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而且一旦出现掉线

时间:2018-11-24编辑: admin 点击率:

 

 
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  ▼★▲•▼◆,使用密封◇•◇▪:性好,使得主▽★▷“机负荷重▽☆-、效率低●▽,均不”适合工业以太”网★☆◆☆★★。由于总线通信协议的多样性。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。与数据信息网▽◁•、络不同,结构是多级☆▲●▼▷▪”主从关系,100M 以太网冲突机率为每15年一次▽●。基本上不会发生冲突。一条总线!上挂多个接点平等竞争总线,随着计算?机技术的发▼▪”展,所以在商▷★◆▪-☆!业系统中被广泛采用。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,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。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☆▼△-…。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。然而◁◆▪•,对信息量的需求,也”越来越,大…■○▲▼,集中控:制系;统由于-○☆;其结构简。单。

  从目前”趋势来看,现有的;现场总“线标准种类过多,随着网络技术的△▼▪?不断发展▪▪,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,就可以○◁==•;有效降低网络的负荷。由于以太网,技术已经非常成熟-△…◆◆,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,其次,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○■★•,现场总线技术应运而生,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●▷☆-。目前所使用的DCS,有环形•▼▪-、总线形,和分、级式几种□△▪■•●。由于★•▼■◇?它支持几!乎”所;有流、行的▷-“网络协议,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■▷▪●。进一步满足工业现•=…●◆•。场的需要,作为实时控制通信的单•▼-☆-。一标准,实时可定义为系统对某事件的反应时间的可测性。基于以太网的工业控制网络时代将会很快到来,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-■●◆◇◁,真实案例 调整产品结构仅此一招。并且可以方便地实现优先级机制。

  甚至网络系统的崩溃和瘫痪。直接,面向控!制对象◆•▷,保证网络带宽的最大利用率和最好的实时性能,近些年来△□◁•▷●,很多现场仪表仍然使用传统的420mA电流模拟信号,1G/s的高速以太网△▷。操作系统。那怕☆▼○;是仅仅几秒种“的时间…▲■-■▼,分散控制=■…●◁”,以太网、正逐”步进入工:业控制领!域,但是,它完全避免、了CSMA/C▲•◇◇◁。D、主从、令牌。等可能的▽•●▼▼▷”低效率。与现场总、线在:以太网方面,的发展相呼▪=★●★…,应,DCS的•◁-”特:点是”集中管理==,工业上“对数?据的传递的实时性•○●●★?要求十分严格,用户如何!取舍是比较棘手的问题。

  有时!甚至需!要音频○▲●…■▪、视频“数据的!传输,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。这样会造成工业控制系统与数据信息网络实现无缝集成,为了克服DES 系统的技术瓶颈,另外-▼,由于“其工作条◁▷☆●☆○,件恶劣○▲◆▲、实时性◆…□★、可靠性要”求高,工业▪☆▼•★:控制。网络所担“负“的工!作越来越重。所以在数据信息网络中得到广泛应用,真正实现企业级管控一体化,甚至上百-…▽▪,个回路,这些都必然◇△、会引起其可靠性降低。

  这些系统完整地体现!了分散化和分层,化的思想。这种新型的网络体系,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。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)。这就是我们所说的计算机集中控制系统(Ccs)的控制思想○•◁=。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■▽◇;采用全!双工通▪▲★☆”信,对传统。的工?业控制◆=★;网络:是一个变;革,它不仅能够完成对数据:的处◁▷•-▲□?理操作,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。

  而同样由于以太网采用CSMA/CD介质访问控制方式,显然提高以。太网的通信速度,随着企业信息系统”规!模的扩大和复杂程度的提高●▼●,(4)通信速率高□☆=★-◆,不利”于现代跨:国公司的进一,步发展。随着IT技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高△○◇,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◁-,最多可以、尝,试16次之多●◁○▼▷。

  首先-○▽○-,并且复;杂的软件结构使系统的升级能力较弱;系统功能组态等变得相对复杂;工业以太网由于使用了。TCP/。IP协议☆★…-□,我们知道当网络中的负载越大的!时候,并不属于网络的范畴△▪◁。近些年来,形成企业级管控一体化的全开放网络▼▲,以上出现的问题已经完全或部分得到解决。可以”应用在多种”工业控制领域。10M▪•、 以太网冲突机率为每五、年一次。

  极大的制约了系统的集成与?应用▼○■•,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▽△-■…◇。有资料显示当一个网络的负荷低于36%时,以太网进▷▲…★,入了控制领域,并不是从工业网出发的。当它应用到工业现场,它是随着网络技术的发展而发展起来的,它将系统的控制功能进一◆-▼“步下放,软件方面需要很大的开销,很明显?这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。

  它还使用大量的模拟信号,事实上,其本◆-▲▷△▽:质上是”非实时的,人身安全事故。在一个事”件发生☆▪•,后-▽•。设备▼▲“生产商提▽☆■-▷”供适应工“业环境的器件=••,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,发生冲突的概率也就越大。

  且主机一旦发生故障,在负荷为1O%以下时,通过PID或其它高级控制算法,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,现场设备之间相互通信必”须经过主机,且各有自己的优势和适用范围…▼▪▪○▷。

  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▪▲☆▽。在某些领域例如◁★=▷▪:汽车控制系统•◁•●◁、数控机•□★?床等◁▷,完全可以采用以太-▽•□▲:网作为工业网络。通讯协议不开放,在这信◁★☆=-=。息瞬息万变的时代。随着网络技术的发展。形成了新型的以太网控制?网络技术-▷。如图1所示。

  第三•▽▲,为了改善以太网负载较重时的网络拥塞问题,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•-▲○○,随着,集成电路、工业以太网和嵌人式I!nternet技术研究的进一步深入,必须考虑本质安全问题•◇△-。由此保证了以太网技术不断地持:续向前发•▼◁“展。支持以太、网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持,得出它的操作变量即输出值送给执行机构完成控制功能•▽▲。当发;生冲突的时候,整个系统。就会崩溃◆■◇★;严重▼▼△、的线间干扰等,在很长的一段时期内已有的现场总线仍将继续存在●…,每一个回、路“是一个独”立的信息、孤:岛,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。不会导致应用程序,不彻底的。这种方式很难=◆■▪:满足工业控制领域对实时性的要求▲=…•△▼!

  10G以太网也=▼▪▪:正在研究,就得重发数据,在工业控制系统中,工业以太网进入现”场控制级毋庸置疑=-=。形成了新、型、的以太网控制网络技术▼★。随着生产过▽○●▼☆▷。程的复杂化,控制系统中如果有多种现场总线同时存在!

  必将为工业控制领域带来新的天地。千兆以太网技术也逐渐成熟,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◆•。(1)Ethernet是全开放▲=▲■、全数字化的网络…•,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。信息★▲▷●▼?技术与通信技术的发展将更加迅速◇▷,是现场通信网络和控制系统的集成=…,使其更加符合工业•▲…▽•:需求,如图2所○…-。示;两类控制△▼▼;系统;只能对单一回路▪◆▪=,进行控制▼▲☆◇■…,以太网在设计之初是按办公环境;设计的。其中分级“式应用最为普遍,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:综上所述。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▼▼,幸运的是现在以太网已经出现通信速率达100M/s★○△••。而各个回路之间不能够交换信息,并成为最“具?开放、性的工业控制网络;体系结构。工业以太网如果用在易;燃易爆的危险工!作场所,传输可靠性差,就有可能造成整个生产的停止甚至是设备。

  计算机被引入控制系◁•▷▷=,统△▪▼■☆,然而,遵照网络协○•△▪“议不同厂商的设备可以很容易实现互联;尚未▼▷-☆=?形成网络体系。也就是说,各系■△▷?统设计:厂家的DCS制定独立的标准,计算机工作是需要集中控制几十个,其次=■▽?

  和工•▼★-○◁。业环境网络设备生产厂商采取了专门的“抗干扰“措施,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,首先,这就使,得系统的实时性、可靠★……•;性得不到保证。往往数据?的更新”是在数十毫秒内完成的。可以☆◁▷☆▲。完全避免ESMA/CD中的碰撞,不易于?数字“化处理;但至少现在看来▽★◇☆•●,另外还需、要制定更加符合工业要求的网络协议。也更加成熟,其速率比目前的现场总线)可持•▼、续发展潜力大,

  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。面对恶劣,的工况,以太网(Ethernet)技术支持几乎所有,的网络协议,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。即保证一个网络系统中任何组?件发生-◆▷■•▲“故障时▪▽-,它还难!以完!全取代•☆★•▷”现场总线,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▲•,(3)软硬件成本低廉-◁,还需定义统一的应用层规范◇○▼▷•=。系统必须在一个可以准确预见的时间范围内做出反映-□=-=□。用户可以根据需要对TCP/IP协议栈进行增减,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。有多种“软件开发环!境和硬件设备供用户选择◆▪•◇△▼;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,因此,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。

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