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工业控制网络系统它具有哪些特点

发布时间:2022-11-14 05:06:59

❶ 什么是工业控制

工业控制系统是对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。

这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来,从而拓展了工业控制领域的发展空间,带来新的发展机遇。

随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展,传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革,开始向网络化方向发展。

控制系统的结构从最初的CCS(计算机集中控制系统),到第二代的DCS(分散控制系统),发展到现在流行的FCS(现场总线控制系统)。

计算机及网络技术与控制系统的发展有着紧密的联系。最早在50年代中后期,计算机就已经被应用到控制系统中。60年代初,出现了由计算机完全替代模拟控制的控制系统,被称为直接数字控制(DirectDigitalControl,DDC)。

70年代中期,随着微处理器的出现,计算机控制系统进入一个新的快速发展的时期,1975年世界上第一套以微处理为基础的分散式计算机控制系统问世,它以多台微处理器共同分散控制,并通过数据通信网络实现集中管理,被称为集散控制系统(DistributedControlSystem,DCS)。

进入80年代以后,人们利用微处理器和一些外围电路构成了数字式仪表以取代模拟仪表,这种DDC的控制方式提高了系统的控制精度和控制的灵活性,而且在多回路的巡回采样及控制中具有传统模拟仪表无法比拟的性能价格比。

80年代中后期,随着工业系统的日益复杂,控制回路的进一步增多,单一的DDC控制系统已经不能满足现场的生产控制要求和生产工作的管理要求,同时中小型计算机和微机的性能价格比有了很大提高。于是,由中小型计算机和微机共同作用的分层控制系统得到大量应用。

❷ 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。

❸ 工业以太网在网络化控制中有何优缺点

用于工业环境的以太网就是工业以太网。复制的工业环境对设备、网络环境要求更高,更高可靠性、安全等等。工业以太网将专用协议与以太网结合使用。100 Mbps是工业以太网应用中最常用的速度,但它的传输速率范围可以从10 Mbps到1 Gbps。
1.交换技术
共享局域网被有效地划分为冲突域。交换机用于连接各个领域,以减少冲突问题和错误传递。这可以最大限度地避免冲突,提高系统的确定性。

2.高速以太网
冲突的发生与负载有关。负载越大,冲突的可能性就越大。提高以太网的通信速度可以降低网络负载。

3.IEEE1588时间同步机制
IEEE1588定义了一种协议(PTP),用于精确同步与测量和控制网络中的对象的网络通信、本地计算和分布相关的时钟。该协议特别适用于基于以太网的技术,精度可以达到微秒级。

❹ 工业控制系统最重要的特性是什么

工业控制系统最重要的是稳定性,和实时性,最好要有实时闭环。。

❺ 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

1、安全

安全是工业互联网平台的核心,既要保护所有的物联网端点免受外部网络攻击,又要应对源自组织内部的潜在恶意活动。

2、连接性

必须快速安全地配置每个工业物联网设备,并管理其生命周期的所有阶段,包括在按需配置、注册、激活、挂起、未挂起、删除和重置设备时对其进行跟踪与授权。

3、集成

集成是工业互联网面临的最大挑战之一。工业互联网平台允许物联网设备无缝而安全地与不同的企业应用软件、云服务、移动APP和传统系统连接并共享信息。

4、识别

工业互联网平台能够为最广泛的物联网设备提供支持。无论在工业物联网架构中的任何地方,都能够自动感知物联网设备的存在,以建立安全连接,并可以快速地建立设备凭证,或在需要时将其自动分配。

5、分析

物联网设备极大地增加了组织内的数据量,工业物联网分析应该是工业互联网平台最强大的功能之一。它能够将工业物联网数据进行适当的可视化和分析,并从中提出切实可行的见解,用于改进数据驱动型决策。

工业互联网不单是实现平台之间数据的交换和集成,还要进一步实现平台之间业务流程的集成。SAP思爱普在国内推出的RISE with SAP,正是这样一个业务流程智能化工具,以帮助企业平台之间做流程集成。

❻ 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。

❼ 工控机一般用什么操作系统各有什么特点呢

工控机使用的操作系统有linux以及windows。

使用windows的特点,Windows的应用,更多的技术人员的应用和软件开发,使PC机的软件极为丰富。PC机功能已经很强,CAD/CAM的软件已大量由小型机,工作站向PC机移植,三维图形显示工艺数据已经在PC机上建立。

linux的特点,是没有友好的图形界面,但是系统稳定性、安全性都高于Windows系统。


(7)工业控制网络系统它具有哪些特点扩展阅读

工业控制软件系统主要包括系统软件、工控应用软件和应用软件开发环境等三大部分。其中系统软件是其它两者的基础核心,因而影响系统软件设计的开发质量。工控应用软件主要是根据用户工业控制和管理的需求而生成的,因此具有专用性。

开放性有助于各种系统的互连、兼容,它有利于设计、建立和应用为一体(集体)的工业思路形成与实现。为了使系统工具良好的开放性,必须选择开放式的体系结构、工业软件和软件环境,这已引起工控界人士的极大关注。

工业生产过程的主要特性之一就是实时性,因此相应地要求工控软件系统应具有较强的实时性。

❽ 工业控制网络的概述

丛书名:21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材
在现场总线技术的基础上发展了工业控制网络,它是用具有数字通信能力并能大量分散在生产现场的测量控制仪表作为网络节点而构成的。工业网络具有很高的公开性,对于通信协议的要求也很高。它的运作主要是把现场的设备之间的信息可以自由交流,在这样就更容易完成控制系统的任务,完成速度更快,与工业控制网络相比,现场总线就不能很好地完成这个任务。

❾ 工业以太网的技术特点

工业以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点,已成为最受欢迎的通信网络之一。近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。以太网技术引入工业控制领域,其技术优势非常明显:
(一)Ethernet是全开放、全数字化的网络,遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。
(二)以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接,形成企业级管控一体化的全开放网络。
(三)软硬件成本低廉,由于以太网技术已经非常成熟,支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
(四)通信速率高,随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高,对信息量的需求也越来越大,有时甚至需要音频、视频数据的传输,当前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用,千兆以太网技术也逐渐成熟,10G以太网也正在研究,其速率比现场总线快很多。
(五)可持续发展潜力大,在这信息瞬息万变的时代,企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络,信息技术与通信技术的发展将更加迅速,也更加成熟,由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。

❿ 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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