用同步通信模式。串行同步通信一般存在两种形式：串行同步通信一般存在两种形式：在发送方和接收方之间利用一根专门的数据同步线来传在发送方和接收方之间利用一根专门的数据同步线来传递同步信号，称为外同步法。递同步信号，称为外同步法。数据帧同步是将要传递的多位二进制数据，组成一个数数据帧同步是将要传递的多位二进制数据，组成一个数据块，在数据块的前后分别加上前、后同步控制和检验字据块，在数据块的前后分别加上前、后同步控制和检验字段（分别称为帧头和帧尾），帧头表示发送方开始发送数段（分别称为帧头和帧尾），帧头表示发送方开始发送数据，帧尾表示发送
17、数据结束。据，帧尾表示发送数据结束。（3）、基带传输与宽带传输）、基带传输与宽带传输A）基基带带传传输输（直直接接数数据据传传输输）：利利用用线线路路直直接接将将表表示示数数字字的的高高低低电电平平直直接接传传输输到到对对方方。在在局局域域网网中中经经常常使使用用基基带带传传输输模模式式进进行行数数据据传传送送。为为了了防防止止分分布布参参数数对对数数据产生干扰，一般使用曼彻斯特编码方式。据产生干扰，一般使用曼彻斯特编码方式。图9-6曼彻斯特编码波形 原则原则1：在每个时钟下：在每个时钟下降沿上形成数据。降沿上形成数据。原则原则2：上跳表示：上跳表示0；下跳表示；下跳表示1。原则原则3：相邻数
18、据不同时表示：相邻数据不同时表示数据的电平保持不变，相邻数数据的电平保持不变，相邻数据不相同时，表示完数据的跳据不相同时，表示完数据的跳变发生后，在数据通信无效期变发生后，在数据通信无效期间，变化电平准备表示下一数间，变化电平准备表示下一数据。据。B）宽宽带带传传输输；通通过过调调制制手手段段在在一一条条通通信信线线路路上上可可以以同同时时传递多路通信。如闭路电视系统。传递多路通信。如闭路电视系统。图9-7调制解调器工作原理示意图将串行信号（基带信号）通过将串行信号（基带信号）通过调幅或调频方法，转换成具有调幅或调频方法，转换成具有一定频率的电信号。这样不仅一定频率的电信号。这样不仅可以在一条
19、线路上实现多路通可以在一条线路上实现多路通信，而且可以信号远距离传递。信，而且可以信号远距离传递。宽带通信特点：存在调节宽带通信特点：存在调节解调器。拨号上网等需要解调器。拨号上网等需要猫的都属于该类型猫的都属于该类型3、数据传输中的差错处理、数据传输中的差错处理 通信线路经常受到干扰，通信错误在所难免，如何通信线路经常受到干扰，通信错误在所难免，如何知道对方发送出现错误成为纠正错误的关键。知道对方发送出现错误成为纠正错误的关键。（1）奇偶检验法）奇偶检验法事先约定（通信协议）一种检验方法后，利用串行通信事先约定（通信协议）一种检验方法后，利用串行通信的奇偶检验位来实现奇偶检验法。发送方利用该
20、位使数的奇偶检验位来实现奇偶检验法。发送方利用该位使数据变成偶数或奇数个据变成偶数或奇数个“1”，对方接受数据后连同奇偶位，对方接受数据后连同奇偶位一起计算，若为偶数或奇数表示通信成功，否则重新传一起计算，若为偶数或奇数表示通信成功，否则重新传送数据。送数据。（2）垂直水平奇偶检验法）垂直水平奇偶检验法每一个串行通信数据每一个串行通信数据称为水平检验称为水平检验发送一定数量水平数据后，发送一定数量水平数据后，补发一个专门用于垂直检补发一个专门用于垂直检验的检验数据。验的检验数据。可以发现窄脉冲的干扰可以发现窄脉冲的干扰（3）循环检验码）循环检验码 循循环环检检验验码码不不仅仅可可以以发发现现错
21、错误误，而而且且利利用用CRC余余码码还还可可以以纠纠正正错错误误数数据据。是是目目前前计计算算机机通通信信常用的检验码。常用的检验码。信息码校验码码字0 0 00 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 11 1 0 10 0 1 1 1 0 10 1 00 1 1 10 1 0 0 1 1 10 1 11 0 1 00 1 1 1 0 1 01 0 01 1 1 01 0 0 1 1 1 01 0 10 0 1 11 0 1 0 0 1 11 1 01 0 0 11 1 0 1 0 0 11 1 10 1 0 01 1 1 0 1 0 0要发送的三要发送的三位信息码位信息码防止发送错误
22、防止发送错误的四位检验码的四位检验码形成的可以检验形成的可以检验错误的发送码字。错误的发送码字。该码字特点：全该码字特点：全0除外，除外，任何一个数据向左或右任何一个数据向左或右循环移动一位，会变成循环移动一位，会变成另外一个码字，所以称另外一个码字，所以称为循环码。循环是线性为循环码。循环是线性码的一种。码的一种。显然对这种码的全显然对这种码的全0，全，全“1”都会被对方发现是错误都会被对方发现是错误码，只有将该码字所有码左码，只有将该码字所有码左或右循环移动一位，方能让或右循环移动一位，方能让对方接受，显然这样的干扰对方接受，显然这样的干扰出现的几率几乎为出现的几率几乎为0如何生成循环码如
23、何生成循环码例：设信息码系列例：设信息码系列m=101，采用生成多项式，采用生成多项式g（x）=1+x2+x3+x4，将其生成（，将其生成（7，3）发送码。）发送码。1）将要发送的码写成多项式形式例如要发送二进制）将要发送的码写成多项式形式例如要发送二进制110，则多项式形式为：，则多项式形式为：2）将以上多项式两边同乘以）将以上多项式两边同乘以X7-3，即，即X43）使用第）使用第2步生成的多项式除以步生成的多项式除以“生成多项式生成多项式”一种循一种循环环 码只能找到一个类似多项式。码只能找到一个类似多项式。4）将第）将第2步得到的多项式和第步得到的多项式和第3步余数相加得到的多项步余数相
24、加得到的多项 式相加成为要发送的码字。式相加成为要发送的码字。将以上多项式变成二进制为：将以上多项式变成二进制为：1101001其实对于（其实对于（7，3）码来讲只能发送）码来讲只能发送7个信息码。第三步个信息码。第三步得到的余数得到的余数X3+1称为循环冗余码，简称称为循环冗余码，简称CRC。4、12、16、32位生成多项式位生成多项式g（x）表达式如下：）表达式如下：二、数据通信的传输介质二、数据通信的传输介质1.双绞线双绞线（1）物理结构物理结构 双双绞绞线线由由两两根根均均匀匀排排列列成成螺螺旋旋状状的的绝绝缘缘铜铜导导线线组组成成。通通常常，一一定定数数量量的的这这样样的的双双绞绞线
25、线捆捆成成一一电电缆缆，外外面面包包着着硬硬的的保保护护性性护护套套。具具体体结结构构见见图图9-11双双绞绞线线结结构构示示意意图图。双双绞绞线线两两根根导导线线绞绞扭扭，可可减减少少两两根根导导线线之之间间的的电磁干扰。电磁干扰。图9-11双绞线结构示意图图图9-12双绞线功能说明双绞线功能说明 从左侧来看：发送组一条从左侧来看：发送组一条为数据线，另一条为地线为数据线，另一条为地线从左侧来看：接受组，一条为从左侧来看：接受组，一条为数据线，一条为地。数据线，一条为地。（2）传输特性传输特性双绞线可以传输模拟信号也可以传输数字信号。传输模双绞线可以传输模拟信号也可以传输数字信号。传输模拟信
26、号时，大约数公里就需要一个信号放大器。传输数拟信号时，大约数公里就需要一个信号放大器。传输数字信号时，每字信号时，每23公里需要一个中继转发器（主要作用公里需要一个中继转发器（主要作用是信号整形）。在局域网络中，双绞线多用于一个建筑是信号整形）。在局域网络中，双绞线多用于一个建筑物内的信号传递。物内的信号传递。2.同轴电缆同轴电缆 同轴电缆有细缆和粗缆之分，除使用的接头不同外，细同轴电缆有细缆和粗缆之分，除使用的接头不同外，细缆柔软容易弯曲在现场布线比较方便，但传输距离不如缆柔软容易弯曲在现场布线比较方便，但传输距离不如粗缆远。粗缆外层屏蔽坚硬不易弯曲，尤其对于复杂空粗缆远。粗缆外层屏蔽坚硬不
27、易弯曲，尤其对于复杂空间布线不方便，但传输距离比细缆远。间布线不方便，但传输距离比细缆远。（1）物理结构物理结构同轴电缆由两个导体同轴电缆由两个导体组成，其外导体是一组成，其外导体是一个空心圆柱形导体，个空心圆柱形导体，它围裹着一个内芯线它围裹着一个内芯线导体，外导体除了有导体，外导体除了有导电作用外，还具有导电作用外，还具有屏蔽电磁场防止干扰屏蔽电磁场防止干扰的作用。的作用。图图9-13具体结构见具体结构见3.光导纤维电缆光导纤维电缆1）物理结构物理结构光导纤维由两层折射率不同的材料构成。内层物质具有光导纤维由两层折射率不同的材料构成。内层物质具有非常高的折射率，光线传输主要靠内层进行。外层
28、物质非常高的折射率，光线传输主要靠内层进行。外层物质几乎对光线没有折射，光线一旦接触到外层就会被外层几乎对光线没有折射，光线一旦接触到外层就会被外层材料所吸收，外层相当于是光的绝缘体，主要作用防止材料所吸收，外层相当于是光的绝缘体，主要作用防止光纤之间光信号的相互干扰。光纤之间光信号的相互干扰。图9-14光纤内部结构示意图光导纤维的外层有吸收光光导纤维的外层有吸收光线的物质，以保证光纤之线的物质，以保证光纤之间的相互干扰。间的相互干扰。（2）传输特性传输特性在没有转发器的情况下，一般传输距离为数十公里。光在没有转发器的情况下，一般传输距离为数十公里。光纤不受电磁干扰或电磁噪声的影响，误码率极低
29、，可实纤不受电磁干扰或电磁噪声的影响，误码率极低，可实现远距离、高速率传输，有很好的保密性。现远距离、高速率传输，有很好的保密性。三、三、DCS中常用的网络协议中常用的网络协议国际化标准组织（国际化标准组织（ISO）于）于1978年年3月公布了网络开方月公布了网络开方系统互连参考模型，简称系统互连参考模型，简称OSI。1982年年4月形成国际标月形成国际标准参考模型，以指导计算机网络的发展和建设。准参考模型，以指导计算机网络的发展和建设。OSI标准共制定了标准共制定了7层分层协议，从低层到高层分别为：层分层协议，从低层到高层分别为：第一层第一层 物理层：一般使用电路来实现，在它上层（第二层）链
30、路层物理层：一般使用电路来实现，在它上层（第二层）链路层控制下，按一定编码形式，将二进制数发送给对方电路。物理层对控制下，按一定编码形式，将二进制数发送给对方电路。物理层对通讯电路作了详细具体的规范，各厂家只要按此规范制作通讯电通讯电路作了详细具体的规范，各厂家只要按此规范制作通讯电路，各厂家通讯电路就可以随意互换。路，各厂家通讯电路就可以随意互换。第二层第二层 链路层：对于总线型网络（连接在网络上的计算机相互可以链路层：对于总线型网络（连接在网络上的计算机相互可以直接通信），确定其通信方式；对于复杂网络完成通信链路的连接直接通信），确定其通信方式；对于复杂网络完成通信链路的连接与拆除等。与拆
31、除等。第三至第六层协议和总线型网络无关。内容较专业，这里不再详述第三至第六层协议和总线型网络无关。内容较专业，这里不再详述。第七层第七层 应用层：各种应用程序。例如，现场运行人员操作界面对应应用层：各种应用程序。例如，现场运行人员操作界面对应的程序、热工人员使用的系统组态程序等。的程序、热工人员使用的系统组态程序等。1.以太协议（以太协议（Ethernet）（1）以太网络结构）以太网络结构一条电缆线路上最一条电缆线路上最多可以连接多可以连接100个个设备，称为一段设备，称为一段通过中继设备通过中继设备（整形放大）可（整形放大）可以将两个段连接以将两个段连接起来。起来。（2）通信原理通信原理由于
32、是总线网（广播网）所以任何两点之间都可以直接通信。由于是总线网（广播网）所以任何两点之间都可以直接通信。采取广播方式优点是通信方便但可能会造成数据碰撞（同时采取广播方式优点是通信方便但可能会造成数据碰撞（同时向总线发送信息）。向总线发送信息）。以太协议中的以太协议中的CSMA/CD协议，专门针对此类问题而制定。协议，专门针对此类问题而制定。该协议规定，发送信息的计算机首先侦听（接受网络上信息）该协议规定，发送信息的计算机首先侦听（接受网络上信息）网络上是否有信息在发送，若能接收到信息说明有节点在发网络上是否有信息在发送，若能接收到信息说明有节点在发送信息，随机等待一段时间后再侦听。否则通过总线
33、向对方送信息，随机等待一段时间后再侦听。否则通过总线向对方发送信息。在发送信息期间也要将发送信息再接收，观察是发送信息。在发送信息期间也要将发送信息再接收，观察是否为自己发送出的信息，若不是说明总线上发生了信息碰撞，否为自己发送出的信息，若不是说明总线上发生了信息碰撞，随机等待后继续发送。总之规则为，谁随机等待后继续发送。总之规则为，谁“抢占了抢占了”总线谁发总线谁发言。言。Ethernet多采用基带传送模式，总线上的信号使用曼彻斯特编多采用基带传送模式，总线上的信号使用曼彻斯特编码，由于这种编码每个数据位至少有一个跳变，因此方便实现码，由于这种编码每个数据位至少有一个跳变，因此方便实现载波侦
34、听。载波侦听。64位48位48位16位461500位32位包前同步字符目的站地址源站地址类型数据CRC图9-16 Ethernet协议及层间接口以太网络中规定了以太网络中规定了物理层（电路）信物理层（电路）信号规则，使用曼彻号规则，使用曼彻斯特编码格式。斯特编码格式。数据链路层则由硬件和软件数据链路层则由硬件和软件共同来实现。主要有两个任共同来实现。主要有两个任务：一是数据打包（分帧）、务：一是数据打包（分帧）、安装数据地址和差错处理等；安装数据地址和差错处理等；二是链路管理，保证数据准二是链路管理，保证数据准确发送和接收，如总线数据确发送和接收，如总线数据碰撞检测、通信方式选择、碰撞检测、通
35、信方式选择、差错检验等差错检验等 2.IEEE802.2协议协议IEEE802.2协议是电气和电子工程协会（协议是电气和电子工程协会（Institute Of Electrical and Electronics Ehgineers）制定的局域网标准。）制定的局域网标准。IEEE802.2协协议也是针对总线网制定的通信协议，和议也是针对总线网制定的通信协议，和Ethernet协议几乎完全协议几乎完全相同相同。IEEE802.2协议比协议比Ethernet协议更加具体，实际上协议更加具体，实际上IEEE802.2协协议就是按着议就是按着Ethernet协议细化而成，而协议细化而成，而IEEE80
36、2.2协议可以看协议可以看成是成是Ethernet实践的标准。实践的标准。IEEE802.2协议是目前协议是目前DCS网络最网络最常用的协议之一常用的协议之一。3.IEEE802.3协议协议该协议适用的局域网有三种类型：粗缆网、细缆网和该协议适用的局域网有三种类型：粗缆网、细缆网和双绞线网。双绞线网。图9-18 IEEE802.3局域网的三种连接方法IEEE802.3协议是带有冲突检测的载波协议是带有冲突检测的载波侦听多路存取控制协议（侦听多路存取控制协议（Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection），常缩写为），常缩写为CSM
37、A/CD。该。该方式在总线网中最为常见，是目前多数方式在总线网中最为常见，是目前多数DCS仪表最常使用的一种模式。仪表最常使用的一种模式。4.IEEE802.5通信协议通信协议当局域网络的组成模式是令牌环形总线网时，使用该协当局域网络的组成模式是令牌环形总线网时，使用该协议控制数据的存取。或者说议控制数据的存取。或者说IEEE802.5就是令牌环形网就是令牌环形网的专用协议。的专用协议。在环形网络上有一令牌信号沿环运动，令牌是一组特殊在环形网络上有一令牌信号沿环运动，令牌是一组特殊的二进制数据集合，当令牌到达某站时，某站就可以向的二进制数据集合，当令牌到达某站时，某站就可以向总线发送数据，没有
38、令牌的站点无权向总线发送数据。总线发送数据，没有令牌的站点无权向总线发送数据。令牌运行模式可以避免总线上的数据碰撞。该协议一般令牌运行模式可以避免总线上的数据碰撞。该协议一般不适宜现场的实时网络数据传送，一旦某站点出现紧急不适宜现场的实时网络数据传送，一旦某站点出现紧急情况需要通信时，没有令牌会影响现场的控制。情况需要通信时，没有令牌会影响现场的控制。5.IEEE802.4协议协议 对于实时性要求十分严格的工业控制系统而对于实时性要求十分严格的工业控制系统而言言,CSMA/CD存取方式受到一定限制。将存取方式受到一定限制。将CSMA/CD和令牌环的优点结合起来构成了和令牌环的优点结合起来构成了
39、IEEE802.4协议。即协议。即局域网仍然是总线网，但使用令牌环进行数据传递。局域网仍然是总线网，但使用令牌环进行数据传递。图9-21 物理总线上的逻辑环9、静夜四无邻，荒居旧业贫。、静夜四无邻，荒居旧业贫。3月月-233月月-23Monday,March 20,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。、雨中黄叶树，灯下白头人。20:16:3820:16:3820:163/20/2023 8:16:38 PM11、以我独沈久，愧君相见频。、以我独沈久，愧君相见频。3月月-2320:16:3820:16Mar-2320-Mar-2312、故人江海别，几度隔山川。、故人江海别，几度隔山川。20:1
40、6:3820:16:3820:16Monday,March 20,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。、乍见翻疑梦，相悲各问年。3月月-233月月-2320:16:3820:16:38March 20,202314、他乡生白发，旧国见青山。、他乡生白发，旧国见青山。20 三月三月 20238:16:38 下午下午20:16:383月月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。、比不了得就不比，得不到的就不要。三月三月 238:16 下午下午3月月-2320:16March 20,202316、行动出成果，工作出财富。、行动出成果，工作出财富。2023/3/20 20:16:3820:16:
41、3820 March 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。8:16:38 下午下午8:16 下午下午20:16:383月月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。、没有失败，只有暂时停止成功！。3月月-233月月-23Monday,March 20,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。20:16:3820:16:3820:163/20/2023 8:16:38 PM11、成功就是日复一日那一点点小
42、小努力的积累。、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。3月月-2320:16:3820:16Mar-2320-Mar-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。20:16:3820:16:3820:16Monday,March 20,202313、不知香积寺，数里入云峰。、不知香积寺，数里入云峰。3月月-233月月-2320:16:3820:16:38March 20,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 三月三月 20238:16:38
43、下午下午20:16:383月月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。、楚塞三湘接，荆门九派通。三月三月 238:16 下午下午3月月-2320:16March 20,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/3/20 20:16:3820:16:3820 March 202317、空山新雨后，天气晚来秋。、空山新雨后，天气晚来秋。8:16:38 下午下午8:16 下午下午20:16:383月月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。、杨柳散和风，青山澹吾虑。3月月-233月月-23Monday,March 20,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出
44、的人谈话。、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。20:16:3820:16:3820:163/20/2023 8:16:38 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。、越是没有本领的就越加自命不凡。3月月-2320:16:3820:16Mar-2320-Mar-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。20:16:3820:16:3820:16Monday,March 20,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月月-233月月-2320:16:3820:16:38March 20,20
45、2314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 三月三月 20238:16:38 下午下午20:16:383月月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月三月 238:16 下午下午3月月-2320:16March 20,202316、业余生活要有意义，不要越轨。、业余生活要有意义，不要越轨。2023/3/20 20:16:3920:16:3920 March 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。8:16:39 下午下午8:16 下午下午20:16:393月月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉