工业以太网络交换器

中石化干部培训 1

工业以太网

1.1当前现场总线存在的问题

现场总线控制系统（FCS）由于它的开放性、分散性和完全可互操作性等特点，正成为未来新型工业控制系统的发展方向，然而就目前情况来看，现场总线技术的发展还存在诸多问题。

1．多种标准目前的现场总线国际标准IEC6158包含了8种不同的现场总线，因此可以说没有标准。各个标准都有其特点，但都有不足之处，没有一种能覆盖所有的应用面。因为目前现场总线有3个层次，即传送数据宽度以位（Bit）计的传感器总线、宽度以字节（Byte）计的设备总线（Device Bus ）和宽度为数据流（Block）的现场总线。其应用范围如图2－1所示。

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第七篇 以太网交换技术

第二十八章 以太网交换技术原理

在局域网中，交换机是非常重要的网络设备，负责在主机之间快速转达数据帧。交换机与集线器的不同之处在于，交换机工作在数据链路层，能够根据数据帧中的mac地址进行转发

28.1 共享式与交换式以太网 1.共享式以太网

Hub与同轴电缆都是典型的共享式以太网所用的设备，工作在OSI模型的物理层。Hub与同轴电缆所连接的设备位于一个冲突域中，域中是设备共享宽带，设备间利用CSMA/CD机制来检测及避免冲突。

共享式以太网中，每个终端所使用的宽带大致相当于总线带宽、设备数量。 缺点：

（1）终端主机会收到大量的不属于自己的报文，它需要对这些报文进行过滤，从而影响主机处理性能。

（2）两个主机之间的通讯数据会毫无保留地被第三方收到，造成一定的网络安全隐患。

2.交换式以太网

交换式以太网大大减小了冲突域的范围，增加了终端主机之间的宽带，过滤了一部分不需要转发的报文。

交换式以太网所使用的设备是网桥和二层交换机。

二层交换机与网桥的区别在于交换机比网桥的端口更多、转发能力更强、特性更加丰富。

二层交换机也采用CSMA/CD机制来检测以及避免冲突，但与Hub所不同的是

介绍了一种基于FPGA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点,以FPGA的NIOS软核为核心,采取软件CPU与硬件控制电路协同配合工作的方法,并利用FPGA的硬件电路可高速并行工作的特点,实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于40μs,满足NCUC-BUS现场总线协议对理想通信周期的要求。

《业控制计算机/ 0 0年第 2工 21 3卷第 5期

环形工业以太网交换机的实时性设计R a— i y t m De i f L o I d s r l t e n tS t h r e lt— me S s e sgn o o p n u ti E h r e wi e a c

徐迪宇杨立志 (深圳清华大学研究院，东深圳 5 8 5 )广 10 7摘要

介绍了一种基于 F GA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点，以 F G的 P P A

NI OS软核为核心，采取软件 CP与硬件控制电路协同配合工作的方法，并利用 F GA的硬件电路可高速并行工作的特 U P点，实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于 4 s, O满足 N

介绍了一种基于FPGA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点,以FPGA的NIOS软核为核心,采取软件CPU与硬件控制电路协同配合工作的方法,并利用FPGA的硬件电路可高速并行工作的特点,实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于40μs,满足NCUC-BUS现场总线协议对理想通信周期的要求。

《业控制计算机/ 0 0年第 2工 21 3卷第 5期

环形工业以太网交换机的实时性设计R a— i y t m De i f L o I d s r l t e n tS t h r e lt— me S s e sgn o o p n u ti E h r e wi e a c

徐迪宇杨立志 (深圳清华大学研究院，东深圳 5 8 5 )广 10 7摘要

介绍了一种基于 F GA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点，以 F G的 P P A

NI OS软核为核心，采取软件 CP与硬件控制电路协同配合工作的方法，并利用 F GA的硬件电路可高速并行工作的特 U P点，实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于 4 s, O满足 N

什么是工业以太网？联网设备简介 2007年10月25日 工控吧-http://www.gkong8.com;http://www.gkong8.net 在以太网的应用广泛普及的今天，今天的 控制系统 和工厂自动化系统常常采用 工业以太网 技术完成工业控制任务，但是，IT工程师们对于以太网的了解往往局限于办公自动化商业以太网，这就可能导致工业以太网在工业控制系统中实施的简单化和商业化，不能真正理解工业以太网在工业现场的意义，也无法真正利用工业以太网内在的特殊功能，常常造成工业以太网现场实施的不彻底，给整个控制系统留下不稳定因素。 选择正确的工业以太网要考虑哪些因素？简单的来说，要从以太网通讯协议、电源、通信速率、工业环境认证考虑、安装方式、外壳对散热的影响、简单通信功能和通信管理功能、电口或光口的考虑。这些都是最基本需要了解的产品选择因素。如果对工业以太网的网络管理有更高要求，则需要考虑所选择产品的高级功能如：信号强弱、端口设置、出错报警、串口使用、主干(TrunkingTM)冗余、环网冗余、服务质量(QoS)、虚拟局域网(VLAN)、简单网络管理协议(SNMP)、端口镜像等等其他工业以太网管理 交换机 中可以提供的功能。不同的控制系统对网

热交换器设计计算

一、基本参数

管板与管箱法兰、壳程圆筒纸之间的连接方式为e型 热交换器公称直径DN600，即Di=600mm 换热管规格φ38?2，L0=3000mm 换热管根数n=92

管箱法兰采用整体非标法兰

管箱法兰/壳体法兰外直径Df=760mm 螺柱孔中心圆直径Db=715mm 壳体法兰密封面尺寸D4=653mm

二、受压元件材料及数据

以下数据查自GB 150.2—2011；

管板、法兰材料：16Mn锻件 NB/T 47008—2010 管板设计温度取 10℃

查表9，在设计温度100℃下管板材料的许用应力：

[σ]rt?178Mpa（δ≤100mm）

查表B.13，在设计温度100℃壳体/管箱法兰/管板材料的弹性模量：

’’E’?EMpa ff?Ep?197000壳程圆筒材料：Q345R GB 713 壳程圆筒的设计温度为壳程设计温度

查表2，在设计温度100℃下壳程圆筒材料的许用应力：

t[σ]c?189Mpa（3mm＜δ≤16mm）

查表B.13，在设计温度10℃下壳程圆筒材料的弹性模量Es?197000Mpa 查表B.14在金属温度20℃~80℃范围内，壳程圆筒材料平均线膨胀系数： αs?1.137?10-5mm

现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

一、什么是现场总线二、现场总线的技术特点与优点三、现场总线的产生与发展趋势四、以太网与工业控制网络五、工业以太网现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

什么是现场总线

?现场总线是应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

现场总线是通信网络

?位于生产控制现场和网络结构的底层?现场总线是低带宽的控制网络?它与上层的Internet、企业内部网Intranet相连?构成企业综合自动化的通信网络平台现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

现场总线对控制系统带来的革命?基地式仪表控制系统?单元组合式模拟仪表控制系统?集中式数字控制系统?集散控制系统DCS、PLC?基于现场总线的分散控制系统现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

各阶段测控仪表能力指数

测控能力指数现场总线数字开放标准DCS数字/模拟混合电动单元气动、模拟模拟过程优化管控一体化按回路运行按过程运行五十年代1960 1980 1998

现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

设备状态可控

实训3 交换式以太网

在计算机网络新应用技术发展过程中，局域网技术一直是最为活跃的领域之一。局域网技术已经在企业、机关、学校乃至家庭中得到了广泛的应用。本次实训利用多台计算机和交换机构建一个小型的交换式以太网。

【实训内容】

◎局域网的特点（拓扑结构、工作模式、连接介质、介质访问控制方法） ◎常用联网设备（交换机、路由器） ◎以太网的特点以及新技术

.1 准备知识

.1.1 局域网

局域网（LAN，Local Area Networks）是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：

1． 传输速率高

局域网内计算机间数据传输速度非常快，根据传输介质和网络设备的不同，线路所提供的带宽最小也能达到10Mbps，稍快一些可达到100Mbps、1000Mbps，甚至是10Gbps，所以能支持计算机之间的高速通信，时延较低。无论是普通的办公自动化、多媒体教学还是视频点播，都能非常轻松地实现。

2． 区域范围小

不同地传输介质所能够提供的传输距离是不同的。一般，双绞线为100米，多模光纤为200～500米、单模光纤则可以达到10千米～100千米。虽然借助于单模光纤和相应的网络设备，可以将局

辽宁工程技术大学华为第二章课件

2 以太网交换机基础及配置

辽宁工程技术大学软件学院

辽宁工程技术大学华为第二章课件

目 标 学习完本章，应该掌握和理解： 掌握以太网基本概念和原理

掌握交换机的数据转发基本过程 掌握华为交换机的基本配置命令 掌握虚拟局域网的基本概念及基本配置命令 掌握端口汇聚配置命令 掌握生成树协议及基本配置命令

辽宁工程技术大学华为第二章课件

课程内容2.1 以太网概述 2.2 以太网交换机原理 2.3 以太网交换机的配置 2.4 虚拟局域网

2.5 端口汇聚配置2.6 生成树

2.7 应用举例

辽宁工程技术大学华为第二章课件

2.1 以太网概述

2.1.1 以太网的基础 2.1.2 以太网的传输介质 2.1.3 以太网的分段

2.1.4 以太网分类2.1.5 IEEE 802.3 MAC帧格式

辽宁工程技术大学华为第二章课件

2.1.1 以太网基础

传统的共享式以太网 以太网的冲突域

以太网广播

辽宁工程技术大学华为第二章课件

传统的共享式以太网

辽宁工程技术大学华为第二章课件

以太网冲突域

冲突不是以太网中的故障，而是作为流控的一种形式成为以太网操 作的正常组成部分，它带来快速而又自动的重新发送调整。 但是随着通信量和用户数的

第三章 高效间壁式热交换器螺旋板式 板式 板翅式 热管 微尺度 能源利用角度方面对热交换器的要求 传热效率高 体积小1

高效间壁式热交换器

高效间壁式热交换器3.1 螺旋板式热交换器

3.2 板式热交换器3.3 板翅式热交换器 3.4 翅片管热交换器 3.5 热管热交换器 3.6 蒸发冷却(冷凝)器的结构2

高效间壁式热交换器 高效就是换热效率高，结构紧凑 即在增加换热器的传热面积的同时， 也要减小换热器的体积 “紧凑性”—热交换器的单位体积 中所包含的传热面积的大小，m2/m3 紧凑式热交换器：>700m2/m3 非紧凑性热交换器：<700m2/m3 通过“二次表面”来提高紧凑性3

第一节 螺旋板式热交换器

螺旋板式换热器

螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺 旋状而构成的。卷制后，在器内形成两条相互隔开的螺旋形通道， 在顶、底部分别焊有封头和两流体进出口接管。其中有一对进出 口接管是设在园周边上，而另一对进出口则设在圆鼓的轴心上。 换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流 动。 4

基本构造外壳螺旋体 密封装置 进出口

中心处有隔板将板片两侧流体隔开，各通道为环状单一通 道，其截面积为矩形，进出管分别接于两通