工业控制计算机网络技术发展与应用论文

  在现代网络信息技术条件下工业控制计算机网络技术成为现代工业控制的主要形式,其在工业控制中的应用与发展将会对火电厂工业控制的效果产生广泛而深远的影响,因此对工业控制计算机网络技术发展与应用的研究具有鲜明的现实意义。

  1工业控制计算机网络技术概述

  工业控制计算机网络技术是在现代网络信息技术支持下形成的一种应用网络技术形式,其突出的特点工业应用性,具体表现为感知性和控制性。与其它网络技术形式相比,工业控制计算机网络技术拥有更多的传感器设备包括安装在控制设备内部的运行数据传感器和安装在控制设备外部的运行状态传感器,这些传感器能够让工业控制计算机网络的分析系统和操作人员形成对控制设备的全面认识,为有效控制打下坚实的信息基础。

  2现场总线技术

  2.1实质与优势

  现场数据总线是应用于生产现场的一种通信技术形式,这一技术的应用能够保证生产现场生产设备与生产设备之间、生产设备与控制装置之间形成双向、全时的信息通信。当前数据总线的工业控制应用主要表现出六个方面的功能内容,分别是现场通信网络、现场设备互联、互操作性、分散功能快、通信线供电、开放式互联网络。从现场数据总线的这些功能来看,数据总线在工业控制中的应用表现出了分布式、开放性、互联互通的特点,而这种特点正是传统DCS系统存在的主要问题。相对于DCS系统而言FCS系统采用一对多双向传输信号,这种多通道的数字信号传播形式,具有信号传递精度高、可靠性强的特点,能够保证生产设备和生产设备之间、生产设备与控制装置之间的安全通信,使得生产设备始终处在控制装置的监督与控制之下,确保工业控制的功能充分落实。

  2.2存在问题

  因为现场总线技术本身的技术门槛较高对设计和现场集成人员的理论知识和技术基础要求较高,造成了调试和运行维护的实际困难。从应用角度看数据总线的成本优势主要体现在规模效应上,在生产活动中的大规模应用能够有效降低其单位现场总线的成本。而且大规模应用附带的自我诊断和自我校正系统能够降低生产设备的运维费用是现场数据总线成本优势的主要内容。但是当前我国的现场总线应用普遍规模较小,规模效益不明显,建设成本较高,而且小规模应用通常会将自我诊断、自我校正功能剔除,其节能效果更加不明显。

  3以太网

  3.1以太网的应用优势

  3.1.1兼容性好,技术支持广泛

  基于TCP/IP形成的以太网是一种典型的开放式局域网形式,能够兼容当前工业企业应用的众多技术形式,确保生产企业生产设备之间、办公系统与工业控制系统之间的互联互通,这种兼容形式为现代工业企业的工业控制计算机网络信息技术改造提供了一体化支持。

  3.1.2与互联网的互联互通

  以太网本身是一种应用型的局域网络形式,相较于其它工业控制网络技术形式其余互联网之间的信息交互更加便利,只要有适当的网络协议支持,以太网就能借助互联网将服务功能无限延伸。

  3.1.3应用成本较低

  当前以太网在工业控制领域的应用极为广泛,无论是硬件营销商还是软件的营销、维护商家都极多、运维技术较为成熟,规模效益的影响导致以太网在实际的工业控制应用中的成本较低。

  3.2存在问题

  当前工业企业尤其是火力发电企业的生产活动,对工业控制的实时性和可靠性有极高的要求。但是以太网采用的是带冲突检测的载波侦听多路访问协议,并以二进制指数退避算法为主要算法,其在运行过程中不可避免的会产生信息延迟问题,这为以太网的工业控制应用埋下了隐患。同时现代火电企业运行环境较为恶劣,需要工业控制系统拥有抗冲击、耐振动、耐腐蚀的性能,但是以太网在这些恶劣环境下的表现并不优秀。

  3.3工业以太网技术的发展

  针对工业控制应用中存在的这些问题,近年来以太网进行了一系列的技术创新,主要针对的问题就是信息传输的实时性问题,开发形成了交换式以太网技术、高速以太网技术等新型以太网技术形式,极大提升了以太网的在信息传输实时性上的性能。其中交换式以太网的主要技术突破是采用以了以太网交换机,将整个信息网络分为若干个阶段,交换机在各个关键环节提供数据存储和转发服务,提升了网络信道的通畅性和数据信息传输的实时性。

  4嵌入式Internet技术

  嵌入式Internet技术是当前工业控制技术中的前沿技术形式,本质上是嵌入式系统与现代互联网形成的综合控制技术,当前嵌入式系统与Internet的连接并不存在技术困难。嵌入式系统只需要借助以太网或者其他网络连接形式就可以实现与Internet的连接,关键问题在于Internet广泛应用的TCP/IP通信协议对嵌入式系统的要求较高,普通的单片机无法满足Internet的连接控制要求,而其他的嵌入式系统的成本又过高。对这一问题的有效解决将会打破嵌入式Internet技术发展的僵局,让嵌入式Internet技术更加广泛的应用到工业控制领域。

  5结论

  计算机网络技术是现代工业控制的重要形式,将会对工业控制领域产生深远的影响,可以说计算机网络技术的应用发展质量和应用发展效率会直接影响到工业控制的质量和效率,因此对工业控制计算机网络技术发展与应用的研究具有鲜明的现实意义。本文从工业控制计算机网络技术、现场总线、以太网和嵌入式Internet技术四个角度对这一问题进行了简要分析,以期为工业控制计算机网络技术发展与应用水平提升提供支持和借鉴。

  参考文献

  [1]段明祥.工业控制计算机技术的发展与国内产业发展概况[J].自动化博览,2001(06):3-10.

  [2]陈建.西门子工业控制网络技术研究与应用[D].南京理工大学,2005.

  [3]刘鑫,杨孟飞.”十一五”期间工业控制计算机技术发展探讨[J].自动化博览,2007(03):14-18.

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