‘壹’ 工业网络的种类及其优缺点
工业网络在自动控制系统中的应用常有以下几种形式:分布式控制系统DCS(Distr~uted ControlSystem)、现场总线控制系统FC(Fieldbus ControlSystem)及工业以太网(Instrial F_.themet),它们构成当今工业控制的主流,同时Intemet及Web技术的发展,促进工业控制系统向Web自动化的趋势发展。(1)DCS系统又称集散控制系统,是一种稳定、可靠、安全的工业控制方式,目前广泛应用于国内各种工业控制现场。其基本思想是分散控制、集中管理,典型结构是上、下位机系统及其通信网络,上位机称为操作站,下位机称为控制站。操作站处于信息监控层,实现控制系统的控制操作、过程状态及报警状态显示、历史数据的收集和各种趋势的显示及报表生成与打印;控制站处于现场控制层,是对现场物理信号(包括模拟及开关信号)进行实时采集并进行数据处理、控制运算,并将结果传送到上位机;系统的网络负责各控制站之间、操作站与控制站之间以及操作站之间的数据通信和联络。(2)FCS系统产生于2O世纪8O年代,是在DCS基础上发展起来的,在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信链路。FCS的出现促进了现场设备的数字化和网络化,并且使现场控制的功能更加强大。相对于DCS一对一结构、采用单向信号传输、布线及调试成本高、互操作性相对较差等缺点,FCS最大的特点就是大大减少了布线及由此引起的调试、安装、维护等其它成本,因而获得了广泛应用,发展非常迅速。目前世界上流行的现场总线有Profibus-DP、FF、DeviceNet、Lonworks、Modbus等4O多种。
(3)工业以太网 具有现场总线开放性、互操作性、互换性、可集成性、数字化信号传输等特点,许多专家预测以太网将会成为取代现场总线的一种最
佳选择和最终发展方向。以太网是IEFES02-3所支持的局域网标准,采用带碰撞检测的载波侦听多路访问技术(CSMA/CD),在办公自动化领域得到了广泛应用。以太网技术应用于实时性要求很高的工业控制领域,关键要采取有效手段避免CSMA/CD中的碰撞。由于以太网通信带宽得到大幅提高,5类双绞线将接收和发送信号分开,并且采用了全双工交换式以太网交换机,以星形拓扑结构为其端口上的每个网络节点提供独立带宽,使连接在同一个交换机上面的不同设备不存在资源争夺,隔离了载波侦听,因此网络通信的实时性得到大大改善,保证了以太网产品能真正应用于工业控制现场。而且以太网技术成熟,连接电缆和接口设备价格相对较低,带宽迅速增长,可以满足现场设备对通信速度增加而原有总线技术不能满足的场合的需求。
(4)Web自动化技术 Intemet网把全世界连成了一个整体,而Web技术引发了信息技术的革命。把Web技术应用到工业控制领域就产生了web自动化。web自动化的基本思想是只要需要,在任何时间和地点都可以对工业现场的数据进行实时访问和控制。web数据采集和控制的基本要求是:必须要有一个能够通过web网络和TCP/IP协议连接监控设备和过程数据的界面,即用户界面层;要有一台能够使所需显示或控制页面通过过程浏览器访问的Web服务器,即运行逻辑层;要有一个处理本地事务(即w曲服务器)和远端系统(即客户端)之间数据接收和存储的数据库服务器,即数据库层。这就是典型的三层结构。第三层(数据库层)第二层(运行逻辑层)第一层(用户界面层)在web模式下可以实现用户界面和运行逻辑的有效分离,用户浏览器仅负责界面的显示,操作者可直接通过浏览器访问web服务器上的各类信息而将运行逻辑迁移至web服务器端;无需对客户端的应用软件进行安装,也无需对客户端的控件进行注册,应用软件的升级很方便,如果应用程序的功能和运行逻辑需要改变,系统维护人员可直接在web服务器上对相应的页面和组件进行修改,用户立即能得到新的功能。
(5)上述控制方式的应用特点 虽然FCS技术具有传统DCS所无法比拟的优越性,但其推广应用也受到诸多因素的制约,DCS并没有也不会随着FCS的发展而马上退出现场过程控制的舞台,这是因为,首先,目前我国控制现场很多设备还不是智能仪表,不能直接与现场总线相连;其次,FCS的价格特别是智能设备比较昂贵,采用FCS的综合价格仍高于DCS;第三,DCS也在不断采用新技术,如与PLC(可编程序控制器)很好地融合、渗透和集成,普遍采用IPC作为其操作站,并且采用人工智能技术等,DCS呈现出向综合化和智能化发展的趋势;第四,FCS标准种类繁多,不同标准的设备相互通讯一
般比较繁琐i第五,在强调安全、可靠第一位的应用场合,更多地是考虑DCS技术的成熟和高可靠性,同时一些专家担心FCS一旦通信线路故障将引整个系统的瘫痪。在电厂辅机系统如化学水处理系统,目前一般仍以DCS为主,在此基础上局部采用FCS技术,组成混合系统,笔者称之为FDCS系统(Fieldbus Distr~uted Control System)。对工业以太网,目前已不仅仅只适用于工业网络控制系统的信息层,而且提供了现场控制级的应用,如SIEMENS公司的PLC提供专用的以太网接口模块,研华科技的新型智能模块中内置了Web服务器,使现场模块具备网页发布功能,通过网页与外界直接交换信息。而web自动化技术的优点是,操作者可在现场之外,不受时间和空间限制,通过浏览器访问web服务器上的各类信息,方便电厂调度、指挥等部门浏览、查询现场数据,或根据权限发布控制命令,实现对现场设备的监控。
希望我的回答对你有帮助
‘贰’ 工业网络的工业网络简介
具体有以下三种类型:
(1)专用、封闭型工业网络:该网络规范是由各公司自行研制,往往是针对某一特定应用领域而设,效率也是最高。但在相互连接时就显得各项指标参差不齐,推广与维护都难以协调。专用型工业网络有三个发展方向:①走向封闭系统,以保证市场占有率。②走向开放型,使它成为标准。③设计专用的Gateway与开放型网络连接。
(2)开放型工业网络:除了一些较简单的标准是无条件开放外,大部分是有条件开放,或仅对成员开放。生产商必须成为该组织的成员,产品需经过该组织的测试、认证,方可在该工业网络系统中使用。
(3)标准工业网络:符合国际标准IEC61158、IEC62026、ISO11519或欧洲标准EN50170的工业网络,它们都会遵循ISO/OSI7层参考模型。工业网络大都只使用物理层、数据链路层和应用层。一般工业网络的制定是根据现有的通信界面,或是自己设计通信IC,然后再依据应用领域设定数据传输格式。例如,DeviceNet的物理层与数据链路层是以CANbus为基础,再增加适用于一般I/O点应用的应用层规范。
目前IEC61158认可的八种工业现场总线标准分别是:Fieldbus Type1、Profibus、ControlNet、P-NET、Foundation Fieldbus、SwiftNet、WorldFIP和Interbus。
‘叁’ 计算机网络和工业控制网络的区别
工业控制网络与个人计算机区别
1.尺寸规格:
商业主板目前主要采用ATX架构,但是工业主板为了适应多种应用环境,采用了多种尺寸规格的主板。包括ATX、Micro-ATX、LPX、POS、PICMG、ETX、CPCI等各种规格。
2.扩展槽的支持:
对于商业级主板,往往只能提供4根到最多5根的PCI插槽,其中受制于PCI 规范,同时只能使用4根,而且基本对于PCI 4的话,驱动能力有相当大的衰减,因此大多数商用主板仅提供3根PCI槽。而工业控制网络生产的工业主板,由于其设计用料的工业性,其对PCI插槽的支持可以轻而易举的实现对17根 PCI的支持,如SK-1015P12, SK-1021P17分别支持12PCI和17个PCI,同时不会造成PCI驱动能力的衰减。同时可以支持对高带宽的PCI-E设备。带有ISA插槽,可以实现对工业ISA低速采集卡,数据卡的良好支持。嵌入GPIO总线,可以实现GPI,GPO功能。
3.使用的元器件:
商业级主板由于追求的产品的时效性,以及本身产品的市场定位,对元器件选择要求上一般只需满足的系统运行要求,和2到3年的使用寿命即可。工业控制网络生产的工业主板选料会选用经过长时间,高要求验证元器件,用以保证产品在恶劣条件下高可靠性要求。比如一些如在服务器,以及高端商业主板才出现的固态电容,封闭电感等,在硕控工业主板中就有大量的使用。
4.使用环境:
工业控制网络主板常在恶劣环境下工作(工作时间长、气候恶劣、潮湿、振动、多尘、辐射、高温等等),而这些环境下商业主板无法胜任,当今商业主板大部分运行在安定的环境下(工作时间短、室内、常温)
5.生命周期:
由于商业主板市场更新换代的速度相当之快,所以一般的商业级主板只有半年到一年的生命周期。而在工业市场,以芯发威达为例,由于Intel 、VIA、SIS都和“SOKON IPC"是一个长期的战略伙伴关系,所以工业控制网络生产的工业主板可以达到一个长达5年的生命周期。
6.产品的可靠性:
由于普通商业级主板的市场定位,其产品一般只会做电子产品需要的CCC认证,长城认证,民用级的电磁兼容认证。工业控制网络主板由于其针对的是工业市场,所以出于可靠度的需求,在每一款主板在上市前都会做CE EMC,FCC,QA realbility,CCC,震动,落下等工业级要求测试认证。
7.管理性:
普通商业主板只提供最简单的远程管理(通过连接网络,使用第3方的软件,如REAL VNC,PC ANYWHARE等实现)。而工业控制网络主板除了可以提供类似的远程连接管理外,还可以实现远程无人值守的自动开关机功能。通过内嵌的IPMB,SMNP-1000模块,可以实现系统实时运行信息的管理、记录、发送功能。
8.客制化:
普通的商业主板一但生产出来就无法再针对市场需求更改,完全无用户化的设计。但在工业领域,许多工业级主板可以灵活的满足一些客户后续的特殊需求。可以实现用户的定制化。更好,更完美配合客户的使用需求环境。
9.存储界面:
普通的商业主板只提供常见的存储界面 IDE ,SATA。工业控制网络主板可以提供IDE,SATA,SCSI,CF卡、DOC等多存储界面要求。
10.保护功能:
此项功能,在普通的商业主板是没有提供的。工业级主板通过特殊设计,遇到死机等异常情况,可以实现看门狗自动重新启动功能,防浪涌冲击的功能。全力的保证系统在恶劣环境的高稳定性要求。
11.工作温度:
普通的商用主板基本只能使用在5度~38度之间的外环境之中,是相当之娇气的。工业级主板可以在0度~60度之间稳定的工作,甚至某些硕控工控主板采用宽温设计,温度范围可达-20度~70度。
12. 市场规模
工业控制网络主板以客制化产品为主、产量以及市场规模比较小、转换成其他品牌的主板成本较高;商业主板以标准产品为主、产量以及市场规模较大、可轻易转换成其他品牌的主板。
‘肆’ 工业局域网连接问题(TCP/IP)
1、连接其他电脑。
可以将其他电脑的ip地址和你的192.168.8.50设为一个段但不要重复,例如 192.168.8.51 等等。玩局域网游戏 要关闭防火墙!
2、查看修改电脑IP地址。
右击网上邻居点属性 再右击本地连接点属性 双击 弹出框中的TCP/IP 协议 就弹出修改IP的对话框了,如果不上网 网管可以不填 子网掩码自动生成。
3、可以设置共享文件,访问方式是在地址栏输入:\\192.168.8.50 就可以打开。或者架设ftp服务器。
‘伍’ 如何将工业串行设备连接到以太网网络
1. RealPort - 远程 COM 端口 RealPort 是一种享有专利的软件,它能误导计算机视其为传统的 COM 端口,而实际上我们的软件正将虚拟 COM 端口指向网络中 Digi 设备服务器的IP 地址。它的优势是,您可以使用能与 COM 端口通信的几乎任何一个软件应用程序,并能让该应用程序与网络中的串行设备进行通信,就象该设备在本地连接一样。 单击此处以获取 RealPort 指南。 2. 协议网关 - 工业协议转换器设备服务器(如 Digi One IA RealPort)实际上采用串行协议时,协议网关可将它转换为不同的以太网协议。这种情况包括: a. Modbus RTU/ASCII 串行到 ModbusTCP b. Allen-Bradley DF1 串行到 Allen-Bradley Ethernet c. Allen-Bradley DF1 串行到 EthernetIP 协议网关可将串行设备加入工业以太网网络,就象本机以太网设备一样。 有关工业协议的更多信息,请参阅 "支持何种类型的工业协议?"3. 串行隧道 4. TCP 套接字 应用程序连接 Digi One 时,TCP 套接字可直接打开与 Digi One 的 TCP 会话。这种情况出现在串行数据被封装在 TCP 数据包中,然后发送到连接 Digi One 特定 TCP 地址的应用程序时。 其中一个示例是使用 Kepware OPC 服务器软件。配置 Kepware 时,需要知道它要连接的 PLC(或其它工业设备)类型以及它将启动 TCP 套接字连接的 IP 地址(和端口号)。