工业以太网培训课程（选修）-曙海培训

工业以太网培训课程（选修）

专题十一：工业以太网基础与标准

培训对象

• 工业以太网初学者

• 自动化网络工程师

• IT/OT融合技术人员

培训目标

• 掌握工业以太网的基本概念与特点

• 理解工业以太网与商用以太网的区别

• 熟悉工业以太网的物理层标准

• 具备工业以太网基础设计能力

培训内容介绍

1. 工业以太网概述：IEEE802.3标准、实时性扩展、工业应用

2. 工业以太网应用于工业自动化的关键问题：实时性、可靠性、同步性

3. 工业以太网与商用以太网的区别：环境适应性、协议扩展、冗余设计

4. 工业以太网物理层：RJ45、M12连接器、光纤接口

5. 工业以太网传输介质：屏蔽双绞线、多模光纤、单模光纤

6. 工业交换机特点：工业级设计、冗余电源、环网协议

7. 工业以太网实时性实现：软件优化、硬件加速、时间同步

8. 工业以太网标准体系：PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP

9. 工业以太网拓扑结构：星型、环型、树型、线型

10. 网络冗余技术：STP/RSTP、MRP、PRP、HSR

11. 工业以太网网络安全基础：防火墙、VLAN、访问控制

12. 综合实战：基于工业交换机的工业以太网络设计

专题十二：PROFINET实时以太网技术

培训对象

• 西门子自动化工程师

• 工业以太网系统集成者

• 运动控制工程师

培训目标

• 掌握PROFINET的体系结构与通信机制

• 能够进行PROFINET设备组态与配置

• 掌握PROFINET实时通信等级

• 具备PROFINET系统设计与调试能力

培训内容介绍

1. PROFINET概述：PI组织、三种通信通道、集成TCP/IP

2. PROFINET通信等级：TCP/IP、RT（实时）、IRT（等时实时）

3. PROFINET系统组成：IO控制器、IO设备、IO监视器

4. PROFINET设备模型：槽、子模块、组态数据

5. GSDML文件：设备描述、参数配置、集成方法

6. PROFINET实时通信：RT帧格式、优先级标记、VLAN

7. PROFINET等时实时通信：时间片、同步域、IRT通信

8. PROFINET网络拓扑：星型、线型、环型、树型

9. 设备互换与介质冗余：MRP（介质冗余协议）

10. PROFINET与PROFIBUS的集成：代理技术、网关应用

11. PROFINET在运动控制中的应用：等时模式、时钟同步

12. 综合实战：S7-1200/1500 PLC与G120变频器的PROFINET通信

专题十三：EtherNet/IP与CIP协议

培训对象

• 罗克韦尔自动化工程师

• 北美工业以太网开发者

• 智能制造系统集成者

培训目标

• 掌握EtherNet/IP的体系结构与通信机制

• 理解CIP协议的公共工业协议

• 能够进行EtherNet/IP设备组态

• 具备EtherNet/IP系统设计能力

培训内容介绍

1. EtherNet/IP概述：ODVA组织、基于CIP、TCP/IP协议栈

2. CIP协议体系：对象模型、设备描述、通信服务

3. CIP通信模型：显式报文、隐式报文（I/O报文）

4. CIP对象库：标识对象、连接对象、组合对象、参数对象

5. EtherNet/IP物理层：标准以太网、交换机、连接器

6. EtherNet/IP通信机制：TCP封装、UDP组播、点对点通信

7. 连接类型：仅发送连接、仅接收连接、双向连接

8. 数据传输模式：轮询、选通、循环、状态变化

9. EDS文件：设备描述文件、组态工具集成

10. 快速连接技术：时间同步、设备启动优化

11. EtherNet/IP与DeviceNet的集成：CIP协议统一性

12. 综合实战：CompactLogix与PowerFlex变频器的EtherNet/IP控制

专题十四：EtherCAT高性能实时以太网

培训对象

• 运动控制工程师

• 机器人控制系统开发者

• 高性能自动化系统设计者

培训目标

• 掌握EtherCAT的体系结构与通信原理

• 理解飞镖式报文处理机制

• 能够进行EtherCAT网络组态

• 具备EtherCAT运动控制系统设计能力

培训内容介绍

1. EtherCAT概述：德国倍福开发、IEC标准、高性能实时

2. EtherCAT通信原理：飞镖式报文、集总帧、分布式时钟

3. EtherCAT物理层：100BASE-TX、100BASE-FX、E-bus

4. EtherCAT帧结构：数据帧头、数据报文、帧尾

5. 从站控制器：ESC（EtherCAT从站控制器）、FMMU、SM

6. 从站通信模式：周期性通信、非周期性通信

7. 分布式时钟：DC机制、系统时钟同步、偏移补偿

8. EtherCAT状态机：初始化、预运行、安全运行、运行

9. CoE（CANopen over EtherCAT）：对象字典、PDO、SDO

10. SoE（Servo drive over EtherCAT）：伺服驱动协议

11. EtherCAT冗余：环网冗余、电缆冗余

12. 综合实战：基于EtherCAT的多轴伺服驱动同步控制

专题十五：Modbus TCP协议与应用

培训对象

• 工业物联网开发者

• SCADA系统集成者

• 跨平台通信工程师

培训目标

• 掌握Modbus TCP协议的体系结构

• 能够进行Modbus TCP报文解析

• 掌握Modbus TCP与Modbus RTU的区别

• 具备Modbus TCP设备集成能力

培训内容介绍

1. Modbus TCP概述：施耐德电气开发、基于TCP/IP、MBAP报文头

2. Modbus TCP体系结构：应用层、TCP层、IP层、以太网层

3. MBAP报文头：事务处理标识符、协议标识符、长度域、单元标识符

4. Modbus TCP与Modbus RTU对比：无CRC校验、增加MBAP头

5. Modbus TCP通信模式：客户端/服务器、多客户端访问

6. 端口号：502端口、防火墙配置

7. 功能码应用：与Modbus RTU相同的功能码定义

8. Modbus TCP报文封装与解析

9. Modbus TCP网关：Modbus RTU到TCP的协议转换

10. 多主站访问控制：连接管理、冲突避免

11. Modbus TCP在物联网中的应用：远程监控、云平台对接

12. 综合实战：基于Modbus TCP的PLC与SCADA系统通信

专题十六：时间敏感网络（TSN）技术

培训对象

• 工业网络高级工程师

• 智能制造系统架构师

• 实时以太网技术研究者

培训目标

• 掌握TSN技术的基本原理与核心标准

• 理解TSN对工业以太网的影响

• 能够进行TSN网络初步设计

• 具备TSN技术应用的前瞻视野

培训内容介绍

1. TSN概述：IEEE 802.1任务组、时间同步、流量调度、网络配置

2. 时间同步：802.1AS、gPTP、高精度时钟同步

3. 流量整形：802.1Qbv、时间感知整形器、门控列表

4. 帧抢占：802.1Qbu、802.3br、低优先级帧抢占

5. 流预留：802.1Qcc、SRP、集中式/分布式配置

6. 无缝冗余：802.1CB、帧复制与消除、高可靠性

7. 循环队列转发：802.1Qch、确定性延迟

8. TSN与传统工业以太网的关系：PROFINET over TSN、EtherNet/IP over TSN

9. TSN网络配置模型：集中式模型、分布式模型

10. TSN交换机与普通交换机的区别

11. TSN在工业自动化、汽车网络、航空航天中的应用

12. 综合研讨：TSN技术发展趋势与应用前景