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工业网络经过近十几年的发展,从基于模拟信号传输的DCS系统发展到数字化、智能化、全分散的现场总线系统,给工业自动化带来一场深层次的革命。但现场总线的国际标准推出缓慢,通信协议的多样性使得不同总线产品间不能直接互连、互用和互可操作,没有真正体现现场总线的开放性。随着Intranet/Internet等信息技术的飞速发展,要求企业从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成,并提供一个开放的基础构架,传统上用于办公室和商业的以太网逐渐进入了控制领域。基于以太网的工业控制网络越来越受到工业控制的关注。
随着互联网技术的普及与推广、以太网通信速率的提高、交换技术的发展,基于以太网的工业控制网络系统受到了全球的拥护和软硬件支持,使得基于以太网的工业网络控制系统具有数据传输率高、可靠性好、易维护、可远程传输、互操作性好等优点。当前,基于以太网的工业控制网络成了工业控制系统的发展趋势,并得到了迅速发展和普及。因此,本文对基于以太网的工业网络进行了研究。
本文根据工业控制系统的要求,分析了工业以太网的实时性等关键技术,给出了工业以太网设计的原则和方法;分析了罗克韦尔公司的基于Ethernet/IP的Netlinx工业网络体系;设计了基于罗克韦尔公司Ethernet/IP工业以太网的某公司的电厂供热系统的控制网络,分析了该电厂控制网络的关键设计难点和系统性能。由于Ethernet/ IP中的控制和信息协议CIP、Producer/Consumer(生产者/消费者)模式、Factory Talk综合应用程序套件等关键技术的应用,使得系统具有可靠性高、稳定性好、控制精确、升级能力强等特点,系统工作良好,能满足生产现场要求。