這方面比較典型的應用有如法國施耐德公司推出“透明工廠”的概念,即將工廠的商務網(wǎng)、車間的制造網(wǎng)絡和現(xiàn)場級的儀表、設備網(wǎng)絡構(gòu)成暢通的透明網(wǎng)絡,并與Web功能相結(jié)合,與工廠的電子商務、物資供應鏈和ERP等形成整體。
2.2 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間的通信已成大勢所趨
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)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信的主要障礙,為以太網(wǎng)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信提供了技術(shù)可能。為此,國際電工委員會IEC正著手起草實時以太網(wǎng)(Real-timeEthernet,RTE)標準,旨在推動以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應用。針對這種形勢,以浙江大學、浙大中控、中科院沈陽自動化研究所、清華大學、大連理工大學、重慶郵電學院等單位,在國家“863”計劃的支持下,開展了EPA(EthernetforPlantAutomation)技術(shù)的研究,重點是研究以太網(wǎng)技術(shù)應用于工業(yè)控制現(xiàn)場設備間通信的關(guān)鍵技術(shù),通過研究和攻關(guān),取得了以下成果:
(1)以太網(wǎng)應用于現(xiàn)場設備間通信的關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破。
針對工業(yè)現(xiàn)場設備間通信具有實時性強、數(shù)據(jù)信息短、周期性較強等特點和要求,經(jīng)過認真細致的調(diào)研和分析,采用以下技術(shù)基本解決了以太網(wǎng)應用于現(xiàn)場設備間通信的關(guān)鍵技術(shù):
①實時通信技術(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、簡化通信棧軟件層次、現(xiàn)場設備層網(wǎng)絡微網(wǎng)段化等針對工業(yè)過程控制的通信實時性措施,解決了以太網(wǎng)通信的實時性。
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),設計了能實現(xiàn)網(wǎng)絡供電或總線供電的以太網(wǎng)集線器,解決了以太網(wǎng)總線的供電問題。
③遠距離傳輸技術(shù)
采用網(wǎng)絡分層、控制區(qū)域微網(wǎng)段化、網(wǎng)絡超小時滯中繼以及光纖等技術(shù)解決以太網(wǎng)的遠距離傳輸問題。
④網(wǎng)絡安全技術(shù)
采用控制區(qū)域微網(wǎng)段化,各控制區(qū)域通過具有網(wǎng)絡隔離和安全過濾的現(xiàn)場控制器與系統(tǒng)主干相連,實現(xiàn)各控制區(qū)域與其他區(qū)域之間的邏輯上的網(wǎng)絡隔離。
⑤可靠性技術(shù)
采用分散結(jié)構(gòu)化設計、EMC設計、冗余、自診斷等可靠性設計技術(shù)等,提高基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場設備可靠性,經(jīng)實驗室EMC測試,設備可靠性符合工業(yè)現(xiàn)場控制要求。
(2)起草了EPA國家標準。
以工業(yè)現(xiàn)場設備間通信為目標,以工業(yè)控制工程師(包括開發(fā)和應用)為使用對象,基于以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、藍牙技術(shù)+TCP/IP協(xié)議,起草了“用于工業(yè)測量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標準”(草案),并通過了由TC124組織的技術(shù)評審。










