工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展與應用論文

　　在現(xiàn)代網(wǎng)絡信息技術條件下工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術成為現(xiàn)代工業(yè)控制的主要形式，其在工業(yè)控制中的應用與發(fā)展將會對火電廠工業(yè)控制的效果產(chǎn)生廣泛而深遠的影響，因此對工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展與應用的研究具有鮮明的現(xiàn)實意義。

　　1工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術概述

　　工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術是在現(xiàn)代網(wǎng)絡信息技術支持下形成的一種應用網(wǎng)絡技術形式，其突出的特點工業(yè)應用性，具體表現(xiàn)為感知性和控制性。與其它網(wǎng)絡技術形式相比，工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術擁有更多的傳感器設備包括安裝在控制設備內(nèi)部的運行數(shù)據(jù)傳感器和安裝在控制設備外部的運行狀態(tài)傳感器，這些傳感器能夠讓工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡的分析系統(tǒng)和操作人員形成對控制設備的全面認識，為有效控制打下堅實的信息基礎。

　　2現(xiàn)場總線技術

　　2.1實質(zhì)與優(yōu)勢

　　現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線是應用于生產(chǎn)現(xiàn)場的一種通信技術形式，這一技術的應用能夠保證生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)設備與生產(chǎn)設備之間、生產(chǎn)設備與控制裝置之間形成雙向、全時的信息通信。當前數(shù)據(jù)總線的工業(yè)控制應用主要表現(xiàn)出六個方面的功能內(nèi)容，分別是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡、現(xiàn)場設備互聯(lián)、互操作性、分散功能快、通信線供電、開放式互聯(lián)網(wǎng)絡。從現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線的這些功能來看，數(shù)據(jù)總線在工業(yè)控制中的應用表現(xiàn)出了分布式、開放性、互聯(lián)互通的特點，而這種特點正是傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)存在的主要問題。相對于DCS系統(tǒng)而言FCS系統(tǒng)采用一對多雙向傳輸信號，這種多通道的數(shù)字信號傳播形式，具有信號傳遞精度高、可靠性強的特點，能夠保證生產(chǎn)設備和生產(chǎn)設備之間、生產(chǎn)設備與控制裝置之間的安全通信，使得生產(chǎn)設備始終處在控制裝置的監(jiān)督與控制之下，確保工業(yè)控制的功能充分落實。

　　2.2存在問題

　　因為現(xiàn)場總線技術本身的技術門檻較高對設計和現(xiàn)場集成人員的理論知識和技術基礎要求較高，造成了調(diào)試和運行維護的實際困難。從應用角度看數(shù)據(jù)總線的成本優(yōu)勢主要體現(xiàn)在規(guī)模效應上，在生產(chǎn)活動中的大規(guī)模應用能夠有效降低其單位現(xiàn)場總線的成本。而且大規(guī)模應用附帶的自我診斷和自我校正系統(tǒng)能夠降低生產(chǎn)設備的運維費用是現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線成本優(yōu)勢的主要內(nèi)容。但是當前我國的現(xiàn)場總線應用普遍規(guī)模較小，規(guī)模效益不明顯，建設成本較高，而且小規(guī)模應用通常會將自我診斷、自我校正功能剔除，其節(jié)能效果更加不明顯。

　　3以太網(wǎng)

　　3.1以太網(wǎng)的應用優(yōu)勢

　　3.1.1兼容性好，技術支持廣泛

　　基于TCP/IP形成的以太網(wǎng)是一種典型的開放式局域網(wǎng)形式，能夠兼容當前工業(yè)企業(yè)應用的眾多技術形式，確保生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)設備之間、辦公系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，這種兼容形式為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡信息技術改造提供了一體化支持。

　　3.1.2與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通

　　以太網(wǎng)本身是一種應用型的局域網(wǎng)絡形式，相較于其它工業(yè)控制網(wǎng)絡技術形式其余互聯(lián)網(wǎng)之間的信息交互更加便利，只要有適當?shù)木W(wǎng)絡協(xié)議支持，以太網(wǎng)就能借助互聯(lián)網(wǎng)將服務功能無限延伸。

　　3.1.3應用成本較低

　　當前以太網(wǎng)在工業(yè)控制領域的應用極為廣泛，無論是硬件營銷商還是軟件的營銷、維護商家都極多、運維技術較為成熟，規(guī)模效益的影響導致以太網(wǎng)在實際的工業(yè)控制應用中的成本較低。

　　3.2存在問題

　　當前工業(yè)企業(yè)尤其是火力發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)活動，對工業(yè)控制的實時性和可靠性有極高的要求。但是以太網(wǎng)采用的是帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議，并以二進制指數(shù)退避算法為主要算法，其在運行過程中不可避免的會產(chǎn)生信息延遲問題，這為以太網(wǎng)的工業(yè)控制應用埋下了隱患。同時現(xiàn)代火電企業(yè)運行環(huán)境較為惡劣，需要工業(yè)控制系統(tǒng)擁有抗沖擊、耐振動、耐腐蝕的性能，但是以太網(wǎng)在這些惡劣環(huán)境下的表現(xiàn)并不優(yōu)秀。

　　3.3工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展

　　針對工業(yè)控制應用中存在的這些問題，近年來以太網(wǎng)進行了一系列的技術創(chuàng)新，主要針對的問題就是信息傳輸?shù)膶崟r性問題，開發(fā)形成了交換式以太網(wǎng)技術、高速以太網(wǎng)技術等新型以太網(wǎng)技術形式，極大提升了以太網(wǎng)的在信息傳輸實時性上的性能。其中交換式以太網(wǎng)的主要技術突破是采用以了以太網(wǎng)交換機，將整個信息網(wǎng)絡分為若干個階段，交換機在各個關鍵環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)服務，提升了網(wǎng)絡信道的通暢性和數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膶崟r性。

　　4嵌入式Internet技術

　　嵌入式Internet技術是當前工業(yè)控制技術中的前沿技術形式，本質(zhì)上是嵌入式系統(tǒng)與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)形成的綜合控制技術，當前嵌入式系統(tǒng)與Internet的連接并不存在技術困難。嵌入式系統(tǒng)只需要借助以太網(wǎng)或者其他網(wǎng)絡連接形式就可以實現(xiàn)與Internet的連接，關鍵問題在于Internet廣泛應用的TCP/IP通信協(xié)議對嵌入式系統(tǒng)的要求較高，普通的單片機無法滿足Internet的連接控制要求，而其他的嵌入式系統(tǒng)的成本又過高。對這一問題的有效解決將會打破嵌入式Internet技術發(fā)展的僵局，讓嵌入式Internet技術更加廣泛的應用到工業(yè)控制領域。

　　5結論

　　計算機網(wǎng)絡技術是現(xiàn)代工業(yè)控制的重要形式，將會對工業(yè)控制領域產(chǎn)生深遠的影響，可以說計算機網(wǎng)絡技術的應用發(fā)展質(zhì)量和應用發(fā)展效率會直接影響到工業(yè)控制的質(zhì)量和效率，因此對工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展與應用的研究具有鮮明的現(xiàn)實意義。本文從工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術、現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)和嵌入式Internet技術四個角度對這一問題進行了簡要分析，以期為工業(yè)控制計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展與應用水平提升提供支持和借鑒。

　　參考文獻

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