以太网 在工业控制中的应用综述.docVIP

技师专业论文 题目：以太网在工业控制中的应用综述 姓 名： 萧蔷 职 业： 维修电工 身份证号： 鉴定等级： 高级技师 单 位：中国北车长春轨道客车股份有限公司 二○一○年五月十二日 以太网在工业控制中的应用综述 内容摘要： 本文分析了以太网在工业控制中存在的一些问题，并相应的提出一些实际的解决方法，同时分析工业以太网的发展前景。 关键词: 工业以太网 控制系统 现场总线 通信网络 目录 引言..........................................................3 一、现场总线中应用的问题......................................4 二.以太网.....................................................6 三.以太网应用于控制时存在的问题...............................7 四．提高以太网实用性的方法....................................8 五．结语......................................................11 参考文献......................................................11 引言在工业生产中，随着生产规模的扩大和复杂程度的提高，实际应用对控制系统的要求越来越高。进入90年代，具有数字化的通信方式、全分散的系统结构、开放的互联网络、多种传输媒介和拓扑结构、高度的环境适应性等特点的现场总线（Fieldbus）技术迅速崛起并趋向成熟，控制功能全面转入现场智能仪表，而在此基础上形成的新的现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表等多种技术手段，从根本上突破了传统的“点对点”式的模拟信号或数字—模拟信号控制的局限性，构成一种全分散、全数字化、智能化、双向、互连、多变量、多接点的通信与控制系统。 一 现场总线应用中的问题1.1 标准问题现场总线控制系统在实际应用中还存在一些问题有待解决，其中最突出的问题就是缺少统一的标准。2000年初IEC公布的IEC61158国际标准，产生了H1（FF）、ControlNet、Profibus、P-Net、HSE（FF）、SwiftNet、WorldFIP、Interbus等８种IEC现场总线国际标准子集。IEC现场总线国际标准制定的结局表明，在相当长的一段时期内，将出现多种现场总线并存的局面，并导致控制网段的系统集成与信息集成面临困难。8种类型的现场总线采用不同的通信协议，要实现这些总线的相互兼容和互操作几乎是不可能的。每种现场总线都有自己最合适的应用领域，如何在实际中根据应用对象，将不同层次的现场总线组合使用，使系统的各部分都选择最合适的现场总线，对用户来说，仍然是比较棘手的问题。 1.2 系统的集成问题在实际应用中，一个大的系统很可能采用多种的现场总线，特别是中国那些高速成长的终端用户，在企业的不同发展阶段和国际范围的跨国制造装备采购几乎不可能统一技术前沿的现场总线。如何把企业的工业控制网络与管理层的数据网络进行无缝地集成，从而使整个企业实现管控一体化，显得十分关键。 1.3 存在技术瓶颈现场总线在应用中还存在一些技术瓶颈问题，主要表现在以下几个方面。（1） 当总线电缆断开时，整个系统有可能瘫痪。用户希望这时系统的效能可以降低，但不能崩溃，这一点目前许多现场总线不能保证。（2） 本安防爆理论的制约。现有的防爆规定限制总线的长度和总线上负载的数量。这就是限制了现场总线节省电缆优点的发挥。（3） 系统组态参数过分复杂。现场总线的组态参数很多，不容易掌握，但组态参数设定得好坏，对系统性能影响很大。 因此，采用一种统一的现场总线标准对于现场总线技术的发展具有特别重要的意义。 二 以太网 以太网是使用TCP/IP协议的, 在现场总线协议当中，为了提高传输效率，一般只定义七曾协议中的物理层、数据链层和应用层。为与以太网融合，通常在数据包前加入IP地址，并通过TCP来进行数据传输。以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、光纤等，其最大优点是简单，经济实用，易为人们所掌握，所以深受广大用户欢迎。与现场总线相比，以太网具有以下几个方面的优点: （1） 兼容性好，有广泛的技术支持基于TCP/IP的以太网是一种标准的开放式网络，适合于解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作的问题，能实现办公自动化网络与工业控制网