工业以太网和基于Internet的远程监控系统

登录|免费注册|我的帐户在线客服我的购物车您好欢迎来到环球商务网！首页产品类别品牌专区产品选型项目方案技术支持GK社区专区：变频器继电器伺服系统变压器电涌保护器PLC工业以太网现场总线仪器仪表传感器工控机人机界面控制元件工业电源流体控制电力电子真空设备搜索：搜索产品搜索社区[高级搜索][桌面图标][商品分类][所有品牌]首页GK社区工控行业资讯资讯详细工业以太网和基于Internet的远程监控系统2007-02-01来源：西部工控网浏览：135[推荐朋友][打印本稿][字体：大小]计算机和网络技术发展，引发了控制领域深刻技术变革。控制系统结构向网络化、开放性方向发展将是控制系统技术发展主要潮流。以太网作为目前应用最为广泛局域网技术，工业自动化和过程控制领域到了越来越多应用。同时，Internet遍及世界每一个角落，人们已经进入了一个崭新现代通信技术时代。依靠以太网和Internet技术实现信息共享，能给办公自动化带来很大变革，也必将对控制系统产生深远影响。一、工业以太网——控制系统网络发展主要方向一般来讲，控制系统网络可分为3层：信息层、控制层和设备层(传感/执行层)。传统控制系统信息层大都采太网，而控制层和设备层一般采用不同现场总线或其他专用网络。目前，以太网已经渗透到了控制层和设备层，几乎所有PLC和远程I/O供应商都能提供支持TCP/IP以太网接口产品。以太网之给自动化市场带来风暴式革命，主要有3个原因：(1)低成本刺激和速度提高。以太网适配器价格大幅度下跌以及各种产品和标准对以太网支持是其成功重要因素。20世纪80年代，10Mb/s网卡售价近1000美元；现100Mb/s网卡售价仅为20美元左右，很多PC机已经集成有以太网接口。以太网最初数据传输速度10Mb/s。1996年快速以太网标准发布，以太网速度提高到了100Mb/s。1998年，千兆位以太网标准发布将其速度提高到最初速度100倍。最初以太网需要1.2ms才能传送一个1518B大小帧；现，快速以太网已经将这一时间减少到120μs；采用千兆位以太网，这一时间只需12μs。现代以太网标准，比如交换、全双工传输、实时数据优先级、带宽由10Mb/s到100Mb/s乃至1000Mb/s升级，使以太网成为工业自动化网络中首选传输方式。(2)现代企业对实时生产信息有越来越多要求。当前，人类已经进入了以互联网为基础知识经济时代，企业活动也已扩展到全球范围，生产系统中最主要3大要素：物质、能源和信息之间关系发生了巨大变化，信息已成为最活跃主导性因素。提高生产效率和效益，人们迫切需要了解生产过程实时数据，将实时生产信息与企业ERP系统结合起来。而企业信息层大多数采用了以太网解决方案，当控制层和设备层都采太网时，则可实现各层之间信息无缝连接，整个网络系统将是透明。(3)以太网开放性和兼容性。现场总线从1984年开始提出到现，共产生了60多个数字通信网络标准，有5000多种支持这些网络产品。这些标准分别为不同公司所拥有，并与他们产品捆绑一起，相互之间兼容性很差。这给那些使用多家产品大型系统集成和维护带来了很大麻烦，迫切需要建立一个统一、开放通信标准。工业以太网采用由IEEE802.3所定义数据传输协议，它是一个开放标准，为PLC和DCS厂家广泛接受。与现场总线相比，以太网还具有向下兼容性。快速以太网是双绞线连接传统以太网标准(10Base-T)基础上发展起来，但它传输速度从10Mb/s提升到了100Mb/s。大多数场合，它还可以使用现有布线。此外，以太网还允许逐步采用新技术。也就是说，没必要一下子改变整个网络，可以一步步将整个网络升级。二、工业以太网特点尽管工业以太网与普通商太网同样符合IEEE802.3标准，工业以太网设备工作环境与办公环境存较大差别，工业以太网设备要求工作温度范围较宽、封装牢固(抗振和防冲击)、导轨安装、电源冗余、24VDC供电等。一般来说，工业以太网设备与普通商太网设备之间区别，如附表所示。工业自动化还越来越多要求工业以太网解决方案必须满足鲁棒性和可靠性方面专门需要。这，德国赫斯曼公司(Hirschmann)一直处于领先位置，他们从80年代末就开始研究冗余以太网，拥有“环形以太网冗余”专利(Europe-EP0403763,USA-No.5.218.600)。该专利采用抗干扰光纤和集成冗余机制增强了数据网络可靠性，保证了生产过程正常进行。过去，没有其他可供选择方案，冗余网络都是采用双总线方式实现。现，以太网和交换技术使建立冗余环网成为可能。只需总线两端之间增加一条链路即可实现高效率、高性价比冗余。赫斯曼公司集线器和交换机均可以构成环形拓扑结构用关键场合，以保证所需容错功能。赫斯曼公司集线器(Hub)系统可以用于构造网格状结构共享网络，保证同时发生多处故障时，网络仍然正常运行。该Hub一个特点是当发生故障时可以20ms内切换到冗余链路。赫斯曼公司导轨系列交换机冗余管理器功能允许将总线结构封闭形成冗余环。一条链路发生故障，环形结构将切换为具有全部传输能力总线结构，多达50台交换机构成环，这一切换时间小于500ms。规模小冗余环，这一时间会更短。嵌入到导轨系列交换机中智能控制功能允许实现多网段间冗余连接。两个网段之间可以两条独立链路相连，每条链路连接不同交换机。连接主链路交换机与连接冗余链路交换机之间一根控制线交换它们工作状态数据。当主链路发生故障时，冗余交换机立即启动冗余链路。一旦主链路恢复正常，连接主链路交换机即将这一状态通知连接冗余链路交换机。主链路工作，冗余链路断开。整个故障检测和处理时间小于500ms。这样，某条链路某个设备发生故障持续500ms以后，网络又变完全可用。三Internet技术提供了快捷经济远程监控方式以太网技术飞速发展，基于TCP/IP和Client/Server架构分布式监控技术已经日趋成熟。但若要实现远程监控，一般仍需拨号方式登录远程服务器直接与控制器建立通信，这种方式比较简单、易于实现，但存如下不足之处：(1)使用成本高。远程监控距离一般较远，采用直接拨号方式会带来高额国内国际长途电话费用。(2)工作效率低。直接拨号方式当断开连接以后才可以进行新拨号，这中间还需要等待一段时间让Modem复位。，这种方式无法做到同时监控多个不同对象。(3)可用性不高。直接拨号方式需占用一条电话线路。拨号端不能预先知道对方是否正通话，尤其是当系统发生故障情况下自动向上报警时会线路忙而不能接通。(4)传输速率低。Modem直接连接速度一般都很低，为19.2kb/s左右，不能满足数据量日益增长需要。实际上，远程监控完全可以Internet方式实现。目前，许多HMI软件支持标准Client以外，还支持WebClient和TerminalServerClient，但TCP/IP通信两端必须有不同IP址来标识，局域网上，每台计算机可以自行分配IP址，这些计算机IP址是固定。互联网上，IP址资源限制，不可能让用户自行分配IP址，用户每次ISP拨号上网后，由ISP自动分配用户IP址，下网后，自动释放此IP址。，若要使用WebClient和TerminalServerClient并使用Internet方式实现远程监控，必须为WebServer或TerminalServer设定IP址。而互联网上申请一个固定IP址费用非常高，这种方式不太现实。提供快捷经济远程监控技术，上海海控制系统股份有限公司做了大量研究，所开发基于Internet远程监控系统无需用户申请固定IP址，给用户带来了很大便利。与直接拨号方式相比，采用基于Internet远程监控具有许多优点。(1)它不存国内和国际长途电信费用，用户设备何，所需费用仅为市话费加上网费；(2)多点可同时对一点进行监控，当多个用户同时向监控中心发出故障信息时，不存“忙音”问题；监控中心可以对多个客户进行监控，切换时间可达毫秒级；(3)可以一根线路上同时传输数据、语音、图像，实现数据、语音、图像三网合一；(4)可以实现同步运行监控软件和PLC编程软件，实现远程修改程序参数、上下载PLC控制程序。四工控技术“IT”化将重建企业网络模型工业以太网和Internet技术发展将完全改变传统工业企业网络架构。工业以太网已经从信息层向下延伸到控制层和设备层。需要注意是，企业3层网络传输数据类型和对实时性要求不同，从上到下都是工业以太网，但不同层次之间还需设置路由器或网桥(如附图所示)。使用路由器可以阻断以太网上广播信息，但所选择路由器速度太慢，则会形成传输瓶颈。以太网本质上一个物理层标准。目前传输层和网络层协议基本上已经统一，TCP/IP已为多数工业控制器厂家所接受。应用层协议上还存着分歧，目前3个主要竞争对手是Modbus/TCP(基于TCP/IPModbus协议)、EtherNet/IP(基于TCP/IPControl-Net/DeviceNet)和基于以太网Profinet协议。Modbus它本身是一个开放协议，为众多供应商所支持，说现场以太网方面存事实上标准，只能是Modbus。但从市场和利益角度考虑，工业以太网应用层统一还需要比较长时间。以太网本身开放性，它允许同一个网络上运行不同应用层协议，许多实际应用中具有明显无可替代优势。采太网架构以后，控制器位置也可以突破传统网络架构限制，可以位于现场，也可以位于中央控制室。目前控制器远程I/O支持以太网功能越来越强，有些控制器和远程I/O模块中已经集成了Web服务器，允许信息层用户也可以和控制层用户一样直接获取控制器和远程I/O模块中当前状态值。采太网架构和开放软件系统制造企业也被称为“透明工厂”。此外，Internet可以实现对工业生产过程实时远程监控，将实时生产数据与ERP系统以及实时用户需求结合起来，使生产是面向定单生产，直接面向机会和市场“电子制造”，使企业能够适应经济全球化要求。五结束语毫无疑问，以太网工业自动化网络方面扮演着一个非常重要角色。对三大汽车制造商最新研究结果，以太网至少可以适用于70%现场网络，这意味着工业以太网有着非常广泛前景。工业领域进一步应用，以太网会对企业内部通信系统产生巨大改进，保护既有投资，还将对企业管理和运营方式产生深远影响。第1页/共1页相关资讯·变频器驱动电路常见问题及解决方案2011-01-29·三菱变频器维修案例2011-01-24·隔离变压器（美田）的典型应用2011-01-13·友立通电气ERP在江苏法泰电器的成功应用2011-01-06·巴克约根森风机应用各行各业2011-01-04·威尔凯变频在空压机节能改造应用2010-11-12·传感器检测系统的应用以及测量应用2010-11-12·面对现代仪器仪表技术发展战略分析2010-11-12·压力变送器使用常见问题诊断分析2010-11-12·普传变频器在空压机上的应用2010-11-11热门排行TOP10ITIT家电家电办公办公工控工控1HTC来了，多普达可以休矣2续航长达14小时三星N系列上网本全面升级3戴尔平板电脑低价抢市咬定苹果iPad4三星开发出世界第一台配备DisplayPort视频接口的液晶显示器5怎样设定照片的打印尺寸？6香港iPad今日首卖售价低于水货仅33907D-Link小型酒店解决方案8联想移动硬盘超薄型III代F3109观看精彩F1，乐购ThinkPad经典机型10AdobeCEO：不担心iPhone和iPad封Flash技术1家用电磁炉的使用方法须知2家庭吸尘器正确使用方法3电熨斗的使用方法及注意事项4美的电压力锅正确使用方法5电动牙刷的使用方法6吸尘器选购六点7美的电饭煲使用注意事项与清洗方法8水银血压计不合格率达两成，电子血压计基本达标9电熨斗的正确使用方法10电吹风的选购注意事项1如何正确安装传真机及注意事项2“纳思达”就是品质3激光打印机维修时要注意的问题4短版数码印刷领域印后装订设备纵览5多功能一体机选购技巧及导购推荐!6回顾微型投影的发展历程72010中国文化用品商品交易会巡回展(福州)8全球办公用品连锁巨头OfficeDepo