工業(yè)以太網(wǎng)在現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的新一輪自動(dòng)化**
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工業(yè)以太網(wǎng)目前在工業(yè)行業(yè)里已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但大多是用在信息管理層，以太網(wǎng)在現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上要想大規(guī)模得到應(yīng)用一是要克服用戶(hù)的一些心理障礙，一是各家供應(yīng)商要齊心協(xié)力去推廣這種新技術(shù)，技術(shù)要發(fā)展，以太網(wǎng)能否用到現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將會(huì)引起新一輪的自動(dòng)化**.
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域成熟的通訊技術(shù)，為廣大的自動(dòng)化工程師所接受和掌握，在未來(lái)數(shù)年在市場(chǎng)上保持主流的地位，在工業(yè)控制領(lǐng)域用戶(hù)面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，在項(xiàng)目建設(shè)階段降低固定資產(chǎn)的投資，這是它成長(zhǎng)的**動(dòng)力，即企業(yè)追求利潤(rùn)，追求利潤(rùn)就是企業(yè)要如何降低成本，包括兩方面，一是項(xiàng)目建設(shè)期間，再一是運(yùn)行維護(hù)階段.現(xiàn)場(chǎng)總線*大的利益體現(xiàn)在生產(chǎn)裝置投運(yùn)之后長(zhǎng)期的維護(hù)和運(yùn)行中，這方面還需積累經(jīng)驗(yàn)不斷改進(jìn)，這還有很長(zhǎng)的路要走.
以太網(wǎng)運(yùn)用在工業(yè)領(lǐng)域中出現(xiàn)的間題目前也正在逐步得到解決:
優(yōu)點(diǎn):經(jīng)過(guò)數(shù)年的運(yùn)用，之前用戶(hù)所擔(dān)心的可能出現(xiàn)的間題大多已經(jīng)被解訣或者被證實(shí)這些憂(yōu)慮是多余的，而工業(yè)以太網(wǎng)的諸多優(yōu)點(diǎn)也顯現(xiàn)出來(lái)，尤其是使用方便簡(jiǎn)潔.
基礎(chǔ):越來(lái)越多的自動(dòng)化系統(tǒng)工程師·S,S接受并掌握了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，用戶(hù)基礎(chǔ)快諫增加.
成本:隨著用戶(hù)數(shù)量的增加，系統(tǒng)構(gòu)成成本也有所降低.
產(chǎn)品:廠商推出了越來(lái)越多的支持工業(yè)以太網(wǎng)的硬件產(chǎn)品，使用戶(hù)有了更多的選擇.由于以太網(wǎng)具有應(yīng)用廣泛、價(jià)格低廉、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應(yīng)用，并呈現(xiàn)向下延伸直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的趨勢(shì).未來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之if}的互加和信息集成發(fā)揮越來(lái)越重要的作用.
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
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(guó)際電工委員會(huì)IEC正著手起草實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(Real-timeEthernet,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**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(yáng)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(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，開(kāi)展了EPA(EthernetforPlantAutomation)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(guò)研究和攻關(guān)，取得了以下成果：
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(guò)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)：
①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(guò)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。
②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(wèn)題。
③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(wèn)題。
④網(wǎng)絡(luò)**技術(shù)
采用控制區(qū)域微網(wǎng)段化，各控制區(qū)域通過(guò)具有網(wǎng)絡(luò)隔離和**過(guò)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。
⑤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(guó)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(kāi)發(fā)和應(yīng)用）為使用對(duì)象，基于以太網(wǎng)、無(wú)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(guò)了由TC124組織的技術(shù)評(píng)審。
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