工業網絡技術論文

工業網絡技術論文

　　隨著網絡技術的飛速發展，企業可以通過網上瀏覽，即可跨越諸多設備和系統在硬件和軟件之間進行連接。下面小編給大家分享一些工業網絡技術論文，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　工業網絡技術論文篇一

　　網絡技術對工業監控系統的影響

　　摘 要：網絡技術的飛速發展，為工業監控系統提供了強有力的技術支持，也提出了新挑戰，帶來了新機遇。工業監控系統對工業生產的安全保障起著至關重要的作用，本文通過對網絡技術在工業監控系統中的應用進行分析，以探討網絡技術對工業監控的影響。

　　關鍵詞：網絡技術;工業監控系統;影響

　　工業生產中有很多重要的設備，基于對這些設備的安全性考慮，需要對設備進行檢測，因此，工業監控系統對工業生產的安全保障起著重要的作用。目前，工業監控系統經過近30年的發展，從模擬信號傳輸的控制系統DCS到數字化、智能化、全分散的現場總線系統，讓工業自動化進行了一場深層次的改革。在改革的過程中，網絡技術對工業監控起著重要的作用。

　　一、網絡技術應用下工業監控面臨的問題

　　隨著Internet等信息技術的飛速發展，企業可以通過網上瀏覽，即可跨越諸多設備和系統在硬件和軟件之間進行連接。客戶機只需要通過瀏覽器提供信息，連上Internet并有權訪問Web服務器，便可查閱現場有關生產信息，給維護和管理工作帶來很大的方便。但與此同時，網絡技術也使工業監控系統臨很多新的問題。

　　1安全性問題

　　傳統的自動化監控系統一般都是采用單片機采集數據后將數據傳送給計算機或者利用智能模塊直接與計算機進行通信。這種系統存在著通信速度慢、安全性差等問題。雖然tcp協議已成為工業自動化網路時代的標準，但是tcp協議在網絡應用中也存在著不安全的因素，這些不安全的因素將會直接導致企業監控系統的癱瘓。①

　　2傳輸速度與準確性問題

　　工業以太網是將以太網應用于工業控制和管理的局域網技術。以太網(Ethernet)也由于其成本低、穩定、可靠及共享資源豐富，是目前應用最廣泛的通信網絡，同時也廣泛的應用到工業監控系統當中。以太網在媒體訪問控制(MAC)中，采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)機制，各個節點采用二進制指數后退算法(BEB)處理沖突，每次等待重發的時間不確定，因此具有通信延遲不確定的缺陷。隨著經濟的發展，企業規模不斷擴大，監控系統規模和性能的提高，使數據傳播的實時性以及準確性需求更高。

　　二 網絡技術在工業監控系統中的應用

　　針對上訴提示新情況和新問題，筆者以以下幾個例子來分析網絡技術在工業監控系統中的應用，并具體分析工業監控系統所面臨的新機遇和新挑戰。

　　1 以太網技術進入控制層和設備層

　　傳統的控制系統在信息層大都采用以太網， 而在控制層和設備層則采用不同的現場總線或其他專用網絡。首先，以太網和 TCP/IP 原本不是面向控制領域的， 在體系結構、協議規則、物理介質、數據、軟件、適用環境等諸多方面與成熟的自動化解決方案(如 PLC、DCS、FCS)相比有很大差異。并且傳統以太網采用總線式拓撲結構和 CSMA/CD 在實時性要求較高的場合下， 重要數據的傳輸過程會產生傳輸延滯， 這個現象被稱為以太網的不確定性，其次，以太網所用的接插件、集線器、交換機和傳輸介質等設備不能滿足工業現場惡劣環境的要求。再次，以太網還不具備通過信號線向現場儀表供電的性能。②

　　隨著網絡技術的發展， 上述問題正在迅速得到解決，首先，以太網的通信速率一再提高，同樣的通信量，通信速率的提高意味著網絡負荷的減輕， 而減輕網絡負荷則意味著提高了確定性。其次，交換技術的快速發展已經消除了以太網應用于控制領域的障礙。交換式以太網技術使得多個網上設備之間同時進行通信時不會有沖突發生。

　　2 點對點的高速同步通信成功應用于工控機的實時同步連接

　　網絡通信應用到工業監控中，若由多臺工控機組成的監控系統將會產生多臺機數據交換和綜合的問題，此時的實時性和同步性將會欠缺。工控機對環境的適應性好，抗干擾能力強，并且采用標準模塊化設計，便于進行功能擴展和更新，因此在工業監控領域得到廣泛的應用。對于大型的工業監控系統，其需大量的插件版，而一個機箱根本無法全部將這些插件版置于一個機箱中，因此需要多個機箱。雖然個插件版分散在多個機箱中，但是他們并不是以機箱為單位二構成獨立的子系統，仍平行地沖屬于整個監控系統中。因此，從這一個角度出發，機箱之間的物理界限在邏輯上被看作室不攢在的，系統之間個插件的關系式緊耦合的，無論他們是否處于同一個機箱之內。③在這種情況下，監控系統要求機箱之間要實時同步交換數據和通信的能力，并且對處于不同機箱內的插件版可以尋址的能力。為了解決這個問題，在實踐中有通過利用點對點的高速和內存映射方法，實現了機箱總線的實時同步邏輯擴展的實例。

　　目前，插件版分布在多個機箱之中，為了能夠迅速及時地將各個插件版的數據連接起來就需要解決這兩個問題：其一，必須將各機箱用高速通道連接，其二，必須能在各個機箱的插件版內高效的尋址。通信串行化正好解決了直接利用高速并行總線的缺點，將機箱互聯的的方法就是運用網絡通訊，其具體方案是采用工業以太網或者新興的總線標準，通過他們提供足夠的通信帶寬，組網靈活方便，并且具備一定的實時數據傳輸能力。如工業以太網采用一種稱作連接裝置的類似帶有開關的集線器結構，可以解決以太網的時間確定性問題。因此，網絡信息技術在工業監控系統中的應用，可以是在原基礎的技術之上，提出新的四思路和想法，充分利用現有成熟技術，實現工控機箱總線的實時同步邏輯擴展。

　　3 opc技術在工業監控系統運用

　　計算機網絡的發展和工業監控系統規模的擴大、監控設備日益復雜、性能要求也不斷提高，而傳統的系統集成技術很難滿足現在的情況，因此網絡技術的應用，如opc 技術的出現和應用，對工業監控系統提供了技術支持。應用opc 技術后，針對某種設備只需要開發一套遵循破產的規范服務器，由該服務器與硬件進行通信以獲得現場數據，應用程序通過客戶端訪問上述服務器，進而實現和現場設備的通信。④這就解決了傳動驅動方式的控制系統存在重復開發、協議不一致、可維護性差和訪問沖突等缺點。 　　該技術應用于監控系統有以下幾個優點：首先，破產技術的應用，開發出一個靈活、即插即用的工業標準，使得最終用戶對解決反案擁有很大的尋則余地，同時還大大的減少硬件和軟件供應商的開發和維護。其次，在實時性方面，相對于傳統的動態數據交換DDE相比，傳送的數據量更大、傳輸的速率更快。最后，opc技術應用到工業監控系統中，其通過一致性的接口方式，可向各層次用戶提供信息，不但提高了系統的安全性和可靠性，也可降低系統集成的困難和成本。同時，采用opc服務模式來實現數據處理前置部分的功能，可以有效的解決數據處理部分的不規范、通信協議轉換不靈活以及各種軟件不兼容的問題。

　　三、結語

　　網絡技術在工業監控系統中的應用技術越來越嫻熟。網絡技術發展迅速，這對工業監控系既是機遇也是挑戰。面對新的網絡技術在工業監控系統的運用，需要考慮到網絡技術本身的缺陷以及監控系統的整體性和安全性，針對出現的問題進行思考和研究。雖然網絡技術在監控系統中的運用有很多有待思考和研究的問題，但是其已經影響工業監控系統的很多方面，可以預測其在工業監控系統中的前景仍非常廣闊。

　　注釋：

　　①孫大林.蔣大明.Modbus/Tcp的安全性及其在工業監控系統中的應用[J]..中國安全生產科學技術.2006.04：92-95

　　②鮑吉龍.葉平.工業監控系統的網絡化發展.[J].微計算機信息(測控自動化)[J].2006：21-23

　　③李剛.王少榮.程時杰. 一種監控系統實時數據同步交換到新方法[J]，繼電器.2004.12：51

　　④胡錦麗.基于opc技術的工業監控系統的體系結構.[J].機電技術.2006.02：15-17.

　　參考文獻：

　　[1] 李剛.王少榮.程時杰. 一種監控系統實時數據同步交換到新方法.[J].繼電器.2004.12.：51-55

　　[2] 胡錦麗.基于opc技術的工業監控系統的體系結構.[J].機電術.2006.02：15-17

　　[3] 鮑吉龍.葉平.工業監控系統的網絡化發展.[J].微計算機信息(測控自動化).2006：21-23

　　[4] 孫大林.蔣大明.Modbus/Tcp的安全性及其在工業監控系統中的應用[J]..中國安全生產科學技術.2006.04：92-95

　　作者簡介：李欣宇(1983年2月-- )，河北人，本科，就職于天津海泰工業物業管理有限公司。

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