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以太网的应用及发展

时间:2020-11-18 作者:众山科技

  以太网作为一种无可争议的优势,使得其在工业自动化领域的应用越来越受到重视。因此,以太网在工业领域的应用需要解决哪些问题,它的发展前景如何?接着,本文详细介绍了下工业以太网的应用现状和发展前景。有兴趣的朋友请一起来看一看!

  随着生产规模的不断扩大和复杂度的不断提高,工业生产对控制系统的实际应用要求也越来越高。二十世纪五十年代至六十年代,以模拟信号为主体的电子设备、自动仪表监控系统取代了传统的机电控制系统。

  后来在70~80年代,DCS分布式控制系统的出现,将大量分散的单回路测控系统集中统一管理,以各种I/O功能模块取代控制室仪表,利用计算机实现回路调节、工况联锁、参数显示、数据存储等多项功能,实现了工业控制技术的飞跃。该系统一般由操作台、过程控制台和现场仪表三个层次组成,其特点是“集中管理,分散控制”,基本控制功能为过程控制层,而操作台的主要作用是监控管理。

  分散化控制使系统因局部不可靠而对整个系统造成的损害降到很低的程度,各种软、硬件技术不断成熟,大大提高了整个系统的可靠性,从而迅速成为工业自动化控制系统的主流。但是DCS的结构是多层主从关系,底层信息相互间的传递必须通过主机,这就导致了主机负载过重,效率低,一旦主机出现故障,整个系统就会“瘫痪”。

  而DCS是一个数字-模拟混合系统,现场仪表仍采用传统的4~20毫安的模拟信号,工程和管理成本高,灵活性差。而且各个厂家DCS标准自成一体,通信协议封闭,严重制约了系统的集成和应用。

  在90年代,具有数字化通信方式、完全分散的系统结构、开放的互联网络、多种传输介质和拓扑结构、环境适应性强等特点的现场总线技术迅速兴起并趋于成熟,控制功能全面向现场智能仪表转移,在此基础上形成了新型的现场总线控制系统FCS(FieldbusControlSystem),它结合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术、智能仪表等多种技术手段,从根本上突破了传统的“点到点”式的模拟信号控制或“点到点”式的限制,构成了一个全分散、全数字化、智能化、双向、互连、多变量、多接点的通信控制系统。

  控制网络结构也相应地发生了很大变化。其典型结构分为:设备层,控制层,信息层。现场总线技术的应用,使得控制功能向现场设备的下放成为可能,现场总线标准不仅是通信标准,也是系统标准。它正朝着取代DCS和推动工业控制技术的另一个飞跃迈进。