网络技术对工业监控系统的影响

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1、网络技术对工业监控系统的影响　　摘要：网络技术的飞速发展，为工业监控系统提供了强有力的技术支持，也提出了新挑战，带来了新机遇。工业监控系统对工业生产的安全保障起着至关重要的作用，本文通过对网络技术在工业监控系统中的应用进行分析，以探讨网络技术对工业监控的影响。　　关键词：网络技术；工业监控系统；影响　　工业生产中有很多重要的设备，基于对这些设备的安全性考虑，需要对设备进行检测，因此，工业监控系统对工业生产的安全保障起着重要的作用。目前，工业监控系统经过近30年的发展，从模拟信号传输的控制系统DCS到数字化、智能化、全

2、分散的现场总线系统，让工业自动化进行了一场深层次的改革。在改革的过程中，网络技术对工业监控起着重要的作用。　　一、网络技术应用下工业监控面临的问题　　随着Internet等信息技术的飞速发展，企业可以通过网上浏览，即可跨越诸多设备和系统在硬件和软件之间进行连接。客户机只需要通过浏览器提供信息，连上Internet并有权访问Web服务器，便可查阅现场有关生产信息，给维护和管理工作带来很大的方便。但与此同时，网络技术也使工业监控系统临很多新的问题。　　1安全性问题6　　传统的自动化监控系统一般都是采用单片机采集数据后将数

3、据传送给计算机或者利用智能模块直接与计算机进行通信。这种系统存在着通信速度慢、安全性差等问题。虽然tcp协议已成为工业自动化网路时代的标准，但是tcp协议在网络应用中也存在着不安全的因素，这些不安全的因素将会直接导致企业监控系统的瘫痪。①　　2传输速度与准确性问题　　工业以太网是将以太网应用于工业控制和管理的局域网技术。以太网（Ethernet）也由于其成本低、稳定、可靠及共享资源丰富，是目前应用最广泛的通信网络，同时也广泛的应用到工业监控系统当中。以太网在媒体访问控制（MAC）中，采用带冲突检测的载波侦听多路访问（

4、CSMA/CD）机制，各个节点采用二进制指数后退算法（BEB）处理冲突，每次等待重发的时间不确定，因此具有通信延迟不确定的缺陷。随着经济的发展，企业规模不断扩大，监控系统规模和性能的提高，使数据传播的实时性以及准确性需求更高。　　二网络技术在工业监控系统中的应用　　针对上诉提示新情况和新问题，笔者以以下几个例子来分析网络技术在工业监控系统中的应用，并具体分析工业监控系统所面临的新机遇和新挑战。　　1以太网技术进入控制层和设备层　　传统的控制系统在信息层大都采用以太网，而在控制层和设备层则采用不同的现场总线或其他专用网

5、络。首先，以太网和TCP/IP原本不是面向控制领域的，在体系结构、协议规则、物理介质、数据、软件、适用环境等诸多方面与成熟的自动化解决方案（如6PLC、DCS、FCS）相比有很大差异。并且传统以太网采用总线式拓扑结构和CSMA/CD在实时性要求较高的场合下，重要数据的传输过程会产生传输延滞，这个现象被称为以太网的不确定性，其次，以太网所用的接插件、集线器、交换机和传输介质等设备不能满足工业现场恶劣环境的要求。再次，以太网还不具备通过信号线向现场仪表供电的性能。②　　随着网络技术的发展，上述问题正在迅速得到解决，首先，

6、以太网的通信速率一再提高，同样的通信量，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻，而减轻网络负荷则意味着提高了确定性。其次，交换技术的快速发展已经消除了以太网应用于控制领域的障碍。交换式以太网技术使得多个网上设备之间同时进行通信时不会有冲突发生。　　2点对点的高速同步通信成功应用于工控机的实时同步连接　　网络通信应用到工业监控中，若由多台工控机组成的监控系统将会产生多台机数据交换和综合的问题，此时的实时性和同步性将会欠缺。工控机对环境的适应性好，抗干扰能力强，并且采用标准模块化设计，便于进行功能扩展和更新，因此在工业监控领

7、域得到广泛的应用。对于大型的工业监控系统，其需大量的插件版，而一个机箱根本无法全部将这些插件版置于一个机箱中，因此需要多个机箱。虽然个插件版分散在多个机箱中，但是他们并不是以机箱为单位二构成独立的子系统，仍平行地冲属于整个监控系统中。因此，从这一个角度出发，机箱之间的物理界限在逻辑上被看作室不攒在的，系统之间个插件的关系式紧耦合的，无论他们是否处于同一个机箱之内。③6在这种情况下，监控系统要求机箱之间要实时同步交换数据和通信的能力，并且对处于不同机箱内的插件版可以寻址的能力。为了解决这个问题，在实践中有通过利用点对点

8、的高速和内存映射方法，实现了机箱总线的实时同步逻辑扩展的实例。　　目前，插件版分布在多个机箱之中，为了能够迅速及时地将各个插件版的数据连接起来就需要解决这两个问题：其一，必须将各机箱用高速通道连接，其二，必须能在各个机箱的插件版内高效的寻址。通信串行化正好解决了直接利用高速并行总线的缺点，将机箱互联的的方法就是运用网络通讯，其具体方案是采用工业