工业以太网络的应用

中石化干部培训 1

工业以太网

1.1当前现场总线存在的问题

现场总线控制系统（FCS）由于它的开放性、分散性和完全可互操作性等特点，正成为未来新型工业控制系统的发展方向，然而就目前情况来看，现场总线技术的发展还存在诸多问题。

1．多种标准目前的现场总线国际标准IEC6158包含了8种不同的现场总线，因此可以说没有标准。各个标准都有其特点，但都有不足之处，没有一种能覆盖所有的应用面。因为目前现场总线有3个层次，即传送数据宽度以位（Bit）计的传感器总线、宽度以字节（Byte）计的设备总线（Device Bus ）和宽度为数据流（Block）的现场总线。其应用范围如图2－1所示。

红外色谱 Profibus FIP FF 单回路

P-Net 控制器

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什么是工业以太网？联网设备简介 2007年10月25日 工控吧-http://www.gkong8.com;http://www.gkong8.net 在以太网的应用广泛普及的今天，今天的 控制系统 和工厂自动化系统常常采用 工业以太网 技术完成工业控制任务，但是，IT工程师们对于以太网的了解往往局限于办公自动化商业以太网，这就可能导致工业以太网在工业控制系统中实施的简单化和商业化，不能真正理解工业以太网在工业现场的意义，也无法真正利用工业以太网内在的特殊功能，常常造成工业以太网现场实施的不彻底，给整个控制系统留下不稳定因素。 选择正确的工业以太网要考虑哪些因素？简单的来说，要从以太网通讯协议、电源、通信速率、工业环境认证考虑、安装方式、外壳对散热的影响、简单通信功能和通信管理功能、电口或光口的考虑。这些都是最基本需要了解的产品选择因素。如果对工业以太网的网络管理有更高要求，则需要考虑所选择产品的高级功能如：信号强弱、端口设置、出错报警、串口使用、主干(TrunkingTM)冗余、环网冗余、服务质量(QoS)、虚拟局域网(VLAN)、简单网络管理协议(SNMP)、端口镜像等等其他工业以太网管理 交换机 中可以提供的功能。不同的控制系统对网

现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

一、什么是现场总线二、现场总线的技术特点与优点三、现场总线的产生与发展趋势四、以太网与工业控制网络五、工业以太网现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

什么是现场总线

?现场总线是应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

现场总线是通信网络

?位于生产控制现场和网络结构的底层?现场总线是低带宽的控制网络?它与上层的Internet、企业内部网Intranet相连?构成企业综合自动化的通信网络平台现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

现场总线对控制系统带来的革命?基地式仪表控制系统?单元组合式模拟仪表控制系统?集中式数字控制系统?集散控制系统DCS、PLC?基于现场总线的分散控制系统现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

各阶段测控仪表能力指数

测控能力指数现场总线数字开放标准DCS数字/模拟混合电动单元气动、模拟模拟过程优化管控一体化按回路运行按过程运行五十年代1960 1980 1998

现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

设备状态可控

海斯科工业以太网在地铁AFC系统中的应用

城市轨道交通自动售、检票系统（Automatic Fare Collection，简称AFC）是对计算机技术、网络技术、通信技术等现代高科技的综合应用。本网络方案根据AFC系统的环境特点和性能要求，采用了上海海得的海斯科工业以太网设备及网络技术，组成Ring-N超级冗余环，当网络链路出现故障的时候，通信恢复时间小于10ms。 解决方案：

中央计算机局域网采用海斯科工业级骨干交换机HS-8000，连接工作站和服务器。冗余路由、冗余引擎、冗余电源以及冗余风扇全部在线热备，保证了中央网络设备的完全不间断工作，大大提高了系统可用性。

车站计算机系统局域网采用Ring-N冗余环形结构，在车站计算机、售票处、进出站闸机处各设置一台海斯科工业以太网交换机HIES-3162GC，组成冗余的交换式以太网环，当任一链路出现故障，链路的保护切换时间<10ms。

每个车站计算机的下联终端都有一个独立的子网，并通过VLAN进行子网之间的隔离，减小系统广播域。不同的子网或者VLAN之间都可以通过一期的中央交换机的单点路由功能实现互通。

对于网络设备的配置、管理、监控，采用海斯科专有的Super-Vision网管软件，实现一体化管理功能。

网络

海斯科工业以太网在地铁AFC系统中的应用

城市轨道交通自动售、检票系统（Automatic Fare Collection，简称AFC）是对计算机技术、网络技术、通信技术等现代高科技的综合应用。本网络方案根据AFC系统的环境特点和性能要求，采用了上海海得的海斯科工业以太网设备及网络技术，组成Ring-N超级冗余环，当网络链路出现故障的时候，通信恢复时间小于10ms。 解决方案：

中央计算机局域网采用海斯科工业级骨干交换机HS-8000，连接工作站和服务器。冗余路由、冗余引擎、冗余电源以及冗余风扇全部在线热备，保证了中央网络设备的完全不间断工作，大大提高了系统可用性。

车站计算机系统局域网采用Ring-N冗余环形结构，在车站计算机、售票处、进出站闸机处各设置一台海斯科工业以太网交换机HIES-3162GC，组成冗余的交换式以太网环，当任一链路出现故障，链路的保护切换时间<10ms。

每个车站计算机的下联终端都有一个独立的子网，并通过VLAN进行子网之间的隔离，减小系统广播域。不同的子网或者VLAN之间都可以通过一期的中央交换机的单点路由功能实现互通。

对于网络设备的配置、管理、监控，采用海斯科专有的Super-Vision网管软件，实现一体化管理功能。

网络

微机控制系统及其应用

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

学院： 电气工程学院 班级： XXX 姓名： XXX 学号： XXXXXXXX

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

摘 要：本文简单介绍了工业控制网络中DCS、FCS和工业以太网的特点，指出了工业以太网相对前两者的优势所在，并分析了工业以太网现有的几个问题，最后提出了几种解决方案。

关键词：工业以太网，DCS，FCS，工业控制网络，实时性，非确定性

Abstract: This paper briefly introduces DCS, FCS and industrial Ethernet in industrial control network, and points out the advantages of industrial Ethernet compared with the two formers, then analyses several problems in industrial Ethernet, finally puts forward several solutions.

Key words: industrial Ethe

微机控制系统及其应用

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

学院： 电气工程学院 班级： XXX 姓名： XXX 学号： XXXXXXXX

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

摘 要：本文简单介绍了工业控制网络中DCS、FCS和工业以太网的特点，指出了工业以太网相对前两者的优势所在，并分析了工业以太网现有的几个问题，最后提出了几种解决方案。

关键词：工业以太网，DCS，FCS，工业控制网络，实时性，非确定性

Abstract: This paper briefly introduces DCS, FCS and industrial Ethernet in industrial control network, and points out the advantages of industrial Ethernet compared with the two formers, then analyses several problems in industrial Ethernet, finally puts forward several solutions.

Key words: industrial Ethe

介绍了一种基于FPGA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点,以FPGA的NIOS软核为核心,采取软件CPU与硬件控制电路协同配合工作的方法,并利用FPGA的硬件电路可高速并行工作的特点,实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于40μs,满足NCUC-BUS现场总线协议对理想通信周期的要求。

《业控制计算机/ 0 0年第 2工 21 3卷第 5期

环形工业以太网交换机的实时性设计R a— i y t m De i f L o I d s r l t e n tS t h r e lt— me S s e sgn o o p n u ti E h r e wi e a c

徐迪宇杨立志 (深圳清华大学研究院，东深圳 5 8 5 )广 10 7摘要

介绍了一种基于 F GA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点，以 F G的 P P A

NI OS软核为核心，采取软件 CP与硬件控制电路协同配合工作的方法，并利用 F GA的硬件电路可高速并行工作的特 U P点，实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于 4 s, O满足 N

介绍了一种基于FPGA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点,以FPGA的NIOS软核为核心,采取软件CPU与硬件控制电路协同配合工作的方法,并利用FPGA的硬件电路可高速并行工作的特点,实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于40μs,满足NCUC-BUS现场总线协议对理想通信周期的要求。

《业控制计算机/ 0 0年第 2工 21 3卷第 5期

环形工业以太网交换机的实时性设计R a— i y t m De i f L o I d s r l t e n tS t h r e lt— me S s e sgn o o p n u ti E h r e wi e a c

徐迪宇杨立志 (深圳清华大学研究院，东深圳 5 8 5 )广 10 7摘要

介绍了一种基于 F GA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点，以 F G的 P P A

NI OS软核为核心，采取软件 CP与硬件控制电路协同配合工作的方法，并利用 F GA的硬件电路可高速并行工作的特 U P点，实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于 4 s, O满足 N

以太网IO模块--开关量转网络

以太网IO模块

以太网IO模块控制器产品，包括ZLAN6042、ZLAN6032、ZLAN6002三个类型产品。三种产品都具有4路继电器DO、4路数字量

输入DI、2路模拟量输入AI。所不同的是ZLAN6042和ZLAN6032具有以太网接口，ZLAN6042支持Modbus TCP协议、虚拟串口、TCP/UD行控制。背面采用导轨安装方式或挂钩方式（可选）。

输入和电流输入。ZLAN6002可以用于本地的基于RS485的控制。

以太网远程IO控制模块

控制，ZLAN6032支持通过网页、虚拟串口、TCP/UDP控制控制。ZLAN6002不具备以太网功能，可通过RS485的Modbus RTU协议进

ZLAN6042/6032可以用于网络远程控制数字量输入、数字量输出，同时可以采集温度、湿度等传感器的模拟量输入，包括电压

型号：ZLAN6042 、ZLSN6042

名称：Modbus TCP以太网远程IO模块

简介：具有以太网100M接口，可以通过Modbus TCP协议、虚拟串口、TCP/UDP协议进行控制。支持4路继电器输出、4路数字量输入、2路模拟量输入。可选导轨安装。支持多路Modbus T