工业现场总线协议解析
工业网络通常采用现场总线协议，通过实时和可靠的分布式控制功能来连接生产车间中的仪器仪表和机械设备，比较容易并且可靠的控制所实现的系统。现场总线标准应用非常广泛，大量已经安装的设备都采用了现场总线。但是，大部分这些现场总线标准都是基于(已有的)串行通信协议标准(与RS485或者RS232相似)，没有充分发挥应用广泛的以太网技术的优势。
随着系统复杂程度的增加，大部分现场总线难以满足平台通用性和系统性能的要求。这促使设备生产商转向采用基于以太网的通信技术，实现高性能、低成本和很好的通用性。很多现场总线标准都已经集成到工业以太网协议中，采用很少的控制功能，实现实时通信和工业互联，同时保护了在现场总线软件和已有设备上的投入。
控制区域网(CAN)是一种广播、差分串行总线标准，工作在干扰较大的电力机械(噪声)环境中。CANopen建立在自动化应用CAN (例如，数据链路层和物理层)基础上，能够实现百分之百的数据完整性，而采用以太网无法满足这一要求。
DeviceNet是设备级网络，为工业自动化提供可靠、高效的数据处理功能。ControlNet是一种实时、确定性、可重
构的控制层网络，适用于数据和消息的高速传送。DeviceNet 和ControlNet的应用层基于公共工业协议(CIP)层，它也用于Ethernet/IP中。这些协议目前由独立开放设备供应商协会(ODV A)管理。
LonWorks是用于开发照明和HV AC等自动化/控制应用的流行协议标准。LonWorks网络设备可使用各种介质，包括双绞线、电源线、以太网、光纤和RF等。
Modbus是为可编程逻辑控制器(PLC)应用开发的免版税开放串行通信协议。Modbus支持很多设备连接在同一网络上，例如监控以及数据采集(SCADA)系统中管理计算机和远端单元(RTU)的连接等。Modbus基本结构由Modbus/IDA进行管理，这一自动设备独立用户和供应商组织希望能够推动这一协议标准的广泛应用。
过程现场总线(PROFIBUS)是一种现场总线协议。对于分散外围设备和过程自动化(DP和PA)这两种PROFIBUS，在分散生产和过程控制中，PROFIBUS DP一般通过中央控制器对传感器和激励器进行控制。应用较少的PA主要用于监视测量设备。经过多年的应用，PROFIBUS在生产和过程自动化方面都得到了广泛认可。Profibus国际组织(PI)不断完善并推进PROFIBUS技术的应用。
串行实时通信系统(SERCOS)接口为运动控制、数字伺服驱动和输入/输出(I/O)设备提供标准、实时、高性能通信链接。
SERCOS适合多轴运动控制对精确协调移动要求非常高的应用。国际电工协会(IEC)发布的官方SERCOS接口标准文档是IEC 61491。还提供工业以太网版本的SERCOS III。在合作伙伴组织SERCOS国际的带领下，SERCOS行业协会致力于运动控制、驱动器、I/O、传感器和激励器互联SERCOS 数字接口的开发和推广。
场总线的两种有代表性的定义。 (l)ISA SP50中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动 化控制设备(即车间级设备)之间的联系。 这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。 (2)根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。现场总线的本质含义表现在以下6个方面： a)现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通讯网路。 b)现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。 c)互操作性：现场设备或现场仪表种类繁多，没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备，所以，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力，而希望选用各制造商性能价格比最优的产品，并将其集成在一起，实现“即接即用；用户希望对不同品牌的现场设备统一组态，构成他所需要的控制回路。这些就是现场总线设备互操作性的含义。现场设备互连是基本的要求，只有实现互操作性，用户才能自由地集成FCS。 d)分散功能块：FCS废弃了DCS的输入／输出单元和控制站,把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。例如，流量变送器不仅具有流量信号变换、
CAN总线协议解析 李玉丽 （吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院，吉林长春，130021 ） 摘要：现场总线的发展与应用引起了传统控制系统结构的改变。控制局域网（C AN）总线因其自身的特点被广泛应用于 自动控制领域。本文对C AN总线协议作了详尽解析。 关键词：C AN总线；隐性位；显性位；节点 中图分类号：T U 85 文献标识码：A CAN（Cont roll e r A rea N et work）是分布式实时控 制系统的串行通信局域网，称谓CAN总线。在数据 实时传输中，设计独特、低成本，具有高可靠性，得到 广泛应用。 本文着重解析C AN 技术规范2.0B 版的CAN 的分层结构规范和CAN 报文结构规范。重点在于 充分理解CAN总线协议精髓，有助于CAN总线的 局网设计、软件编程、局网维护。 一、C AN的分层结构 CAN 遵从O SI ( Ope n Syste m I nte rc onnec ti on Re fe re nce Mode l ) 模型，其分层结构由高到低如图1 所示。 图1 C AN的分层结构 对应OSI 模型为两层，实际为三层，即LLC、 MA C、PL S。由此而知，对应于CAN总线系统每个 节点都是三层结构。数据发送节点数据流为LLC→ MA C→P LS ，然后将数据发送到总线上；而对于挂在 总线上的所有节点（包括发送节点）的接收的数据流 为PL S→MA C→LLC。 这种分层结构的规范保证了CAN 总线的多主 方式工作模式，即不分主从，非破坏性的仲裁工作模 式。而LLC 层的报文滤波功能可实现点到点、一点 对多点、全局广播、多点对一点，多点对多点等数据 传递方式。 各分层主要功能如下： LLC 层：接收滤波、超载通知、恢复管理； MAC 层：控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出 错标定、故障界定。该层是CAN的核心； PL S 层：位编码/ 解码、位定时。 二、CAN总线的报文规范 CAN报文的传送有4 种不同类型的帧结构，数 据帧、远程帧、出错帧、超载帧。CA B2.0B 有4 种帧 格式。 （一）数据帧
电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称地址解析协议（ARP） 电子科技大学教务处制表
电子科技大学 实验报告 学生姓名：朱长昊学号：2011029160015 指导教师：伍瑞卿 一、实验室名称：科B453 二、实验项目名称：地址解析协议（ARP） 三、实验原理： 本实验中，所有计算机位于一个物理网络中：所有计算机通过以太网交换机连接在一个以太网中。该物理网络中没有连接路由器。同时，所有计算机也位于同一个IP网络中。 IP分组在以太网中发送时，除了要有接收站的IP地址（IP分组中的目的IP 地址）外，还需要接收站的MAC地址（以太网帧中的目的MAC地址）。ARP 协议将IP地址（逻辑地址）动态映射为MAC地址（物理地址）。 实验中两人一组，在“未知”（使用命令arp -d * 清空ARP缓存表）和“已知”IP网络内通信时所需地址映射（目的IP地址，目的MAC地址）这两种情况下，先后使用计算机上的通信测试命令（ping）发起一次通信过程，并通过使用Wireshark软件捕获通信过程中通信双方的交互信息。比较两次通信过程中所捕获的分组数量、分组类型和分组内容，分析ARP协议的工作原理，包括：ARP分组（ARP请求分组和ARP应答分组）的产生条件、具体内容和传输方式。 每个实验者使用计算机上的ARP缓存表查看命令（arp -a），查看本小组的ARP协议操作结果和ARP缓存表内容，了解ARP缓存表的形成及其在ARP 协议操作过程中的作用。 四、实验目的： 1、掌握ARP协议工作原理 2、理解IP报文在以太网上的传输方法
五、实验内容： 1、熟悉以太网原理和帧结构 2、了解ARP协议原理 3、实验人数30～50人，每人1台计算机；2人一组配合完成本实验。 4、拓扑：（A、B范围中的主机分别简称为A主机和B主机） 六、实验器材（设备、元器件）： 以太网交换机2～4台；计算机30～50台，Wireshark软件（捕获网络上传输数据报文） 七、实验步骤： 1、在A、B主机上运行Wireshark软件，选择适合的网卡，设置Wireshark 的捕获条件为arp。 2、清空A、B主机上的ARP缓存表（命令：arp -d *）。 3、在A、B主机上启动Wireshark的捕获过程。首先由A主机PING B主机。 PING结束以后，停止A、B主机的Wireshark捕获过程，保存捕获数据。 4、查看A、B主机上的ARP缓存表（命令：arp -a）。 5、在A、B主机上再次启动Wireshark的捕获过程，由B主机PING A主机。 PING结束以后，停止A、B主机的Wireshark捕获过程，保存捕获数据。 6、查看A、B主机上的ARP缓存表（命令：arp -a）。 7、查看并比较步骤3和步骤5中A、B主机上Wireshark软件所捕获的数据 报文数量和类型。 八、实验数据及结果分析： 1、计算机在通信过程中，什么情况下要发送ARP请求分组？什么情况下不 发送ARP请求分组？ 当有多个ARP分组请求时发送,仅有一个时不发送
+接口+协议+规范工业自动化领域各种总线 工业自动化总标识特点简介 ASI 用于下位控制级的传感器/执行器总线【整理】ASI接口/协议 /规范用于将传感器和执行器连接AS-interface AS 至上位控制层，布线简单、经济。IEC EN 50295 符合国际标准和interface 标准。62026-2 传感器接执行器/AS-i = AS-Interface（口）是用于连接执行器和传感器的现 场总线通讯方案。BACnet==楼【整理】工业自动Building Automation Control Network 化之楼宇自动化之宇自动控制网．
用于执行器/传感器领域的多主站总线 对总线带宽的有效利用使得CANopen能 够在数据传输速率相对较低的情况下实现较短的系统响应时间。CAN 总线的主 要优点有：数据安全性高，能够保留多主站能力。 CC-Link 主要针对亚洲市场的现场总线 CC-Link（Control & Communication
Link，控制与通信链路）是一种开放式总线系统，用于控制级和现场总线级之间的通讯，应用范围主要为亚洲地区。 ControlNet 标准化现场总线 ControlNet 是一种开放式标准现场总线系统。该总线协议允许循环数据和非循 DALI 楼宇自动化领域的通讯标准【整理】工业自动）是一种跨越厂商标准 （IEC60929DALI 化总线之楼宇自动化之照明接口：的协议，其目的是在照明应用中确保电子DALI1-镇流器的互用性。这个新标准用于替代调光器接口。10VDigital ，数字可寻址照明接口（DALI）是一种楼Addressable Lighting Interface化
现场总线CC-Link的组织、通信协议和应用
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现场总线CC-Link的组织、通信协议和应用 一、组织 1.1 CC-Link合作伙伴协会 CC-Link合作伙伴协会（CLPA）成立于2000年，当时三菱电机发布了CC-Link现场总线技术规范，作为一个开放的工业标准。从那时起，CLPA一直致力于在全球推动和使用这项技术。在过去的14年中，CLPA已经成为现场总线的全球最大组织之一，在全球拥有2000多名会员和270家公司，提供了支持CC-Link的 1300多种产品，这些产品都通过了严格的一致性测试，保证了兼容性。如今，CLPA继续为工业网络提供业界领先的技术；例如，开发出世界上第一个千兆工业以太网：CC-Link IE。 1.2亚洲市场的领导者 CC-Link在亚洲保持着市场的领先地位，已经成为很多行业开放网络的选择–这个领先地位已经由独立的市场研究公司– HIS所证实。 进一步支持这个重要位置的论据是HIS和ARC最近的调查结果：全球大约一半的自动化支出发生在亚洲。除了在亚洲的成功，CC-Link 也获得了世界范围的市场份额；事实上，一些成员公司在亚洲以外的
市场出售了很多的CC-Link兼容产品。这并不奇怪，因为在全球经济增长的同时，很多企业也希望打入亚洲市场，CC-Link是首选的网络技术。 两年前，为了帮助和支持美国与欧洲公司进入亚洲市场，CLPA 实施了一个名为通往中国（G2C）的营销计划。这项计划的目的是帮助企业制定和推动他们的CC-Link兼容设备在中国市场的推广。当时有22家企业参与了G2C活动。随着这项计划的成功，CLPA把这个计划移植到了亚洲，称为通向亚洲（G2A）。 CC-Link的增长和发展获得了许多知名北美公司的支持，如莫仕（Molex）、康耐视（Cognex）和3M公司，现在已经成为CLPA董事会成员。董事会成员在决定CC-Link未来方向和重要举措方面，如G2A 项目，将发挥更大作用。 1.3 什么是CC-Link？ “CC-Link”是一个通用术语，经常在CC-Link合作伙伴协会讨论开放网络技术推广时使用。简单地说，今天的CC-Link有两种技术可供选择：现场总线（CC-Link）和工业以太网（CC-Link IE）。这个“家族”的情况由后面的章节详细介绍。 自CLPA成立以来，CC-Link已经演变成一种开放自动化网络技术的综合体系。该技术提供的两个关键收益是效率和信息透明。效率是通过提供当今开放网络的最高性能来保证的，同时确保正常运行时间很少中断。同时，CC-Link也能满足工业4.0要求：企业的所有部门都能够共享和使用相同的信息，确保工厂以最高效率运行，同时仍
DeviceNet 现场总线协议讲解
Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国 Rockwell 公司在 CAN 基础 上推出的一种低成本的通信链接， 是一种低端网络系统。 它将基 本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。 DeviceNet 是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部 件间的可互换性的同量， 减少了配线和安装工业自动化设备的成 本和时间。DeviceNet 的直接互连性不仅改善了设备间的通信， 而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能。 现场总线系统的结构和技术特点 1. 现场总线的历史和发展 现场总线是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的。 随着 微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降， 计算机与 计算机网络系统得到迅速发展， 而处于生产过程底层的测控自动 化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控 制， 或采用自封闭式的集散系统， 难以实现设备之间以及系统与 外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整 个企业的信息集成， 要实施综合自动化， 就必须设计出一种能在 工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工 厂底层网络， 完成现场自动化设备之间的多点数字通讯， 实现底
层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。 现场总线就是 在这种实际需求的驱动下应运产生的。 它作为过程自动化、 制造 自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络， 沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络 之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。 由于标准实质上并未统一， 所以对现场总线的定义也是各有 各的定义。下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。 (l) ISA SP50 中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的 数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即 场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设 备(即车间级设备)之间的联系。 这里的现场设备指最底层的控制监测、 执行和计算设备， 包 括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪 表产品。 (2)根据国际电工委员会 IEC 标准和现场总线基金会 FF 的 定义： 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、 双 向传输、 多分支结构的通讯网路。 现场总线的本质含义表现在以 下 6 个方面： a)现场通讯网路： 用于过程以及制造自动化的现场设备或现 场仪表互连的通讯网路。 b)现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器
工业现场总线协议解析 工业网络通常采用现场总线协议，通过实时和可靠的分布式控制功能来连接生产车间中的仪器仪表和机械设备，比较容易并且可靠的控制所实现的系统。现场总线标准应用非常广泛，大量已经安装的设备都采用了现场总线。但是，大部分这些现场总线标准都是基于(已有的)串行通信协议标准(与RS485或者RS232相似)，没有充分发挥应用广泛的以太网技术的优势。 随着系统复杂程度的增加，大部分现场总线难以满足平台通用性和系统性能的要求。这促使设备生产商转向采用基于以太网的通信技术，实现高性能、低成本和很好的通用性。很多现场总线标准都已经集成到工业以太网协议中，采用很少的控制功能，实现实时通信和工业互联，同时保护了在现场总线软件和已有设备上的投入。 控制区域网(CAN)是一种广播、差分串行总线标准，工作在干扰较大的电力机械(噪声)环境中。CANopen建立在自动化应用CAN (例如，数据链路层和物理层)基础上，能够实现百分之百的数据完整性，而采用以太网无法满足这一要求。 DeviceNet是设备级网络，为工业自动化提供可靠、高效的数据处理功能。ControlNet是一种实时、确定性、可重
构的控制层网络，适用于数据和消息的高速传送。DeviceNet 和ControlNet的应用层基于公共工业协议(CIP)层，它也用于Ethernet/IP中。这些协议目前由独立开放设备供应商协会(ODV A)管理。 LonWorks是用于开发照明和HV AC等自动化/控制应用的流行协议标准。LonWorks网络设备可使用各种介质，包括双绞线、电源线、以太网、光纤和RF等。 Modbus是为可编程逻辑控制器(PLC)应用开发的免版税开放串行通信协议。Modbus支持很多设备连接在同一网络上，例如监控以及数据采集(SCADA)系统中管理计算机和远端单元(RTU)的连接等。Modbus基本结构由Modbus/IDA进行管理，这一自动设备独立用户和供应商组织希望能够推动这一协议标准的广泛应用。 过程现场总线(PROFIBUS)是一种现场总线协议。对于分散外围设备和过程自动化(DP和PA)这两种PROFIBUS，在分散生产和过程控制中，PROFIBUS DP一般通过中央控制器对传感器和激励器进行控制。应用较少的PA主要用于监视测量设备。经过多年的应用，PROFIBUS在生产和过程自动化方面都得到了广泛认可。Profibus国际组织(PI)不断完善并推进PROFIBUS技术的应用。 串行实时通信系统(SERCOS)接口为运动控制、数字伺服驱动和输入/输出(I/O)设备提供标准、实时、高性能通信链接。
实验三地址解析协议ARP 一、实验目的 通过本实验，掌握数通实验平台仿真软件eNSP的使用方法，掌握利用路由器构造小规模互联网络的方法，了解MAC地址、IP地址各自的用途，验证地址解析协议ARP的协议、过程。 二、实验器材 计算机、eNSP仿真软件 三、实验要求 ●理解ARP协议的工作原理； ●理解ARP协议的报文格式； ●理解ARP高速缓存的作用； ●解析ARP协议的报文。 四、预备知识 （1）利用ICMP测试网络连通性的原理 （2）以太网帧结构 （3）地址解析协议ARP的原理、协议与帧结构 五、实验内容 （1）利用数通实验平台模拟软件eNSP构建一个由一台路由器、两台交换机、四台或以上PC终端构成的小规模互联网络； （2）利用eNSP中抓包工具，选择合适点抓包； （3）利用ping命令检测网络连通性，并分析抓包工具中获得的相应数据，解析并理解ARP协议的报文格式； （4）分析抓包工具中获得的相应数据，理解IP地址与MAC地址的转换过程，理解ARP协议的工作原理； （5）分析、理解ARP高速缓存的作用； 六、实验结果及分析 1、建立两个各由一台交换机、两台或两台以上终端构成的小规模局域网络，
ping 192.168.1.24 在同一局域网下，ping 192.168.1.24能连通，计算机1将一个数据包发送到目标ip，且对方返回一个数据包，表示网络是连通的，在“Wireshark”上显示出抓取到的ping报文。 2、ping 192.168.2.1 计算机1ping不通计算机3不能连通，不同局域网下没有连接通道。3、放置一台路由器，连接两台交换机，并配置路由器，设置计算机1的网关192.168.1.254，计算机3不设置网关，ping 192.168.2.1
工业自动化领域各种总线+协议+规范+接口 用于下位控制级的传感器 AS-interface 至上位控制层，布线简单、经济。 interface 62026-2 AS-Interface 是用于连接执行器和传感器的现场总线通 讯方案。 Building Automation Control Network
用于执行器 对总线带宽的有效利用使得 够在数据传输速率相对较低的情况下实 较短的系统响应时间。 点有：数据安全性高，能够保留多 力。 主要针对亚洲市场的现场总线 CC-Link 控制与通信链路）是一种开放式总线系统，用于控制级和现场总线级之间的通讯， 范围主要为亚洲地区。 标准化现场总线 ControlNet 统。 同时通过总线进行交换， 响。
楼宇自动化领域的通讯标准 DALI 协议， 器的互用性。 光器接口。 数字可寻址照明接口（ Addressable Lighting Interface 宇自动 制。 百叶帘或温度控制，可直接与楼宇管理统进行通讯。 采用 DeviceNet 统， 区也得到越来越多的应用。 CAN 总线。
楼宇自动化领域的通讯标准 EIB 总线） 主要在欧洲地区广泛应用。 免维护、无需电池、无需接线 是一种无线技术。 主要用于楼宇自动化： 不同的设备模块（比如一个灯的开关）内嵌了 制该设备。 EtherCAT Technology 网）是用于工业自动化的以太网解决方 具有性能优异和操作简单等特点。
来自 Ethernet/IP Vendor Association 商协会）制定的工业以太网标准，它以Ethernet TCP/IP 网络总线 以太网是办公领域的一项重要标准， 所具备的很多优点，如传输速率高、与现有网络的集成简单、 多等，在 充分体现。 符合
实验报告 实验中心（室）：计算机工程实验教学中心实验分室：计算机网络基础 实验课程：计算机网络与互联网实验项目名称：地址解析协议（ARP）专业：计算机科学与技术（网络工程）年级：2014级 姓名：刘成学号：20140657031105 日期：2016年11月10日一．实验目的 1. 掌握ARP 协议的报文格式 2. 掌握ARP 协议的工作原理 3. 理解ARP 高速缓存的作用 4. 掌握ARP 请求和应答的实现方法 5. 掌握ARP 缓存表的维护过程 二．实验环境 三．实验内容 练习 1 领略真实的ARP（同一子网） 各主机打开工具区的“拓扑验证工具”，选择相应的网络结构，配置网卡后，进行拓扑验证，如果通过拓扑验证，关闭工具继续进行实验，如果没有通过，请检查网络连接。本练习将主机A、B、C、D、E、F 作为一组进行实验。 1.主机A、B、C、D、E、F 启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。 2.主机A、B、C、D、E、F 在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP 高速缓存。 3.主机A ping 主机D（172.16.1.4）。主机B ping 主机C（172.16.1.3）。主机E ping 主机F（172.16.0.3）。 4. 主机A、B、C、D、E、F 停止捕获数据，并立即在命令行下运行“arp -a”命令察看ARP 高速缓存。 ●ARP 高速缓存表由哪几项组成？ ●结合协议分析器上采集到的ARP报文和ARP高速缓存表中新增加的条目，简述ARP 协议的报文交互过程以及ARP 高速缓存表的更新过程。 练习 2 编辑并发送ARP 报文（同一子网） 本练习将主机A、B、C、D、E、F 作为一组进行实验。 1.在主机E 上启动协议编辑器，并编辑一个ARP 请求报文。其中：MAC 层：目的MAC 地址：设置为FFFFFF-FFFFFF 源MAC 地址：设置为主机 E 的MAC 地址协议类型或数据长度：0806 ARP 层：发送端硬件地址：设置为主机 E 的MAC 地址发送端逻辑地址：设置为主机 E 的IP 地址（17 2.16.0.2）目的端硬件地址：设置为000000-000000 目的端逻辑地址：设置为主机 F 的IP 地址（172.16.0.3） 2.主机A、B、C、D、F 启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP 协议）。 3. 主机B、E、F 在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP 高速缓存。主机E 发送已编辑好的ARP 报文。 4. 主机A、B、C、D、F 停止捕获数据，分析捕获到的数据，进一步体会ARP 报文交互过程。 练习 3 跨路由地址解析（不同子网） 本练习将主机A、B、C、D、E、F 作为一组进行实验。 1.主机B 在命令行方式下输入staticroute_config 命令，开启静态路由服务。 2.主机A、B、C、D、E、F 在命令行下运行“arp -d”命令，清空ARP 高速缓存。 3.主机A、B、C、D、E、F 重新启动协议分析器，打开捕获窗口进行数据捕获并设置过滤条件（提取ARP、ICMP）。 4.主机A ping 主机E（172.16.0.2）。 5.主机A、B、C、D、E、F 停止数据捕获，察看协议分析器中采集到的ARP 报文，并回答以下问题： ●单一ARP 请求报文是否能够跨越子网进行地址解析？为什么？ ●ARP 地址解析在跨越子网的通信中所起到的作用？ 6. 主机B 在命令行方式下输入recover_config 命令，停止静态路由服务。
现场总线及通讯协议 现场总线的现状和未来发展 一、引言 计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。现场总线(field bus)是指现场仪表和数字控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多站的通讯系统。 二、现场总线的产生 纵观控制系统的发展史，不难发现，每一代新的控制系统推出都是针对老一代控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，最终在用户需求和市场竞争两大外因的推动下占领市场的主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生也不例外。 1、模拟仪表控制系统 模拟仪表控制系统于六七十年代占主导地位。其显著缺点是：模拟信号精度低，易受干扰。 2、集中式数字控制系统 集中式数字控制系统于七八十年代占主导地位。采用单片机、PLC、SLC 或微机作为控制器，控制器内部传输的是数字信号，因此克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。集中式数字控制系统的优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制机时的选择上可以统一调度和安排；不足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，当系统任务增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。 3、集散控制系统（DCS） 集散控制系统（DCS）于八、九十年代占主导地位。其核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，若干台下位机下放分散到现场实现分布式控制，各上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。因此，这种分布式的控制系统体系结构有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。在集散控制系统中，分布式控制思想的实现正是得益于网络技
DeviceNet 现场总线协议讲解 Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国Rockwell 公司在CAN 基础上推出的一种低成本的通信链接，是一种低端网络系统。它将基本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。DeviceNet 是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部件间的可互换性的同量，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。DeviceNet 的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能。现场总线系统的结构和技术特点 1. 现场总线的历史和发展 现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整个企业的信息集成，要实施综合自动化，就
必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工
厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运产生的。它作为过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络，沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。 由于标准实质上并未统一，所以对现场总线的定义也是各有各的定义。下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。 （l） ISA SP50 中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备（即场地级设备）之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。 这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备， 包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。 （2）根据国际电工委员会IEC 标准和现场总线基金会FF 的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。现场总线的本质含义表现在以下6 个方面： a）现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或
网络基础地址解析（ARP）协议 地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）是一种能够实现IP地址到物理地址转化的协议。在计算机网络中，通过物理地址来识别网络上的各个主机，IP地址只是以符号地址的形式对目的主机进行编址。通过ARP协议将网络传输的数据报目的IP地址进行解析，将其转化为目的主机的物理地址，数据报才能够被目的主机正确接收。 实现IP地址到物理地址的映射在网络数据传输中是非常重要的，任何一次从互联网层及互联网层以上层发起的数据传输都使用IP地址，一旦使用IP地址，必须涉及IP地址到物理地址的映射，否则网络将不能识别地址信息，无法进行数据传输。 IP地址到物理地址的映射包括表格方式和非表格方式两种。其中，表格方式是事先在各主机中建立一张IP地址、物理地址映射表。这种方式很简单，但是映射表需要人工建立及人工维护，由于人工建立维护比较麻烦，并且速度较慢，因此该方式不适应大规模和长距离网络或映射关系变化频繁的网络。而非表格方式采用全自动技术，地址映射完全由设备自动完成。根据物理地址类型的不同，非表格方式有分为直接映射和动态联编两种方式。1．直接映射 物理地址分为固定物理地址和可自由配置的物理地址两类，对于可自由配置的物理地址，经过配置后，可以将其编入IP地址码中，这样物理地址的解析就变的非常简单，即将它从IP地址的主机号部分取出来便是，这种方式就是直接映射。直接映射方式比较简单，但适用范围有限，当IP地址中主机号部分不能容纳物理地址时，这种方式将失去作用。另外，以太网的物理地址都是固定的，一旦网络接口更改，物理地址也随之改变，采用直接映射将会出现问题。 2．动态联编 由于以太网具有广播能力和物理地址是固定的特点，通常使用动态联编方式来进行IP 地址到物理地址的解析。动态联编ARP方式的原理是，在广播型网络中，一台计算机A欲解析另一台计算机B的IP地址，计算机A首先广播一个ARP请求报文，请求计算机B回答其物理地址。网络上所有主机都将接收到该ARP请求，但只有计算机B识别出自己的IP 地址，并做出应答，向计算机A发回一个ARP响应，回答自己的物理地址。 为提高地址解析效率，ARP使用了高速缓存技术，即在每台使用ARP的主机中，都保留一个专用的高速缓存，存放最近获得的IP地址-物理地址联编信息。当收到ARP应答报文时，主机就将信宿机的IP地址和物理地址存入缓存。在发送报文时，首先在缓存中查找相应的地址联编信息，若不存在相应的地址联编信息，再利用ARP进行地址解析。这样不必每发一个报文都进行动态联编，提高地址解析效率，从而使网络性能得到提高。 另外，还有一种在无盘工作站中常用的反向地址解析协议（RARP），它可以实现物理地址到IP地址的转换。在无盘工作站启动时，首先以广播方式发出RARP请求，网络上的RARP服务器会根据RARP请求中的物理地址为该工作站分配一个IP地址，生成一个RARP 响应报文发送回去。然后，无盘工作站接收到RARP响应报文，便获得自己的IP地址，就能够和服务器进行通信。
常熟理工学院电气与自动化工程学院 《现场总线技术》课程论文题目：现场总线协议及应用 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 日期：
1.现场总线的概念 根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会（ISA）的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络，主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通讯。现场总线技术以其鲜明的特点和优点很快进入各个领域 2.现场总线控制系统的结构及其特点 国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：同一数据链路上过程控制单元（PCU）、 PLC等与数字1/ O设备互连；现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取，它是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。现场总线控制模式具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点，是工业自动化发展的趋势。目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，较著名的有基金年现场总线FF、CAN现场总线、PROFIBUS现场总线、HART现场总线、LONWORKS现场总线等。 3.现场总线协议 （1）基金会总线（FF) FF现场总线基金会是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。该总线使用框架式以太网（Shelf Ethernet）技术，传输速率从100Mbps到1Gbps或更高。完全支持IEC 61158现场总线的各项功能，并允许基于以太网的装置通过一种连接装置与H1装置相连接。连接到一个连接装置上的H1装置无须主系统的干予就可以进行对等层通信。连接到一个连接装置上的H1装置同样无须主系统的干预也可以与另一个连接装置上的H1装置直接进行通信。 石油、天然气、石油化工、化工领域的项目数占FF总线全部项目数的44.9%，说明石化领域目前是FF总线最主要的应用领域。
竭诚为您提供优质文档/双击可除 fieldbus协议 篇一：几种主要现场总线协议的特点 几种主要现场总线协议的特点 绿洲驿站20xx-3-119:36:35 现场总线在发展的最初，各个公司都提出自己的现场总线的协议，如ab公司的 devicenet,tuRck公司的sensoplex,honeywell公司的sds，phoenix公司的interbus-s，以及seriplex,asi等。经过十几年的发展，现场总线的协议逐渐趋于统一，针对制造业自动化，devicenet在北美和日本用的比较普遍，pRoFibus-dp在欧洲用的比较普遍。针对过程自动化，pRoFibus-pa和FoundationFieldbus占据大部分市场。其他的总线协议如asi、interbus-s、sensoplex在某些特殊的领域也有一些市场，下面分别介绍各种总线的一些特点。 1、pRoFibus，最快的总线，世界范围的标准。 pRoFibus是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照iso/osi参照模型制订的现场总线的德国国家标准。最近，在欧洲通过投票，成为欧洲的
标准en50170。主要由拥有400多个公司成员的pRoFibus用户组织（pno）进行管理。 pRoFibus由三部分组成，即pRoFibus-Fms，pRoFibus-dp 及pRoFibus-pa。其中，Fms主要用于非控制信息的传输，pa主要用于过程自动化的信号采集及控制。pRoFibus-dp是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。扫描1000个i/o点的时间少于1ms。 pRoFibus是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1，000，000套设备投入运行，超过600家成员公司，超过1100种pRoFibus产品。 2、devicenet通用型、低价位的总线 devicenet（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。最初是由ab公司设计，现在已经发展成为一种开放式的现场总线的协议，其管理组织odVa由全球多家公司组成，提供设备网的产品，支持设备网规范的进一步开发。devicenet能够降低设备的安装费用和时间。控制系统中的接近开关、光电开关和阀门等可通过电缆、插件、站等产品进行长距离通讯。并且能够提高设备级的诊断能力。相对于pRoFibus-dp，devicenet具有更强大的通讯功能，支持除了主-从方式之外的，多种通讯方式，
工业自动化领域各种总线+协议 +规范 +接口 工业自动化总标识特点简介说明线/ 协议 / 接 口的名称 ASI 用于下位控制级的传感器/ 执行器总线 ? AS-interface用于将传感器和执行器连接至上位控制层，布 线简单、经济。 AS interface符合国际标准EN 50295和IEC 62026-2 标准。 ? 【整理】ASI 接口 / 协议/ 规范 AS-Interface（AS-i =执行器/传感器接口）? 是用于连接执行器和传感器的现场总线通讯方案。 BACnet==楼宇自动控制网络数据通讯协议Building Automation Control Network 【整理】工业自动化之 楼宇自动化之通讯协 议： BACnet ? CANopen 用于执行器/ 传感器领域的多主站总线? 对总线带宽的有效利用使得 CANopen能够在数据传输速率相
对较低的情况下实现较短的系统响应时间。CAN 总线的主要 优点有：数据安全性高，能够保留多主站能力。 ? CC-Link主要针对亚洲市场的现场总线 CC-Link （ Control & Communication Link，控制与通信链路） 是一种开放式总线系统，用于控制级和现场总线级之间的通讯， 应用范围主要为亚洲地区。 ? ControlNet标准化现场总线 ControlNet是一种开放式标准现场总线系统。该总线协议允许 循环数据和非循环数据同时通过总线进行交换，而两者之间互 不影响。 DALI 楼宇自动化领域的通讯标准? DALI 标准（ IEC60929）是一种跨越厂商的协议，其目的是在照 明应用中确保电子镇流器的互用性。这个新标准用于替代1-10V 调光器接口。 ? 数字可寻址照明接口（ DALI，Digital Addressable Lighting Interface）是一种楼宇自动化标准，用于电子镇流器的数字【整理】工业自动化总线之楼宇自动化之照明接口： DALI
温州大学物理与电子信息工程学院 网络协议分析与设计实验报告 实验名称：实验一ARP地址解析协议 班级：09网络工程姓名：学号： 实验地点：日期：2011年9月5日 一、实验目的： 1.掌握ARP协议的作用和工作过程 2.掌握ARP报文的格式及封装 3.了解ARP命令的使用 二、实验环境： 1.联网并运行SimpleNPTS软件的PC机 三、实验内容和要求： 1、捕获并分析从网络上捕获的ARP请求和响应报文 2、构造并发送ARP请求报文，然后捕获并分析其响应报文 四、实验步骤： 1、启动协议分析软件SimpleNPTS，设置其过滤器为只捕获ARP报文。 2、启动Windows的命令窗口。 3、在命令窗口中输入命令ipconfig /all，获取本机的IP地址及MAC地址。 4、在命令窗口中使用命令arp /?来了解arp命令的使用方法，arp –a，查看本机ARP缓存中 的IP地址与MAC地址的映射，然后使用命令arp –d *清除ARP缓存中的记录。 5、启动协议分析软件的数据包捕获功能。 6、在命令窗口中输入并执行命令：ping 外网主机（如ping http://biz.doczj.com/doc/3319025639.html,），观察并分析协 议分析软件捕获到的ARP请求和应答报文。 7、启动协议分析软件的报文编辑功能，编辑并向网络中发送请求对本网内的主机（自行确定 要解析主机的IP地址）进行地址解析的ARP请求报文，观察并分析捕获到的ARP请求和应答报文。
五、实验结果与分析（含程序、数据记录及分析和实验总结等）： 1、写出本机的IP地址和硬件地址 2、写出本机ARP缓存中的IP地址到物理地址的地址转换记录 3、以十六进制形式写出第6步捕获到的封装了ARP请求和响应报文的以太网帧，并分析各字段的取值及含义 4、以十六进制形式写出第7步捕获到的封装了ARP请求和响应报文的以太网帧，并分析各字段的取值及含义 六：思考题： 1、观察ARP请求/响应报文，报文中的源/目的物理和协议地址之间有何关系？封装了ARP 请求和响应报文的以太网帧的源和目的地址又是如何设置的？分析其原因。 2、能否使用ARP协议来获得其它物理网络中主机的物理地址？为什么？ 七、教师评语：
几种主要现场总线协议的特点 现场总线在发展的最初，各个公司都提出自己的现场总线的协议，如AB公司的DeviceNet,TURCK公司的Sensoplex,Honeywell公司的SDS，Phoenix公司的InterBus-S，以及Seriplex,ASI等。经过十几年的发展，现场总线的协议逐渐趋于统一，针对制造业自动化，DeviceNet在北美和日本用的比较普遍，PROFIBUS-DP在欧洲用的比较普遍。针对过程自动化，PROFIBUS-PA和Foundation Fieldbus占据大部分市场。其他的总线协议如ASI、InterBus-S、Sensoplex在某些特殊的领域也有一些市场，下面分别介绍各种总线的一些特点。 1、PROFIBUS，最快的总线，世界范围的标准。 PROFIBUS是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照ISO/OSI 参照模型制订的现场总线的德国国家标准。最近，在欧洲通过投票，成为欧洲的标准EN50170。主要由拥有400多个公司成员的PROFIBUS用户组织（PNO）进行管理。 PROFIBUS由三部分组成，即PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP及PROFIBUS-PA。其中，FMS 主要用于非控制信息的传输，PA主要用于过程自动化的信号采集及控制。PROFIBUS-DP是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。扫描1000个I/O点的时间少于1ms。 PROFIBUS是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1，000，000套设备投入运行，超过600家成员公司，超过1100种PROFIBUS产品。 2、DeviceNet通用型、低价位的总线 DeviceNet（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。最初是由AB公司设计，现在已经发展成为一种开放式的现场总线的协议，其管理组织ODVA由全球多家公司组成，提供设备网的产品，支持设备网规范的进一步开发。DeviceNet能够降低设备的安装费用和时间。控制系统中的接近开关、光电开关和阀门等可通过电缆、插件、站等产品进行长距离通讯。并且能够提高设备级的诊断能力。相对于PROFIBUS-DP，DeviceNet具有更强大的通讯功能，支持除了主-从方式之外的，多种通讯方式，可以更灵活地应用于控制系统中。 3、Foundation Fieldbus