工业以太网教学实验开发平台应用介绍.pdf

1、AN030101Appplication Note 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台 文件信息文件信息 类别类别 内容内容 关键词 工业以太网 教学实验开发平台 摘要 工业以太网教学实验开发平台介绍 产品应用笔记产品应用笔记Date:2007/11/20V1.00 广州致远电子有限公司 AN030101广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 产品应用手册产品应用手册 V1.00工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台 修订历史修订历史 版本版本

2、 日期日期 原因原因 V1.00 2007/11/20 创建文档。AN030101广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 i 产品应用手册产品应用手册 V1.00目 录 1.工业以太网教学实验开发平台介绍.1 2.教学实验开发平台硬件组成.2 3.教学实验开发平台涉及的内容.2 4.软件支持.3 5.实验内容.4 6.配套教材.4 7.适合专业.5 8.附录 A 教学实验开发平台教材目录.5 9.附录 B 教学实验开发平台实

3、验指导目录.11 10.免责声明.16 11.销售与服务网络.17 AN030101广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 产品应用手册产品应用手册 V1.001/21 1.工业以太网教学实验开发平台介绍工业以太网教学实验开发平台介绍 工业控制系统向着网络化、标准化和开放性的方向发展，工业以太网的出现正是顺应这种潮流而得到越来越广泛的应用。通过工业以太网可以将工厂的企业管理层、生产管理层、过程监控层和现场控制层无缝连接，实现

4、“E 网到底”的控制解决方案 Modbus/TCP 是第一种采用 TCP/IP 的工业以太网标准，它具有协议开放、帧结构简单、紧凑、容易实现等特点而获得广泛的应用。Modbus/TCP 协议已被国际工程任务组(Internet Engineer Test Force，IETF)所接受，并将它纳入因特网的标准，这表示 Modbus/TCP 也将与FTP 一样成为操作系统的一个共用部分。针对教学领域，我们提供基于 Modbus/TCP 的工业通信实验室的完整解决方案：工业以太网 Modbus/TCP 实验室。图 1-1 工业以太网教学实验开发平台 工业以太网 Modbus/TCP 实验室的主要硬件

5、平台为工业以太网教学实验开发平台（如图 1-1 所示）。教学实验开发平台主要包括：NDAM 系列数据采集模块、工业交换机、工业电源、标准 Modbus 网关、无线 Modbus 短信单元、传感器、传动控制系统等。工业以太网教学实验开发平台涉及的内容有 Modbus/TCP 网络协议、工业以太网网络通信、工业现场数据的采集和控制输出、传感器技术、PC 软件编程技术、组态软件开发技术等。工业以太网教学实验开发平台涉及范围广，融合不同的技术，提供丰富的教学资源，帮助用户由浅入深逐步了解并深入掌握 Modbus/TCP 的应用。图 1-2 工业以太网 Modbus/TCP 实验室实例 AN030101

6、广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 产品应用手册产品应用手册 V1.002/21 2.教学实验开发平台硬件组成教学实验开发平台硬件组成 图 2-1 工业以太网教学实验开发平台组成 教学实验开发平台硬件主要包括：?NDAM 系列数据采集模块?工业交换机?工业导轨电源?标准 Modbus 网关?无线 Modbus 短信收发器单元?各种检测传感器?运动机构?输入输出单元?步进电机 3.教学实验开发平台涉及的内容教学实验开发平台

7、涉及的内容 工业以太网教学实验开发平台能够提供一个可靠的工业控制仿真、测试、开发与应用平台，可以满足多个不同设计课题项目的需要。通过该实验开发平台，可以了解：?工业以太网原理与应用 工业以太网教学实验平台详细介绍了工业以太网的原理、特点及其应用，对当前流行的工业以太网标准进行了简要的介绍。?Mdobus/TCP 高级协议原理与应用 工业以太网教学实验开发平台详细介绍了 Modbus/TCP 高级应用协议的构成，分析了Mdobus/TCP 协议的特点、应用的注意事项，帮助用户更好了解掌握 Modbus/TCP。?组态软件与开发 通过工业以太网教学实验开发平台，用户可以熟悉组态软件环境，了解组态软

8、件开发的流程，掌握怎样组建自己的组态应用环境，帮助用户解决实际应用中遇到的问题。AN030101广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 产品应用手册产品应用手册 V1.003/21?基于 Modbus/TCP 工业以太网的分布式测控系统设计 工业以太网教学实验开发平台详细介绍了工业控制网络的发展，分析了分布式测控系统的特点和组成，使用户更加深入地了解工业控制网络的实际中的应用，帮助用户组建自己的基于 Modbus/TCP 的

9、工业以太网测控系统。?传感器与智能仪表技术 工业以太网教学实验开发平台对当前工业应用中常见的传感器和智能仪表技术进行了介绍，对于各种工业传感器的参数和应用场合、需要注意事项进行了详细的说明，帮助用户正确的选择工业现场中传感器的型号和参数。?PC 测控软件开发技术 工业以太网教学实验开发平台介绍了 PC 机测控软件开发技术，详细介绍了基于 DLL动态链接库编写用户程序的流程，帮助用户开发自己的测控软件程序，更好地解决工业应用中的实际问题。?无线网络控制技术 无线通信网络控制技术是当前的热门课题，是工业网络控制的一种趋势。工业以太网教学实验开发平台介绍了无线网络的组成和应用，帮助用户掌握无线网络技

10、术的设计方法。?步进电机控制技术 通过工业以太网教学实验开发平台，用户可以了解步进电机控制原理，步进电机控制方法，帮助用户实现对步进电机的控制。4.软件支持软件支持 工业以太网教学实验开发平台提供丰富的软件支持，如图 4-1 所示。软件包括：图 4-1 实验相关软件?UDP/TCP 测试软件 AN030101广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 产品应用手册产品应用手册 V1.004/21?NDAM 配置软件?标准 Mod

11、bus 网关配置软件?OPC 服务器软件?组态软件?Modbus 测试软件 5.实验内容实验内容 工业以太网教学实验开发平台的实验内容包括：?Modbus 协议实验 通过 NDAM 系列模块，详细介绍了 Modubs 协议的内容，命令的实现方法和应用场合。通过一系列实验，逐步分解 Modbus 命令的组成、实现方法，帮助用户掌握 Modbus 串口应用和 TCP 网络应用。该部分共分为 6 个小实验，分别通过 UDP/TCP 测试软件、Modbus 网关测试软件来分析实现以太网和串口的 Modbus 实现原理和机制。?NDAM 系列模块实验 NDAM 系列模块是广州致远电子有限公司开发的分布式

12、数据采集系统模块，该系列模块采用模块化设计，模块之间可以任意组合，自由搭建工业现场需要的数据采集和控制系统。?传感器实验 该实验详细介绍了工业应用中常见的传感器，如行程接近开关、温湿度传感器、热电阻、热电偶等，通过详细介绍各种传感器的原理和应用，帮助用户掌握传感器数据的采集方法和参数设置。?电机控制实验 这部分实验通过对步进电机控制实例的分析，详细介绍了电机驱动的原理、电机速度、方向驱动的实现方法，帮助用户了解传动系统的方案设计流程。?PC 软件开发实验 这部分实验通过 VC 调用动态链接库的例子介绍了上位机软件的开发流程、开发步骤和开发方法，帮助用户建立自己的数据采集控制平台。?组态软件实验

13、 组态软件是工业控制中常见的一种控制开发环境。该部分实验详细介绍了在组态软件环境下怎样实现对各种传感器器信号的采集、驱动信号的输出，帮助用户熟悉并掌握组态软件环境的开发流程，搭建自己的组态软件控制系统。6.配套教材配套教材 为了方便教学，工业以太网教学实验开发平台配置了丰富的教材课件，主要包括有：AN030101广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 产品应用手册产品应用手册 V1.005/21?工业以太网 Modbus/T

14、CP 原理与应用?工业以太网系统教程?工业以太网系统实验课件 7.适合专业适合专业 基于 Modbus/TCP 的工业以太网教学实验开发平台的现场总线实验室适合的专业有：?现场总线与分布式测控网络?嵌入式系统与测控技术?计算机与电气类专业?工业自动化?电气自动化?电子工程专业?机电一体化专用?工业组态软件与 HMI 设计 8.附录附录 A 教学实验开发平台教材目录教学实验开发平台教材目录 工业以太网 Modbus/TCP 原理与应用教材目录 第一篇 基础理论第一篇 基础理论.1 第第 1 章 工业控制网络的发展章 工业控制网络的发展.2 1.1 工业网络的特点.2 1.1.1 工业控制网络和信

15、息网络的区别.2 1.1.2 工业控制网络的技术特征.2 1.2 工业控制网络的发展.3 1.2.1 工业控制系统的发展.3 1.2.2 计算机技术在控制网络中的发展.4 1.3 现场总线控制系统.6 1.3.1 现场总线控制系统的结构.6 1.3.2 现场总线控制系统的特点.6 1.4 现场总线技术.7 1.4.1 现场总线的概念.8 1.4.2 现场总线的发展.8 1.4.3 现场总线的发展趋势.10 1.4.4 几种常见的现场总线.10 1.5 工业以太网在控制网络中应用13 1.5.1 以太网的特点.13 1.5.2 工业以太网的标准化进程.13 1.5.3 工业以太网正在成为工业控制

16、网络的主流技术.14 AN030101广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 工业以太网教学实验开发平台工业以太网教学实验开发平台2007 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO.,LTD.Date:2007/11/20 产品应用手册产品应用手册 V1.006/21 1.6 工业控制网络的发展趋势.15 1.7 控制网络技术与工厂自动化.17 第第2章 工业控制网络技术基础章 工业控制网络技术基础.19 2.1 数据通信技术基础.19 2.1.1 数据通信的基本概念.19 2.1.2 通信系统的结构.20 2.1.3 数据的编码技术.22 2.1.4 数据的传输模式.25 2.1.5 数据的通信方式.25 2.2 控制网络的拓扑结构.28 2.3 传输介质.30 2.4 介质访问的控制方式.32 2.5 差错控制技术.33 第第3章 以太网技术基础章 以太网技术基础.34 3.1 计算机网络的发展历程.34 3.1.1 计算机技术的发展.34 3.1.2 通信技术的发展.34 3.1.3 计算机网络的发展.35 3.2 以太网的发展.38 3.3 计算机网络