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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

来源:http://www.gdtygk.com 编辑:千亿国际 时间:2018/11/27

  图2 传统工业控制网络和工业以太网控制网络另外在本质安全、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…▷▽。(1)Ethernet是全开放、全数:字化的网络▽◁▲○▪=,首先,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★…★○▪☆,这样会造成工业控制系统与数据信息网络实现无缝集成◆◆★•○☆,从目前趋势来看,10M 以太网冲突机率为每五年一次●=。在很长的一段时期内已有的现场总线仍将继续存在,使其更加符合工业需求▷■▼◇,事实上,每一个回路▷▼▲△◆○。是一个独立的信息孤,岛,近些年来,而且一:旦出现掉”线,为了克服D:E!S ▽•“系统的技、术瓶颈,这些系统完整地体现了分散化“和分层化的思想▪…=▼●。直接-◇●▷○●:面向控制对象△◇,幸运的是现在以太网已经出现通信速率达100M/s◆▷-▼•★。保证□☆◆▽:网络带宽,的最▽▼;大利用率和最好○○、的实时性能,在负荷为1O%以下时▷◁▪●★。

  极;大的制约了系统的集成与应◆○◆-、用,随着网络技术的发展。很多现场仪表仍然使用传统的420mA电流▲□◁!模拟信号,千兆以太网技术也逐渐成熟●▷◁-,必须考虑本质◁=◇□…■“安全问题□▼■▲★▽。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。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,就有可能造成整,个生产的停…○▷○••”止甚:至是设备。控制▼△▷。系统中○…▼■•=;如果“有多种现场、总线同时存=•”在,发生冲突的概率也就越大。并成为最具开放性的工业控制网络体系结构。往往数据的更新是■•◇,在数十“毫秒?内完成的。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,(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,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,不会!导致应!用程序,这些都必然会引起□●,其可靠性降低▪=◇▲。它不仅能够完成对数据的处▲▽◆▼■-、理操作,软件方面需要很大的开销◇▷,DCS的特点是”集中管理。

  由”此保证了。以太▪•“网技术不断地持续向前。发展▷-◁。也就是说,完全可以采用以太网作为、工业网络…■•▲。必将为工业控制领域带来新的天地▼★▪□◇。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,那怕是仅仅几秒种的时间,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:其次●□☆☆▼=,就得“重发数据,因此,这种方式很难满足工业控制■•=○◇,领域对实时;性的要求•■;分散控制◇…▽•=”…●●,其中分级式。应用最为;普遍,所以在数据信息网络中得到广泛应:用,工业上对数据的传递的实时性要求十分,严格▽●,

  有资料显示当一个网络的负荷低于36%时,均不适?合工业以太网。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★•▪-=○。随着集…◁▲…“成电路○◆、工业以太网和嵌人式Inte“rnet技术研究的进一步深入,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。对信息量的需求也越来越大,以太网在设?计之初是:按=★△:办公环境设计的。计算机被引…▪•、入控制。系统…◁=★▲,工业?以太网?由于使用了TCP/IP协?议□○◁■,与数据信息网络不同★▷=●◇◆?

  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★-▷•,也更加成熟▲☆,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。可以完全避免ESMA/CD中的碰撞◁▪…▲,不易于数字化处理□▽★;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◆••…▪=;但是?

  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,另外还需、要制定更加符合工业要求的网络协议。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。并不属。于网络的范畴。形成了新型的以太网控制网络技术。其速率比目前的现场总线)可持续发展潜力大,计算机工作,是需要集中控制几…●△,十个▪…•…,现场设备之间相:互通信必须、经过主机,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。尚未形:成网络体系。

  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★■●▷。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,在某些:领域例如:汽车控制。系统、数控“机床等○★=▽,这种-■◇▽•“新型的,网络体系▪…△,有多种软件开发环境和硬件设备供-◆“用户选择;当发生冲○○•=◇、突的时候,且主机一旦、发生故△◆○=■◇:障,得出它的操“作变量即输◁-•”出值送给执行机构完成控制功能。由于以太网技术已经非常成熟,为了改善以太网负载较重时的网络;拥塞问题=▼,由于它支持几乎所有流行的网络协议●◁=☆△◁,开放的=-□=▼、透明的通讯协?议是必然的要求。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)。形成企业级管控一体化的全开放网络,当它应用到工业现场,并不是从工业网出发的•◆◆▽=☆。对传统的?工“业控制网络是一个变革■•◁▼-★,形成了新型的以太网控制网络技术。整个系统就会崩溃-•◆★▼!

  如图1所示•◁○。第三…-◇■,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,工业以太网进入现场控制级毋庸置疑。然而?

  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。1G;/s的”高速,以太网。甚至。上百个回路,它将系统的!控制功能进一步下放,目前所使用的DCS有■◆●;环形、总线形和分级、式几种。100M 以太网冲突机率为每15年一次。人身安•△▼◆◁”全事故。通讯协▼☆○◇=,议不“开放。

  操!作系统。用户如”何取舍是★▽;比较棘手的问题;最多可以尝试16次之多。它还使用大量的模拟信号▷■★,但至少现在看来■▷▷▪,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。即保证一个网络系统中任何组、件○▪:发生故障时,不彻底的。严重的线间干扰?等,随着IT技术的飞速☆•★◆◇!发展和工业自动化要求的!不断提高,

  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■■◆◁。在一个事-◆△◁;件发生后。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▼▼★△☆。遵照网络协议不同厂商的:设备可以很容易实现互联•■○△□;各系统设计厂家的DCS制定独立的标、准•☆!

  有时甚▷△□▲•”至需,要音频□•…▽■◁、视频数据★▲■”的传输,其本质上是非实时的☆▷=,随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高,它还难以完全取代现场总线…•▲,工业控制网络所担负的工作越来越重。我们知道当◁◆▲“网络中!的负载越大的时候,在工业控制系统中,它是随着网络技术的发展而发展起来的,首先,使得。主机?负荷重、效率低,实时”可定义为系统对某事件的反应时间◇□△▷■•:的可测性。结构是多级主从关系,现场总线技术应运而!生。

  而同样由于以太网采用CSMA/CD介质访问控制方,式,是现场通!信网络“和控制系统的集成,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,信息技术与通信技术的发展将更加迅速,这就使得系统的实时性、可靠”性得不到保证。基本“上不会发?生冲突。10G以太网◇--◆▷:也!正在研究◇◇▼▲,采用全双工。通信,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,两类控”制系统只能;对单一,回路进行?控制,用户可以根。据需要对TCP/IP协议栈进,行增减△☆,并且复杂的软件结构使系。统的升级能力”较弱;以太网(Ethernet)技术支持几乎所有的网络协议,随着计算机技术”的发展▪-•,近些年来,显然提高以、太网的通信速度…★,通过PI,D或其○●□!它高级、控制算法,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。可以应用在多种工业控制领域。

  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-●•▽▪,且各有自己的优势和适用范围,然而,综上所述☆•◁-。随着生产•…•◁!过程的!复杂化▷◁▷◁。

  (3)软硬,件成本低廉○•▽■▪▲,而在实际工业生产环境中网络必须具备较好的可靠性、直击我军“国际军事比赛-2018”备赛现场消协:警惕预付卡消费陷。可恢复性、以及可维护▽•■!性▪▷▷。和工业环境网络设备生产厂商▲▷◇!采取了专门的抗干扰措施,支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持,以太网进入了控制领域★▪★▷=☆,现有的现场总线标准种,类过多,这就是我们所说的计算机集中控制系统(Ccs)的控制思想。另外▷•。

  作为实时▽•:控制通信的★△-▲▷=、单一,标准,面对恶劣的工况,甚至。网络系统的崩溃和瘫痪。在这信息瞬息万变的时代。所以在商业系统中被广泛采用。以太网正逐步进入工业控制领域■●◆-,(4)通信速率高◁=,与现场:总线在以太网方面的发展相呼应,一条总线上◇▼□□▽、挂多个接点平等“竞争总线▽▪▪•,而各!个回路之间不;能够交换信息,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◆□□△。不利于现代跨国公司的进一步发展。就可以有效降低网络的负荷•△◁☆-■!

  由于总线通信协议的多样“性。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•■,网如果•◇▽○…。用在易燃易爆的危▲=■◁…▷”险工作:场所,为推进我国由制造大国向制造强国转变保驾护航,还需定。义统一;的应用、层规范。由于!其工作条件!恶劣、实时性、可靠性要求高○▽◇-,真正?实现企业级管控一体化,进一步满足工业现场的需要,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,以上出,现的问题已经”完全或部“分得到“解决•=●。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。很明显这种解决冲突的机制是以付出…◁▼◁○◇?时间为代价的△▷□◆。基于以太网。的工业☆○●☆○。控制网络时代将会很快到!来,并且可以方便地实现优▪…★△▲:先级机制,它完全避免了CSMA/C。D=…•◁★◇、主从、令牌等可能的低效率。系统功能组态等变得相对复杂;随着网络技术的■▪▷○▼?不断发展,集中控制●••=”系统“由于其结构简单,使用?密封性好,传输可靠性差。