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
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工业以太网初学者
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自动化网络工程师
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IT/OT融合技术人员
培训目标
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掌握工业以太网的基本概念与特点
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理解工业以太网与商用以太网的区别
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熟悉工业以太网的物理层标准
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具备工业以太网基础设计能力
培训内容介绍
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工业以太网概述：IEEE802.3标准、实时性扩展、工业应用
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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
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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
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工业以太网物理层：RJ45、M12连接器、光纤接口
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工业以太网传输介质：屏蔽双绞线、多模光纤、单模光纤
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工业交换机特点：工业级设计、冗余电源、环网协议
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工业以太网实时性实现：软件优化、硬件加速、时间同步
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工业以太网标准体系：PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP
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工业以太网拓扑结构：星型、环型、树型、线型
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网络冗余技术：STP/RSTP、MRP、PRP、HSR
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工业以太网网络安全基础：防火墙、VLAN、访问控制
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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
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西门子自动化工程师
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工业以太网系统集成者
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运动控制工程师
培训目标
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掌握PROFINET的体系结构与通信机制
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能够进行PROFINET设备组态与配置
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掌握PROFINET实时通信等级
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具备PROFINET系统设计与调试能力
培训内容介绍
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PROFINET概述：PI组织、三种通信通道、集成TCP/IP
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PROFINET通信等级：TCP/IP、RT（实时）、IRT（等时实时）
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PROFINET系统组成：IO控制器、IO设备、IO监视器
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PROFINET设备模型：槽、子模块、组态数据
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GSDML文件：设备描述、参数配置、集成方法
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PROFINET实时通信：RT帧格式、优先级标记、VLAN
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PROFINET等时实时通信：时间片、同步域、IRT通信
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PROFINET网络拓扑：星型、线型、环型、树型
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设备互换与介质冗余：MRP（介质冗余协议）
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PROFINET与PROFIBUS的集成：代理技术、网关应用
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PROFINET在运动控制中的应用：等时模式、时钟同步
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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
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罗克韦尔自动化工程师
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北美工业以太网开发者
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智能制造系统集成者
培训目标
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掌握EtherNet/IP的体系结构与通信机制
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理解CIP协议的公共工业协议
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能够进行EtherNet/IP设备组态
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具备EtherNet/IP系统设计能力
培训内容介绍
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EtherNet/IP概述：ODVA组织、基于CIP、TCP/IP协议栈
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CIP协议体系：对象模型、设备描述、通信服务
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CIP通信模型：显式报文、隐式报文（I/O报文）
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CIP对象库：标识对象、连接对象、组合对象、参数对象
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EtherNet/IP物理层：标准以太网、交换机、连接器
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EtherNet/IP通信机制：TCP封装、UDP组播、点对点通信
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连接类型：仅发送连接、仅接收连接、双向连接
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数据传输模式：轮询、选通、循环、状态变化
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EDS文件：设备描述文件、组态工具集成
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快速连接技术：时间同步、设备启动优化
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EtherNet/IP与DeviceNet的集成：CIP协议统一性
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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
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运动控制工程师
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机器人控制系统开发者
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高性能自动化系统设计者
培训目标
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掌握EtherCAT的体系结构与通信原理
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理解飞镖式报文处理机制
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能够进行EtherCAT网络组态
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具备EtherCAT运动控制系统设计能力
培训内容介绍
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EtherCAT概述：德国倍福开发、IEC标准、高性能实时
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EtherCAT通信原理：飞镖式报文、集总帧、分布式时钟
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EtherCAT物理层：100BASE-TX、100BASE-FX、E-bus
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EtherCAT帧结构：数据帧头、数据报文、帧尾
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从站控制器：ESC（EtherCAT从站控制器）、FMMU、SM
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从站通信模式：周期性通信、非周期性通信
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分布式时钟：DC机制、系统时钟同步、偏移补偿
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EtherCAT状态机：初始化、预运行、安全运行、运行
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CoE（CANopen over EtherCAT）：对象字典、PDO、SDO
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SoE（Servo drive over EtherCAT）：伺服驱动协议
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EtherCAT冗余：环网冗余、电缆冗余
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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
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工业物联网开发者
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SCADA系统集成者
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跨平台通信工程师
培训目标
培训内容介绍
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Modbus TCP概述：施耐德电气开发、基于TCP/IP、MBAP报文头
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Modbus TCP体系结构：应用层、TCP层、IP层、以太网层
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MBAP报文头：事务处理标识符、协议标识符、长度域、单元标识符
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Modbus TCP与Modbus RTU对比：无CRC校验、增加MBAP头
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Modbus TCP通信模式：客户端/服务器、多客户端访问
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端口号：502端口、防火墙配置
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功能码应用：与Modbus RTU相同的功能码定义
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Modbus TCP报文封装与解析
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Modbus TCP网关：Modbus RTU到TCP的协议转换
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多主站访问控制：连接管理、冲突避免
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Modbus TCP在物联网中的应用：远程监控、云平台对接
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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
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工业网络高级工程师
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智能制造系统架构师
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实时以太网技术研究者
培训目标
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掌握TSN技术的基本原理与核心标准
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理解TSN对工业以太网的影响
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能够进行TSN网络初步设计
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具备TSN技术应用的前瞻视野
培训内容介绍
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TSN概述：IEEE 802.1任务组、时间同步、流量调度、网络配置
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时间同步：802.1AS、gPTP、高精度时钟同步
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流量整形：802.1Qbv、时间感知整形器、门控列表
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帧抢占：802.1Qbu、802.3br、低优先级帧抢占
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流预留：802.1Qcc、SRP、集中式/分布式配置
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无缝冗余：802.1CB、帧复制与消除、高可靠性
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循环队列转发：802.1Qch、确定性延迟
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TSN与传统工业以太网的关系：PROFINET over TSN、EtherNet/IP over TSN
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TSN网络配置模型：集中式模型、分布式模型
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TSN交换机与普通交换机的区别
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TSN在工业自动化、汽车网络、航空航天中的应用
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综合研讨：TSN技术发展趋势与应用前景
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