㈠ 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。
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㈡ 工业网络是什么
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。
工业网络的特点
网络技术的产生对工业控制来说有以下优点:(1)安装布线方便;(2)模块化;(3)易于诊断;(4)自我建构;(5)企业化管理。虽然工业控制网络有这些优点,但实际上工业控制网络的进展却远不及商业网络,主要原因有二:(1)工业网络标准太多。各厂商从自身利益考虑会极力推行自己的网络标准。不同的网络协议针对特定的应用领域,因而具有各自的特点,各有其存在的环境和价值。而且新的协议还在不断产生,这样用户往往无所适从,担心一旦选用了一种协议后,会被某些厂商钳制。(2)网络化所必须增加的成本对用户来讲往往是一项沉重的负担。所以直到现在,具有网络接口的元件还很少,运动控制器也是如此。
㈢ 工业互联网有哪些特性
可以参考 SAP提出工业互联网及工业4.0前沿研究报告https://www.sap.cn/procts/supply-chain-management/instry-4-0.html,工业互联网的特性㈣ 工业控制网路和信息网络的区别有什么
AB用Ethernet IP网络。<BR>SIEMENS则是PROFINET网络,还有TCP/IP网络,<BR>请问3者有什么区别
Ethernet/IP(以太网工业协议)是主推ControlNet现场总线的Rockwell Automation公司对以太网进入自动化领域做出的积极响应。Ethernet/IP网络采用商业以太网通信芯片、物理介质和星形拓扑结构,采用以太网交换机实现各设备间的点对点连接,能同时支持10Mbps和100Mbps以太网商用产品,Ethernet/IP的协议由IEEE 802.3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议组和控制与信息协议CIP(Control Information Protocol)等3个部分组成,前面两部分为标准的以太网技术,其特色就是被称作控制和信息协议的CIP部分。Ethernet/IP为了提高设备间的互操作性,采用了ControlNet和DeviceNet控制网络中相同的CIP,CIP一方面提供实时I/O通信,一方面实现信息的对等传输,其控制部分用来实现实时I/O通信,信息部分则用来实现非实时的信息交换。
profinet:(实时以太网)基于工业以太网,具有很好的实时性,可以直接连接现场设备(使用PROFINET IO),使用组件化的设计,PROFINET支持分布的自动化控制方式(PROFINET CBA,相当于主站间的通讯).PROFINET同样是西门子SIMATIC NET中的一个协议,具体说是众多协议的集合,其中包括PROFINET IO RT, CBA RT, IO IRT等等的实时协议。
所以说PROFINET和工业以太网不能比,只能说PROFINET是工业以太网上运行的实时协议而以。不过现在常常称有些网络是PROFINET网络,那是因为这个网络上应用了PROFINET协议而已。
TCP/IP:不过对于Step7 TCP的连接可以有两种方式,一种是通过Open IE的方法,通过功能块确定Server/Client的关系来实现动态的一种连接,也可以断开这个连接。PLC对于这个连接个数同样是有限制的。另外一种就是在NetPro中建立TCP连接,当下载组态后,连接自动建立,但这个资源不能动态释放。连接一旦建立,数据就开始通讯了。不过每个包数据的大小并不是我们决定的,而是TCP的滑动窗口算法决定的。所以使用TCP协议时,速度的快慢不是我们所能把握的。
Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP三种协议的区别在协议层不同而已。取个例子,以太网就像高速公路,Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP分别像高速公路上的宝马、奔驰、奥迪车,都可以从一个城市把物品运送到另一城市。但是每个车上安装的零件无法和另一车上的零件进行更换。
Ethernt/IP属于ODVA组织,Rockwell只是其中一个推广力度比较大的公司而已。施耐德也是ODVA组织的成员,施耐德所有PLC都可以支持Ethernt/IP协议。Ethernt/IP协议是十大总线之一,和Controlnet、Devicenet一起称为CIP总线。可以实现协议间路由,但是需要Rslinx软件进行配置。通讯时需要设置RPI参数,没有任何客户端的反馈信息,因此不管现场客户端是否收到数据,数据一致由服务器不断的发,缺少相应的检测。 Profinet也是十大总线之一,由西门子主推,Profinet在很多方面比Ethernet/IP、Modbus TCP/IP要强,比如同步,安全总线等方面,也是为了保证数据的可靠性和安全性,在开放性方面较差一些。
Modbus TCP/IP由Modbus IDA组织提出,有施耐德旗下的Modicon公司主推,在目前施耐德所有PLC产品中都支持,同时也支持Ethernet/IP协议,Modbus TCP/IP是免费的、全开放协议,可以用VB等高级编程语言调用winsock控件即可实现与PLC的数据通讯,因此,很多产品都支持该协议。同时利用该协议进行通讯时,可以得到客户端的数据校验返回,因此可靠性和安全性较高,当然牺牲了数据量。
㈤ 工业网络的工业网络的特点
网络技术的产生对工业控制来说有以下优点:(1)安装布线方便;(2)模块化;(3)易于诊断;(4)自我建构;(5)企业化管理。虽然工业控制网络有这些优点,但实际上工业控制网络的进展却远不及商业网络,主要原因有二:(1)工业网络标准太多。各厂商从自身利益考虑会极力推行自己的网络标准。不同的网络协议针对特定的应用领域,因而具有各自的特点,各有其存在的环境和价值。而且新的协议还在不断产生,这样用户往往无所适从,担心一旦选用了一种协议后,会被某些厂商钳制。(2)网络化所必须增加的成本对用户来讲往往是一项沉重的负担。所以直到现在,具有网络接口的元件还很少,运动控制器也是如此。
㈥ 工业控制局域网与一般的互联网有什么不同
工控局域网有多种,一般根据通讯协议的不同来划分,常见的有485、CAN、232、422,485容量小常见的是32个地址,分主从,通讯距离1200米以内(普通双绞线),CAN容量128个地址,不分主从,通讯距离3000米,232主要是点对点通讯,2个地址,15米以内,422也是点对点通讯100米以内。工控网的通讯是有时间要求的,不允许出现过大的延迟。工控网主要用于汽车内部电气控制,工业自动化生产线控制,等其他自动化设备互联。
inernet网协议包括多种,从最底层的物理层到最高的应用层,共分7层不同的协议,最常见的就是TCP/IP协议,物理层的协议规定了电信号的规则,传输层的协议规定了一连串的电信号中哪些是包头信息,哪些是数据信息,操作系统把接受的包中的数据信息交给用户软件,用户软件根据自己的协议把数据包翻译成用户看得懂的信息。inetnet网的地址容量非常大,通过全世界各地的路由器和光纤,可以将数据传递到地球上任何地方。互联网传输时间没有强制要求,传输时间过长的包会被路由器丢弃。
总之,与通用化全球化的互联网相比,工控网是小地址容量和小数据容量的、短距离的专有专用网络。
㈦ 工业控制网络的特点
工业控制网络同时具有诸多特点。它具有实现互连设备间、系统间的信息传递与沟通的互操作性;还具有可以与世界任何地方遵守同标准的其它设备连接的系统开放性;与此同时,工业控制网络还可以与红外线、电力线、同轴电缆等很多设备合作,这就使得它可以适应不同的现场环境;还有一个明显的特点就是通信实时性,能提供相对应的实时通信,具有时间管理功能。