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工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信已成大勢(shì)所趨

ainet.cn   2008年10月10日
      隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術(shù)的發(fā)展,為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ),從而消除了以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的主要障礙,為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能。為此,國際電工委員會(huì)IEC正著手起草實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(Real-time EtherNet RTE)標(biāo)準(zhǔn),旨在推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用。針對(duì)這種形勢(shì),以浙江大學(xué)、浙大中控、中科院沈陽自動(dòng)化研究所、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、重慶郵電學(xué)院等單位,在國家“863”計(jì)劃的支持下,開展了EPA(EtherNet for Plant Automation)技術(shù)的研究,重點(diǎn)是研究以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù),通過研究和攻關(guān),取得了以下成果:

(1)以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破。
  針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)信息短、周期性較強(qiáng)等特點(diǎn)和要求,經(jīng)過認(rèn)真細(xì)致的調(diào)研和分析,采用以下技術(shù)基本解決了以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù):
 ?、?實(shí)時(shí)通信技術(shù)
  其中采用以太網(wǎng)交換技術(shù)、全雙工通信、流量控制等技術(shù),以及確定性數(shù)據(jù)通信調(diào)度控制策略、簡(jiǎn)化通信棧軟件層次、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)微網(wǎng)段化等針對(duì)工業(yè)過程控制的通信實(shí)時(shí)性措施,解決了以太網(wǎng)通信的實(shí)時(shí)性。
 ?、?總線供電技術(shù)
  采用直流電源耦合、電源冗余管理等技術(shù),設(shè)計(jì)了能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)供電或總線供電的以太網(wǎng)集線器,解決了以太網(wǎng)總線的供電問題。
 ?、?遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)
  采用網(wǎng)絡(luò)分層、控制區(qū)域微網(wǎng)段化、網(wǎng)絡(luò)超小時(shí)滯中繼以及光纖等技術(shù)解決以太網(wǎng)的遠(yuǎn)距離傳輸問題。
 ?、?網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
  采用控制區(qū)域微網(wǎng)段化,各控制區(qū)域通過具有網(wǎng)絡(luò)隔離和安全過濾的現(xiàn)場(chǎng)控制器與系統(tǒng)主干相連,實(shí)現(xiàn)各控制區(qū)域與其他區(qū)域之間的邏輯上的網(wǎng)絡(luò)隔離。
 ?、?可靠性技術(shù)
  采用分散結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、EMC設(shè)計(jì)、冗余、自診斷等可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)等,提高基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可靠性,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室EMC測(cè)試,設(shè)備可靠性符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制要求。

(2)起草了EPA國家標(biāo)準(zhǔn)。
  以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信為目標(biāo),以工業(yè)控制工程師(包括開發(fā)和應(yīng)用)為使用對(duì)象,基于以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙技術(shù)+TCP/IP協(xié)議,起草了“用于工業(yè)測(cè)量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo)準(zhǔn)”(草案),并通過了由TC124組織的技術(shù)評(píng)審。

(3)開發(fā)基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制設(shè)備及相關(guān)軟件原型樣機(jī),并在化工生產(chǎn)裝置上成功應(yīng)用。針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用的特點(diǎn),通過采用軟、硬件抗干擾、EMC設(shè)計(jì)措施,開發(fā)出了基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備,主要包括:基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信模塊、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集器、軟PLC等成果等。

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù) 應(yīng)用于 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間 通信 大勢(shì)所趨 我要反饋 
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