原全國大學生工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽智能制造的基礎-工業(yè)網(wǎng)絡通訊技術內(nèi)容概述實驗一采集的數(shù)據(jù)通過工業(yè)網(wǎng)絡傳輸?shù)娇刂浦行膶嶒灦W(wǎng)絡冗余——工業(yè)網(wǎng)絡可靠性需求實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求實驗四工業(yè)無線通訊實驗12345基于工業(yè)項目的系統(tǒng)教學過程體驗7實驗五虛擬網(wǎng)絡VLAN實驗6交流與考試6工業(yè)通訊網(wǎng)絡發(fā)展方向目前工業(yè)網(wǎng)絡技術正從傳統(tǒng)的網(wǎng)絡技術——現(xiàn)場總線向現(xiàn)代網(wǎng)絡技術——工業(yè)以太網(wǎng)技術的方向發(fā)展。工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)勢：一網(wǎng)到底傳輸速率快，可達千兆甚至更快可以保障實時性、可靠性和安全性可實現(xiàn)遠程訪問、遠程診斷可以與其他通訊協(xié)議互聯(lián)，保護投資PROFINET概述PROFINET基礎知識PROFINET由PROFIBUS國際組織（PROFIBUSInternational，PI）推出跨供應商兼容現(xiàn)有的現(xiàn)場總線（如PROFIBUS）技術PROFINET支持三種通訊方式基礎知識根據(jù)響應時間的不同，PROFINET支持下列三種通訊方式。PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)技術，使用TCP/IP和IT標準。TCP/IP是IT領域關于通訊協(xié)議方面事實上的標準，盡管其響應時間大概在100ms的量級，對于工廠控制級的應用來說，這個響應時間就足夠了。TCP/IP標準通訊PROFINET支持三種通訊方式基礎知識根據(jù)響應時間的不同，PROFINET支持下列三種通訊方式。對于傳感器（遠程IO設備）和執(zhí)行器設備之間的數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)對響應時間的要求更為嚴格，大概需要5－10ms的響應時間。實時（RT）通訊PROFINET支持三種通訊方式基礎知識根據(jù)響應時間的不同，PROFINET支持下列三種通訊方式。在現(xiàn)場級通訊中，對通訊實時性要求最高的是運動控制（MotionControl），PROFINET的同步實時（IsochronousReal-Time,IRT）技術可以滿足運動控制的高速通訊需求，在100個節(jié)點下，其響應時間要小于1ms，抖動誤差要小于1μs。同步實時（IRT）通訊PROFINETIORTPROFINETIO在IO控制器和IO設備之間進行過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換。IO控制器：用于對連接的IO設備進行尋址的設備。通常是運行自動化程序的控制器。IO設備：分配給某個IO控制器的分布式現(xiàn)場設備，例如，分布式IO、變頻器。智能設備也可作為IO設備，如控制器。基礎知識新的需求實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求除了要求能夠?qū)⑺岱蛛x塔車間中的數(shù)據(jù)通過工業(yè)網(wǎng)絡傳輸?shù)娇刂浦行?，還要求傳輸過程的實時性。網(wǎng)絡結構實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝流程塔釜液位LIC3011塔釜液位LIC3011酸分離塔實驗目標IO設備采集的數(shù)據(jù)（LIC3011）通過PROFINETIO實時（RT）傳輸?shù)絀O控制器中。實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求配置PNIO控制器實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO控制器（默認）填寫默認變量表填寫監(jiān)控表配置PNIO控制器實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO控制器（默認）填寫默認變量表填寫監(jiān)控表配置PNIO控制器實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO控制器（默認）填寫默認變量表填寫監(jiān)控表配置PNIO控制器實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO控制器（默認）填寫默認變量表填寫監(jiān)控表配置PNIO設備添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO設備及分配IO控制器填寫默認變量表填寫監(jiān)控表編寫程序塊設置傳輸區(qū)實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求配置PNIO設備添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO設備及分配IO控制器填寫默認變量表填寫監(jiān)控表編寫程序塊設置傳輸區(qū)實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求配置PNIO設備添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO設備及分配IO控制器填寫默認變量表填寫監(jiān)控表編寫程序塊設置傳輸區(qū)實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求配置PNIO設備添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO設備及分配IO控制器填寫默認變量表填寫監(jiān)控表編寫程序塊設置傳輸區(qū)實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求配置PNIO設備添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO設備及分配IO控制器填寫默認變量表填寫監(jiān)控表編寫程序塊設置傳輸區(qū)實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求配置PNIO設備添加子網(wǎng)與設置IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為IO設備及分配IO控制器填寫默認變量表填寫監(jiān)控表編寫程序塊設置傳輸區(qū)實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求通訊測試——僅傳輸區(qū)實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求通訊測試——變量值傳輸智能設備IODevice采集AI0通道的變量值，然后由傳輸區(qū)傳輸?shù)絀OController測試：改變旋鈕的輸出值，在IODevice1“監(jiān)控表_1”中，可以看到監(jiān)視值的實時變化，同時可以看到IOController“監(jiān)控表_1”中LIC3011變量值的同步實時變化。實驗三PROFINET實時通訊——工業(yè)網(wǎng)絡實時性需求TCP/IP協(xié)議中數(shù)據(jù)封裝用戶數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報IP報頭互聯(lián)網(wǎng)層以太網(wǎng)幀以太網(wǎng) 報頭以太網(wǎng) 幀尾網(wǎng)絡

訪問層

報文應用層應用報頭TCP分段傳輸層TCP報頭用戶數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)應用數(shù)據(jù)TCP報頭應用數(shù)據(jù)TCP報頭IP報頭數(shù)據(jù)層級越多，意味著處理時間越長WhyPROFINET可以實現(xiàn)實時傳輸發(fā)送和接收過程電子郵件應用程序生成數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分段（編號），添加控制信息（端口號）添加IP地址信息，可以被路由建立一個在頭部擁有局域網(wǎng)物理地址信息的幀，然后被編碼成能夠在介質(zhì)上傳送到目的地的比特流。WhyPROFINET可以實現(xiàn)實時傳輸封裝解封裝PROFINETRT（實時）通訊

WhyPROFINET可以實現(xiàn)實時傳輸原因1：RT通訊省略了網(wǎng)絡層（IP）和傳輸層（TCP/UDP）的處理，增加了效率WhyPROFINET可以實現(xiàn)實時傳輸PROFINETRT（實時）通訊

原因2：RT數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級高于普通TCP/IP數(shù)據(jù)（如視頻數(shù)據(jù)）授課總結學過哪些知識？做過哪些實驗？回憶新的需求小組綜合練習除了要求能夠?qū)⑺岱蛛x塔車間塔釜液位LIC3011數(shù)