工业控制网络典型通信解决方案 返回列表页

一、工业控制网络通信技术的发展趋势

　　工业控制经历了早期单一设备简单的I/O，后来增加模拟量的采集和逻辑控制功能，接着20世纪80年代中期产生的现场总线，将智能现场设备和自动化系统以全数字式、双向传输、多分支结构的通信控制网络连接，使工业控制系统向分散化、网络化和智能化发展成为可能，使工业控制系统的体系结构和功能结构产生重大变革。

标准化、开放性是控制系统通信网络的发展趋势！

　　 现场总线国际标准IEC61158经过十多年的争论和斗争后，放弃了其制定单一现场总线标准的初衷，最终发布了包括十余种总线的国际标准，如PROFIBUS、ControllerLink、FF、WorldFIP、Interbus、DeviceNet等。这说明各大总线各具特点、不可互相替代的局面得到世界工控界的认可。

　　与之相对应，传统意义上的以太网优点在于已有巨大的网络基础和长期的经验知识，同时以太网具有性价比较高、初始成本和运营成本均较低、扩展性好、容易安装开通以及高可靠性等特点。

　　特别是近些年以太网技术已有重要变化和突破（完善的LAN交换，星形、环形乃至混合网络布线,大容量MAC地址存储等），与传统的以太网相比，其面貌已大为改观，从共享媒质转向了枢纽或星型结构并采用LAN交换后，实现了计算机间的信息隔离。更重要的是使以太网从此转向全双工传输,消除了链路带宽的竞争和潜在的碰撞机会。加上以太网通信速率的大幅提高，大大消除了以太网通信的不确定性，提高了以太网通信的实时性和QoS。特别是实时工业以太网的出现，进一步保证了网络的传输性能。由于采用专用的无碰撞全双工光纤连接,还可以使以太网的传输距离大为扩展。同时工业自动化系统向分布式、智能化的实时控制方面发展，使通信成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。

　　长期以来，由于现场总线争论不休，互通与互操作问题很难解决，于是现场总线开始转向以太网！这得益于近些年，随着工业以太网的快速发展和关键技术的突破，使得工业自动化领域控制级以上的通信网络正在统一到工业以太网，并正在向下逐渐延伸。在工业控制领域，出现了现场总线在转向工业以太网的同时，又将现场总线之争让路给工业以太网的局面。

企业网络层次

　　从上述企业网络层次可以看出，通过现场层和过程控制层的工业以太网，可以与管理层和企业信息层的办公以太网无缝连接，从而大大简化了整个网络构建，真正实现了企业的信息共享！当然出于网络及信息安全的考虑，可以通过VLAN划分，地址绑定，用户访问安全控制，数据加密，甚至增加防火墙等方法来保障。

　　现场总线与工业以太网络技术是现代自动控制技术和信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，同时也是信息化带动工业化的重点方向!

二、典型通信解决方案

　　工业控制网络，特别是现场层及过程控制层通讯的实现方式，根据应用领域及实际条件的不同，会有较大差别。首先是多种现场总线的应用，其次是不同传输方式的实现。对于后者，目前合理的方式是以光纤通信为主，特殊情况下辅以无线、双绞线等形式。