一、章节 对工业自动化领域而言,大量的智能设备可通过各种途径接上Internet上,通过网络互相传递信息和数据,构建智能化现场设备的功能自治权性、系统结构的高度分散性以及监管触一体化。 现场总线(FieldBus)就是迎合这一形势发展一起的新技术。
现场总线的经常出现,标志着工业控制技术领域又一新时代的开始。这一技术的发展,对构建面向设备的自动化系统起着了极大的推展起到。与传统的集散地控制系统(DistributedControlSystem,DCS)比起,他具备仅有对外开放、仅有集中、互操作等优点,但还是有相当大的局限性,主要展现出在以下几方面: 1.目前的现场仪表和设备的计算能力和信息处理能力较低,简单的掌控功能仍集中于在一台掌控计算机上,无法构建仅有分散控制,不存在风险集中于的现象。 2.现场总线仅有作为系统的一个组成部分,坐落于系统的底层,足以构建系统的全开放性结构。
系统架构呈圆形横向人组状,数据通信不存在瓶颈。 3.IEC61158标准还包括8种类型的现场总线,相互之间差异较小,无法构建互操作,彼此相连不存在一定艰难。 4.系统中所有控制器独立国家运营,各继续执行独立国家的数据处理,无法做所有信息分享,导致系统实时性不尽如人意。
上面的阐释解释传统经典的PLC和现场总线技术已不合适这种拒绝。即使是像工业PC,OPC等技术,只要他们被八边形在传统的系统结构中,也不能是对系统的功能不作些边缘性的提升。 因此,为减低艰巨的编程工作和超过系统的形式化,必须对系统的结构展开变革。随着信息技术的大大飞跃发展,工业掌控领域中必定不会产生一种需要填补现场总线缺失,构建全系统统一、高效、动态的控制策略。
工业以太网就是适应环境这一必须而很快发展一起的控制技术。在所有的网络技术中,以太网技术是至今最理想的自由选择,他能符合如下所有拒绝: 1.充分考虑今后的发展必须,具备低传输速率,目前超过100Mb/s。 2.低传输安全性和可靠性,集线器技术的确定性。 3.集线器的应用于可不须要考虑到网络的拓展。
4.创建了一种标准:一个新的工控总线标准。 5.与IT相连,世界标准的TCP/IP技术的应用于。 6.在整个网络中的随机网络读取技术。 以太网(Ethernet),既是一种计算机终端局域网络的术。
由于以太网传输速率的大幅度提高,物理层标准的工业化以及以太网集线器技术的构成,千兆以太网技术和无撞击全双工光纤技术的经常出现,使得这一先进设备的网络技术被前进到先前指出不适合的工业掌控网络中,构成了工业以太网技术。与目前的基于现场总线的掌控网络比起,基于工业以太网技术的掌控网络是一种低成本(许多商用以太网的芯片组与技术可以借出)、高性能的掌控网络解决方案。 二、方案分析 (一)嵌入式工业以太网控制系统方案设计 控制系统网络分成三层:信息层、掌控层和设备层(传感/执行层)。
传统的控制系统在信息层大都使用以太网,而在掌控层和设备层一般使用有所不同的现场总线或其他专用网络。目前,完全所有的PLC和远程I/O供应商都能获取反对TCP/IP的以太网模块的产品。使用以太网架构以后,控制器的方位也可以突破传统网络架构的容许,可以坐落于现场,也可以坐落于中央控制室。目前控制器甚至远程I/O反对以太网的功能更加强劲,在有些控制器和远程I/O模块中早已构建了Web服务器,从而容许信息层的用户也可以和掌控层的用户一样必要提供控制器和远程I/O模块中的当前状态值。
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