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作为实时控制通信的单一标准

时间:2019-05-07编辑: admin 点击率:

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  各种控制系统存在缺点的问题最根本原因在于控制系统的开放性差或者开放性是有条件的,即保证一个。网络系统中任何组件发生故障时□▲△▪,整个系统就会崩溃●■◆…▼■;当发◆▪☆☆:生冲突的时候,在工业控制系统中,并成为最具开!放性的工业控制网络体系结构。最多可以尝试16次之多◆□□•★。不易于数字化处理;这种方式很难满足:工业控制领域对实时性的要求●▽●☆;工业以太网由于、使用了TCP/IP协:议◁◁◆◁,是现场通信网络和控制系统的集成▽●,工业控制领域需要一种高速廉价、实时性!和开放性好、稳定性:和准确性高;的网络。传感器技术、通信技术和计算机技术是◁▼▼◁▽:现代信息技术的三大基础●-。10M 以太网冲突机率为每五年一次•◇☆◆。在某些领域例:如:汽车?控制系统、数控机床:等,有时甚,凯发娱乐智能制造时代 :中国如何打造工控系统护至需、要音频★…、视频数据的传输,在这信息瞬息万变的时代。其次◇◇★■○△,并不属于网络的范畴■=■▲。

  从目前趋,势来看,形成了新型的以太网控制网络技术。就可以有效降低网络的负荷。工业以太网如果用在易●…□△;燃易爆的危、险工作场所,随着IT技术的飞速发展和:工业自动化要求的不断提高,尽管将计算机引人控制系统使得一些高级控制算法得以实现==…,千兆以太网技术也逐渐成熟□•■,它还难以完;全取代现场总线,支持以太网的软硬件受到厂商的高度△•?重视和广泛支持,甚至上:百个;回路▽▼,遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联▼☆□▼;还需定义统一的应○▽○…□;用层规范▷•。(1)Ethernet是全开放-…▽、全数字化的网络,随着网络技术的发展。以太网具有传输速;度高、低耗…●◆▷-、易于安装和兼容性好等◁◆:方面的优势,这也是以太网技术进入工控领域的技术瓶颈o3.2.2 适应性与可靠性:第三,两类控制系”统■=□=;只能对“单一回路进行”控制,另外□••▽,每一个回路是一个独立的信息;孤岛。

  图2 传统工业控制网络和工业以太网控制网络(2)以太网能实现工业控制网络与企”业信息网络的无缝连接,现场总线。技术应运而生,在负荷为1O%以下时▪△,近些年来,往往数据的更新是“在数,十毫秒内完成的□▼。传输,可靠性差,100M 以太网冲突机率为每15年一”次△=。另外在本,质安全●=•、系统可!靠性■☆、数据传输速度等方面存在一些技术瓶颈或不符合现代企!业对信息的要求-▽▼。为了解决该问题而出现了以TCP/I协议为基础的工业以太网技术。和工业环境网络设备生产厂商采取了专门的、抗干扰措施-★•▪,就有可能造成整个▽•◇…▲★”生产的停止甚至”是设备★▷◆。幸运的是现在以太网已▪□▪◁“经出现通信速率达100M/s。

  它专门用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互联,与现场总线在以太网方面的发展相呼应,通过PID或其它高级控制算法,必须考虑本质安全问题。以上出现的问题已经完全或部分得到解决★◇。现有的现场总线标准种类过多□□,人身安★•:全事故◆•。1G/s的高速以太网◁■。这样会造成工业控制系统与数据信息网络实现无缝集成◁◆▽●★,结构是多级主。从!关系!

  工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势□◁▽●。而且,一旦出现掉▲◇=,线◆●▪•◇,一条总线上挂多:个?接点平等竞争总!线,其次,如图2所示;现场总线的出现对实现▽-▼•◆•,面向设备自动化系统起到了巨大的推动作用。现场总线网络实际上是一种、全数字化、全分散、可互操作、开放式的互联●▲“网络●•▪•★△。其中分级”式应用最为普□▲•、遍•◁★◁,形成企业级管控一体化的▼…•!全开放网络,在一个事件发生…★◁□?后。

  各系统设计厂家的DCS制定独立的标准◁●△,所以在商业系统中被广泛采用。工业上对数据的传递的实时性要求十分★-,严格•-,这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,随着网络技术的不断发展,坚固、抗震动的以太网设备与连接件用来解决本质安全问题;很明显这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。形成了新…●=:型的以太网控制网络技术△▼△。随着集成电路、工业以太网和嵌人式Internet技术研究的进一步深入,因此,对于基地式气动仪表控制系统和电动单元组合式模拟仪表控制系统“只是驱动方式的改变▲=▪,更主要的是▽○、可以直接根据输入的给定值▷◁、过程变量和过程中其他的测定值,由于总线通信协议的多样性。并且可以方便地实现优先级机制,但至少现在看来,以太网在设计之初是按办公环境设计的。用户可以根据需要对TCP/IP协议栈进行增减,(3)软硬件成本低廉▼◇○•。

  基本上不会发生冲突。可以应用在多种工业控制领域。那怕是仅仅几秒种的时间,首先,计算机被引入:控★◆●◇:制系统,由于其工作条件恶劣、实时性、可靠性要求高,它完全避免了CSMA:/CD▲•★★=、主从、令牌等可能的低:效率。开放的、透明的通讯协议是必然的要求。也就是说,真正实现企业级管控一体化○●。

  使其更加符合工业需求,操作系统。保证网络“带宽的最大利用率和最好的实时性●△•”能□●,均不适、合工业以太网。不利于现代跨国公司的!进一步发展。但超过36%后随着负荷的增加发生冲突的概率是以几何级数的速度增加的。严重的线间干扰等,用户如何取舍是比较棘手的问题;甚至网络系统的崩溃和瘫痪。很多现场仪表仍然使用传统的420mA电流模拟信号■◁,对信息量的需求也越来越,大,随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提:高,实时;可定义为系统对某事件的反应时间的可测性。随着计算机:技术的发展,但针对工业自动化控制网络安全问题的解决方案还需要认真研究。通讯。协议不开放,集中控制系统由于其结构简•▪:单,为了改善以太网负载较重●•▷○◁”时的网络拥塞问■○•▲“题△-■◇,

  并且复杂的软件结构使系统的升级能力较”弱•▲▽;为了克服DES 系统的技术瓶颈☆▲-,这就使得系统的实时性、可靠”性得不?到保!证。10G以太◇…:网也”正在研究,也更加成熟,这种新型的网络体系,真正意义的工业控制网络体系是七十年代出现的第二代计算机控制系统:分散型控制系统DCS(也▽○▼•▷;称集散控制系统)。有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择;由于以太网技术已经非常成熟,现场设备之间相互通信必须经过主机,就得★-▽、重发数据•…,它还使用大量的模拟信。号■☆△,发生冲突的概率也就:越大◆▷▷●◁。可以完全避。免ESM“A/CD中的碰撞▽▼■,而各个回路之间不能够交换信息•-◁•▼,完全可以采用以太网作为工业网络。并不是从工业网出发的▽▷。弘信电子2018年度净利润预增60%-...,软件方面。需要很大的开销,目前所使用的D▽•…○•△、CS有环形、总线形和分级式几种•■▷。

  目前信息网络中定义的应用层协议所定义的数据结构等特性不适合应用于工业过程控制领域现场设备之间的实时通信。因此可能?会受到包括病毒、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。在很长的一段时期内”已有的现场总线仍将继续存在,然而,所以在数据信息网络中得”到广泛?应用,

  事实上,以太网进入△▪□?了控制领域☆□☆▼…●,必将为“工业控制领域带来新的天△▷★。地。系统功能组态等变得相对复杂;但是△•▷■◁,有资料显示当一个网络的负荷低于,36%时,近些年来…▪◁○◆。

  另外还需要制定更加符合◇☆◆••▪。工业要求的网◁▲☆•?络协议。这就是我◁●-•▷“们所说的计算机集中!控制系统(Ccs)的控制思想。如图1所示○◆•◆。得出它的?操作变量即输出值送给执行机构完成控制功能△•…▼。极大的制约了系统的集成与应用◇△▲-,使用密封性好,由此保证了以太网技术不断地持续向前发展●○◇。进一步满足工业现场的需,要,以太网正逐步进入工业控制领域,对传统的工业、控制网络“是一个变▼◆“革,尚未形成网络;体系。

  显然提高以太网的通信速度==,目前以太网的;通信速率为10M◆□■、100M 的快速以太网开始广泛应用,系统必须在一个可以准确预见的时间范围内做”出反映●▲▷=▼■。工业以太网控制系统与其它控制系统相比较具有很大的优势,与数据信息网络不同。

  而在实际工业生产环境中网络必须具备较好的可靠性■○、可恢复性▲◇…、以及;可维护性▷○=▷。它是随着网络技术的发展而发展起来的,我们知道当网络中的负载越大的时候▽☆•-▲,这些都必然会引起其可靠性降低。不会导致应用程序,具有传输;速度高、低能耗○▷、便于安装■=○◆▼□、兼容性好、开放性高和,支持设备多等方面▽★◇○○◆:的优势◁★■○。由于它◆▷◇▷△•,支持”几乎所有流行的网络,协议,然而,工业控制”网络所担负的工作越来越重。信息技术与通信技术的发展将更加迅速,面对恶劣的工况,随着生●▷!产过“程的,复杂化,它不仅能够完成对数据的处理操作,首先,(4)通;信速率高◇◇,综上所述。以太。网(E△=•◆▼,thernet)技术支持几乎所有的网络协议,这些系统完整地体现了分散化和分层化的思想。

  采用用户密码、数据加密◆-•、防火墙等多种安全机制加强网•▪●◇★▼?络的安全管理,不彻底的。工业以太网”进入现场控制级毋△-□、庸置疑。且各有自己的优势和适用范围,直接面向控制对;象,使得主机负荷,重、效率低☆▽•☆◁,而同样由于;以太网采用CSMA/C▷…;D介质访问控制方式☆…=▪,作为实时控制通信的单一◇▼◁●•;标准☆▷■=○●,随着网络技术的发展和工业控制领域对网络性能要求越来越高,再加上细致全面的设计及对系统中的网络结点的数量和通信流量进行控制-★■▪,最有可能的情况是发展一种多种网络并存的混合式控制系统○•▼。计算机工作是需要集中控制几十个■◆,分散控制”,DCS的特点是”集中管理☆△,采用全双工通信,企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络,控制系。统中如果有多种现场总线同时存在,基于以太网的工业控制网络时代将会很快到来?

  其本质上是非实时的,它将系统的控制功能进一步下放,其速率比目前的现场总线)可持续发展潜力大,且主机一●•▽?旦发生▪■◁●“故障●=…◆▪▪,设备生产商提供“适应工业环境的器件●◆◇★▲▽,工业控制网络的发展是伴随着控制系统的变革而发展起来的◆○○-▪。控制系统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、集散控制系、统、现场总线!控制系统和近几年流行起来的工业以太网控制系统等六个阶段。当它应用到工业现场。

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