现场总线专题贴四：《工业以太网基础》讲义 点击：7202 | 回复：124
内容简介
网络技术的迅速发展引发了自动控制领域的深刻技术变革，工业以太网技术作为控制网络技术的代表，是现代自动控制技术与信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，也是信息化带动工业化的重点方向。目前网络控制技术正从传统的控制网络技术——现场总线向现代控制网络技术——工业以太网技术的方向发展【1】。
1．绪论
1.1 工业控制网络的特点【1】
工业控制网络直接面向生产过程和控制，传输测量和控制信息，并对生产过程进行监视和控制。较之信息网络有如下区别：
1. 传输信息的特征：工业控制网络，短帧信息、长度小、交换频繁、周期性信息多，非周期性信息少；信息网络：信息长度大、交换不频繁、非周期性信息多，周期性信息少
2. 信息流向的方向性和顺序性：工业控制网络，方向性明显，有一定的顺序性；信息网络，方向性、顺序性不明显
3. 响应时间：过程控制网0.01~0.5s，制造自动化网0.5~1.0s；信息网络2.2~6.0s
4. 通信方式：工业控制网络，广播或组播；信息网络，点对点
5. 本安防爆性能：工业控制网络，要求本安防爆；信息网络，不要求
6. 对环境的要求：工业控制网络，良好的适应性；信息网络，适应性要求不高
7. 兼容性：工业控制网络，解决协议一致性和互操作性问题；信息网络，解决协议一致性
1. 系统的开放性与分散性
在功能上集中管理，分散控制；在结构上横向分散，纵向分级。
开放的控制网络协议
2. 系统响应的实时性
工业控制网络是与现场测量控制设备相连接的一类特殊通信网络，控制网络中数据传输的及时性与系统响应的实时性是控制系统的基本要求。
所谓实时性是在网络通信过程中能在线实时采集过程的参数，实时对系统信息进行加工处理，并迅速反馈给系统完成过程控制，满足过程控制对时间限制的要求。同时要求网络通信任务的行为在时间上可以预测确定。实时性表现在对外部和内部事件能及时的响应，并做出相应的处理，不丢失信息，不延误操作。
工业控制网络处理的事件分两类：定时事件，如数据采集、运算控制，系统设置时钟定时处理；随机事件，如事故、报警，系统设置中断，根据中断级别处理。
3. 网络产品要具有互操作性
对于同一类型协议的不同制造商产品可以混合组态，构建成一个开放系统，使其具有互操作性。即：不同厂家的设备能够实现控制功能上的相互连接与操作。
4. 要求极高的可靠性
通常包括三方面内容：
（1）可使用性好，网络自身不易发生故障。提高设备质量，提高网络传输质量。
（2）容错能力强。增加冗余单元。
（3）可维护性高。一是采取安全性措施，二是自诊断和定位能力。
5. 需要良好的恶劣环境适应能力
工业控制网络强调恶劣环境下数据传输的完整性，可靠性。
6. 必须具备严格的网络安全性
信息本身的保密性，完整性，鉴别性以及信息来源和去向的可靠性
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