工业控制网络的发展前景

工业控制网络课程论文论文题目：工业控制网络的发展前景所在学院控制工程学院

专业电气工程及其自动化082 姓名赵宇涛

学号 2008072053

2011-10-30

工业控制网络的发展前景

姓名：赵宇涛学号：2008072053

摘要信息技术和工业自动化的发展，带动了整个社会生产向自动控制、智能控制方面转型。工业控制网络作为二十一世纪工业生产的一个重要标志，逐渐应用于工业生产的各个方面，在工业通信及先进制造领域起到关键性作用。本文首先对工业控制网络的概念以及现场总线技术做了一下简单的介绍，回顾了工业控制网络的发展历程，接着列举出了一些工业控制网络的特点，然后进行探讨工业控制网络的未来发展前景以及具体如工业以太网的介绍。最后得出工业控制网络未来发展前景的结论。

关键词发展，工业通信，先进制造领域，现场总线，工业以太网

The prospect of the development of industrial control network Abstract Information technology and industrial automation development, drive the whole society is produced to automatic control, intelligent control aspect transformation. Industrial control network in the 21 st century as the industrial production an important sign, has been used in industrial production of aspects in the industrial communication and advanced manufacturing field plays an important role. In this paper, first, the concept of industrial control network and fieldbus technology

made a simple introduction, reviews the development course of the industrial control network, then enumerate some of the characteristics of the industrial control network, and then discusses the future of the industrial control network development prospects and the specific such as industrial Ethernet is introduced. Finally reached the industrial control network future development prospect conclusion.

Keywords Development, industrial communication, advanced manufacturing, field bus, industrial Ethernet

1.引言

随着控制、通信、计算机、网络等技术的发展，企业的信息集成系统得到了迅猛发展，从工厂的现场控制到市场、监控、经营管理的各个层次以及从生产加工、原料采购的各个环节都被覆盖在其中，并且这种范围一直扩散到成品储运销售的全过程当中去。工业控制网络在提高生产速度、管理生产过程、合理高效加工以及保证安全生产等工业控制及先进制造领域起到越来越关键的作用。工业控制网络从最初的计算机集成控制系统CCS到集散控制系统DCS，发展到现场总线控制系统。近年来，以太网进入工业控制领域，出现了大量基于以太网的工业控制网络。同时，随着无线技术的发展，基于无线的工业控制网络的研究也已开展。

2.工业控制网络的概念

工业控制网络是由多个“网络节点”而构成的，这些网络节点是指分散在各个生产现场，具有相应数字通信能力的测量控制仪器。工业控制网络不仅包括底部设备层的检测器、传感器等部件，而且包括终端管理层的办公操作系统和串联所有系统的现场总线技术。它采用规范、公开的通信协议，把现场总线当做通信连接的纽带，从而使现场控制设备可以相互沟通信息，共同完成相应生产任务的控制系统与网络系统。

现场总线技术是工业控制网络的起源，现场总线广泛应用于连接现场设备，如控制器、传感器与执行器等，采用全数字通信，结构简单，节约线缆。与传统DCS相比，现场总线安装成本降低了约50％。现场总线实现信息处理的现场化，在传输控制信息的同时，可从现场获取更多诊断、维护等非控制信息。目前现场总线技术已得到广泛应用，其定义、规格、实现和市场等方面都比较成熟。国际标准IEC 61158中包含了TS61158，Profibus，p-NET，WorldFIP，Interbus，FF H1，Sercos以及CC Link等10余种主要类型的现场总线。引领世界的主要有Profibus总线以及Interbus总线。同时，也有一些应用广泛但还没有纳入IEC标准的现场总线，如DevieeNet总线以及CAN总线等。

3.工业控制网络的特点

（1）系统的开放性

工业控制网络的开放性是指对相关标准的公开性、一致性，强调对标准的遵从与共识，它可以和世界上其他地方遵守相同标准的系统

或者设备连接，用户可以根据自己的要求，把来自不同厂家的产品组合成自己需要的系统。

（2）互用性与互操作性

互用性意味着可以相互替换不同生产厂家生产的性能类似的设备，而互操作性则是指实现互联系统间、设备间的信息沟通与传送。

（3）通信的及时性

实现测量监控是工业控制网络的基本任务，但是有些测控任务是有严格的实时性和时序要求的，这就要求工业控制网络要能够提供相应的实时通讯，提供时间管理与时间发布功能。

（4）对现场环境的适应性

工业控制网络作为工厂网络的底层，能够适应各种不同的现场环境，支持同轴电缆、双绞线、红外线、射频、电力线等，抗干扰能力较强，能够采用两线制实现通信与供电，并可满足安全防爆的要求。

4未来发展方向

工业控制网络经历了从传统控制网络到现场总线，再到目前研究非常广泛的无线网络以及工业以太网的发展过程。但是工业控制网络未来的发展不仅仅体现在实时性的研究方面，其他的一些技术难题也应该引起注意，具体的未来发展方向主要体现在一下几个方面：（1）提高通信的实时性

提高交换技术和操作系统以支持实时通讯，操作系统在优先级策略的基础上对实时性和非实时性的传输提供多队列排队方式，此外，在提高实时性的方法上还可以通过改善拓扑结构、如何提高在MAC层