工業控制計算機網絡技術發展與應用
工業控制計算機網絡技術是在現代網絡信息技術支持下形成的一種應用網絡技術形式，下面是小編搜集整理的一篇探究工業控制計算機網絡技術的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘要：在工業領域中的應用更是改變了現代工業控制的形態，是當前工業控制效率提升的主要形式，對工業控制計算機網絡技術的研究成為當前工業控制領域面臨的主要問題。本文將立足于工業控制計算機網絡技術的實際，從發展和應用兩個角度出發，結合工業控制計算機網絡技術實例，對這一問題進行簡要分析。
【關鍵詞】工業控制 計算機網絡技術 發展與應用
在現代網絡信息技術條件下工業控制計算機網絡技術成為現代工業控制的主要形式，其在工業控制中的應用與發展將會對火電廠工業控制的效果產生廣泛而深遠的影響，因此對工業控制計算機網絡技術發展與應用的研究具有鮮明的現實意義。
1 工業控制計算機網絡技術概述
工業控制計算機網絡技術是在現代網絡信息技術支持下形成的一種應用網絡技術形式，其突出的特點工業應用性，具體表現為感知性和控制性。與其它網絡技術形式相比，工業控制計算機網絡技術擁有更多的傳感器設備包括安裝在控制設備內部的運行數據傳感器和安裝在控制設備外部的運行狀態傳感器，這些傳感器能夠讓工業控制計算機網絡的分析系統和操作人員形成對控制設備的全面認識，為有效控制打下堅實的信息基礎。
2 現場總線技術
2.1 實質與優勢
現場數據總線是應用于生產現場的一種通信技術形式，這一技術的應用能夠保證生產現場生產設備與生產設備之間、生產設備與控制裝置之間形成雙向、全時的信息通信。當前數據總線的工業控制應用主要表現出六個方面的功能內容，分別是現場通信網絡、現場設備互聯、互操作性、分散功能快、通信線供電、開放式互聯網絡。從現場數據總線的這些功能來看，數據總線在工業控制中的應用表現出了分布式、開放性、互聯互通的特點，而這種特點正是傳統DCS系統存在的主要問題。相對于DCS系統而言FCS系統采用一對多雙向傳輸信號，這種多通道的數字信號傳播形式，具有信號傳遞精度高、可靠性強的特點，能夠保證生產設備和生產設備之間、生產設備與控制裝置之間的安全通信，使得生產設備始終處在控制裝置的監督與控制之下，確保工業控制的功能充分落實。
2.2 存在問題
因為現場總線技術本身的技術門檻較高對設計和現場集成人員的理論知識和技術基礎要求較高，造成了調試和運行維護的實際困難。從應用角度看數據總線的成本優勢主要體現在規模效應上，在生產活動中的大規模應用能夠有效降低其單位現場總線的成本。而且大規模應用附帶的自我診斷和自我校正系統能夠降低生產設備的運維費用是現場數據總線成本優勢的主要內容。但是當前我國的現場總線應用普遍規模較小，規模效益不明顯，建設成本較高，而且小規模應用通常會將自我診斷、自我校正功能剔除，其節能效果更加不明顯。
3 以太網
3.1 以太網的應用優勢
3.1.1 兼容性好，技術支持廣泛
基于TCP/IP形成的以太網是一種典型的開放式局域網形式，能夠兼容當前工業企業應用的眾多技術形式，確保生產企業生產設備之間、辦公系統與工業控制系統之間的互聯互通，這種兼容形式為現代工業企業的工業控制計算機網絡信息技術改造提供了一體化支持。
3.1.2 與互聯網的互聯互通
以太網本身是一種應用型的局域網絡形式，相較于其它工業控制網絡技術形式其余互聯網之間的信息交互更加便利，只要有適當的網絡協議支持，以太網就能借助互聯網將服務功能無限延伸。
3.1.3 應用成本較低
當前以太網在工業控制領域的應用極為廣泛，無論是硬件營銷商還是軟件的營銷、維護商家都極多、運維技術較為成熟，規模效益的影響導致以太網在實際的工業控制應用中的成本較低。
3.2 存在問題
當前工業企業尤其是火力發電企業的生產活動，對工業控制的實時性和可靠性有極高的要求。但是以太網采用的是帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協議，并以二進制指數退避算法為主要算法，其在運行過程中不可避免的會產生信息延遲問題，這為以太網的工業控制應用埋下了隱患。同時現代火電企業運行環境較為惡劣，需要工業控制系統擁有抗沖擊、耐振動、耐腐蝕的性能，但是以太網在這些惡劣環境下的表現并不優秀。
3.3 工業以太網技術的發展
針對工業控制應用中存在的這些問題，近年來以太網進行了一系列的技術創新，主要針對的問題就是信息傳輸的實時性問題，開發形成了交換式以太網技術、高速以太網技術等新型以太網技術形式，極大提升了以太網的在信息傳輸實時性上的性能。其中交換式以太網的主要技術突破是采用以了以太網交換機，將整個信息網絡分為若干個階段，交換機在各個關鍵環節提供數據存儲和轉發服務，提升了網絡信道的通暢性和數據信息傳輸的實時性。
4 嵌入式Internet技術
嵌入式Internet技術是當前工業控制技術中的前沿技術形式，本質上是嵌入式系統與現代互聯網形成的綜合控制技術，當前嵌入式系統與Internet的連接并不存在技術困難。嵌入式系統只需要借助以太網或者其他網絡連接形式就可以實現與Internet的連接，關鍵問題在于Internet廣泛應用的TCP/IP通信協議對嵌入式系統的要求較高，普通的單片機無法滿足Internet的連接控制要求，而其他的嵌入式系統的成本又過高。對這一問題的有效解決將會打破嵌入式Internet技術發展的僵局，讓嵌入式Internet技術更加廣泛的應用到工業控制領域。
5 結論
計算機網絡技術是現代工業控制的重要形式，將會對工業控制領域產生深遠的影響，可以說計算機網絡技術的應用發展質量和應用發展效率會直接影響到工業控制的質量和效率，因此對工業控制計算機網絡技術發展與應用的研究具有鮮明的現實意義。本文從工業控制計算機網絡技術、現場總線、以太網和嵌入式Internet技術四個角度對這一問題進行了簡要分析，以期為工業控制計算機網絡技術發展與應用水平提升提供支持和借鑒。
參考文獻
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