工业以太网络支持的协议和缩写

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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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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

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

GTP协议

GTP是一组基于IP的，用于在GSM和UMTS网络中支持通用分组无线服务(GPRS)的通讯协议。

GTP header GTP IE GTP协议分GTP-C、GTP-U、GTP’协议，常用网络名词有GGSN（gateway GPRS sustain node）网关GPRS支持节点、SGSN（service GPRS sustain node）服务GPRS支持节点。

GTP-C属于一个控制层面的协议，主要运用GGSN和网络核心之间、GGSN和SGSN之间传输信令。信令大致可以理解为请求信息（建立、管理、使用、释放）。

GTP-U属于传输层的协议，主要运用在网络核心层和无线接入层传输用户数据，用户数据包可以是IPV4、IPV6、PPP任何格式传输。

GTP’它的主要功能是计费功能，可以用它来传输从GSM或UMTS的CDF(计费数据功能)到CGF(计费网关功能)的数据。

例如一个手机终端需要通过3G无线网卡上网，（属于UMTS网络）首先他需要发送请求道GGSN获取内部地址，运用到GTP-C协议。让UMTS网络知道它的存在和他的请求信息。GTP-C协议回复它的信令请求，同时GTP’协议像CGF发送信息开始计费。GTP-U协

GTP协议

GTP是一组基于IP的，用于在GSM和UMTS网络中支持通用分组无线服务(GPRS)的通讯协议。

GTP header GTP IE GTP协议分GTP-C、GTP-U、GTP’协议，常用网络名词有GGSN（gateway GPRS sustain node）网关GPRS支持节点、SGSN（service GPRS sustain node）服务GPRS支持节点。

GTP-C属于一个控制层面的协议，主要运用GGSN和网络核心之间、GGSN和SGSN之间传输信令。信令大致可以理解为请求信息（建立、管理、使用、释放）。

GTP-U属于传输层的协议，主要运用在网络核心层和无线接入层传输用户数据，用户数据包可以是IPV4、IPV6、PPP任何格式传输。

GTP’它的主要功能是计费功能，可以用它来传输从GSM或UMTS的CDF(计费数据功能)到CGF(计费网关功能)的数据。

例如一个手机终端需要通过3G无线网卡上网，（属于UMTS网络）首先他需要发送请求道GGSN获取内部地址，运用到GTP-C协议。让UMTS网络知道它的存在和他的请求信息。GTP-C协议回复它的信令请求，同时GTP’协议像CGF发送信息开始计费。GTP-U协

微机控制系统及其应用

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

学院： 电气工程学院 班级： XXX 姓名： XXX 学号： XXXXXXXX

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

摘 要：本文简单介绍了工业控制网络中DCS、FCS和工业以太网的特点，指出了工业以太网相对前两者的优势所在，并分析了工业以太网现有的几个问题，最后提出了几种解决方案。

关键词：工业以太网，DCS，FCS，工业控制网络，实时性，非确定性

Abstract: This paper briefly introduces DCS, FCS and industrial Ethernet in industrial control network, and points out the advantages of industrial Ethernet compared with the two formers, then analyses several problems in industrial Ethernet, finally puts forward several solutions.

Key words: industrial Ethe

微机控制系统及其应用

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

学院： 电气工程学院 班级： XXX 姓名： XXX 学号： XXXXXXXX

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

摘 要：本文简单介绍了工业控制网络中DCS、FCS和工业以太网的特点，指出了工业以太网相对前两者的优势所在，并分析了工业以太网现有的几个问题，最后提出了几种解决方案。

关键词：工业以太网，DCS，FCS，工业控制网络，实时性，非确定性

Abstract: This paper briefly introduces DCS, FCS and industrial Ethernet in industrial control network, and points out the advantages of industrial Ethernet compared with the two formers, then analyses several problems in industrial Ethernet, finally puts forward several solutions.

Key words: industrial Ethe

计算机网络协议原理实验教程
实验一 以太网链路层帧格式分析
【实验目的】
1、分析 Ethernet II 标准的 MAC 层帧结构；
2、了解 IEEE 802.3 标准规定的 MAC 层帧结构；
3、掌握网络协议分析仪的基本使用方法；
4、掌握协议数据发生器的基本使用方法。
【实验学时】
4 学时
【实验环境】
本实验需要 2 台试验主机，在主机 A 上安装锐捷协议分析教学系统，使用其中的协议
数据发生器对数据帧进行编辑发送，在主机 B 上安装锐捷协议分析教学系统，使用其中的
网络协议分析仪对数据帧进行捕获分析，以此增强对数据链路层的理解和对以太网数据帧的
理解。实验拓扑如图 2- 4 所示：
图 2- 4 实验拓扑图
【实验内容】
1、学习协议数据发生器的各个组成部分及其功能；
2、学习网络协议分析仪的各个组成部分及其功能；
3、学会使用协议数据发生器编辑以太网帧；
4、学会分析数据帧的 MAC 首部和 LLC 首部的内容；
5、理解 MAC 地址的作用； 
第二章 数据链路层协议分析
6、理解 MAC 首部中的长度/类型字段的功能；
7、学会观察并分析数据帧中的各个字段内容。
【实验流程】
图 2- 5 实验流程图
【实验原理】
目前

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