企业网络正是这3种技术在企业中的融合和应用。......
2023-11-20
企业网络实现：现场总线与工业以太网技术应用
【摘要】：图1-8 通过互连构建一体化的企业网络图1-9 通过控制网络构建一体化的企业网络3）将现场总线控制网络与Intranet集成，如图1-10所示。图1-10 现场总线控制网络与Intranet集成在该方案中，动态数据库处于核心位置，它一方面根据现场信息动态地修改自身数据，并通过动态浏览器的方式为监控站提供服务；另一方面接受监控站的控制信息对其进行处理并送往现场。此外，为了保证控制的实时性，控制信息也可不经过动态数据库而直接下发到现场。
1.企业网络的建立
企业网络的建立有以下几种方式：
1）将信息网络与自动化层的控制网络统一组网，融为一体，然后通过路由器（R）与设备层的现场总线控制网络进行互连，从而形成一体化的工业企业网络，如图1-8所示。
2）各现场设备的控制功能由嵌入式系统实现，嵌入式系统通过网络接口接入控制网络。该控制网络与信息网络统一构建，从而形成一体化的工业企业网络，如图1-9所示。
图1-8 通过互连构建一体化的企业网络
图1-9 通过控制网络构建一体化的企业网络
3）将现场总线控制网络与Intranet集成，如图1-10所示。
图1-10 现场总线控制网络与Intranet集成
在该方案中，动态数据库处于核心位置，它一方面根据现场信息动态地修改自身数据，并通过动态浏览器的方式为监控站提供服务；另一方面接受监控站的控制信息对其进行处理并送往现场。此外，为了保证控制的实时性，控制信息也可不经过动态数据库而直接下发到现场。其中主要涉及以下技术。
（1）客户-服务器模式
客户-服务器模式是分布式应用程序之间通信的一种有效方式，通常服务器和客户运行于通过某种网络互连的不同平台之上，运行在服务器上的进程为发出请求的客户进程提供所需信息。在企业网络中，现场总线与信息网络在物理上的连接使其可作为整个网络的一个节点加入到客户-服务器模式之中，并服从客户-服务器模式的技术规范。
（2）动态浏览器技术
浏览器是Internet和Intranet中最有代表性的应用之一，它以HTTP协议和HTML语言为通用标准，以超文本界面的形式极大地方便了人们在Internet和Intranet上查找和提取有用信息。使用动态浏览器技术（Dynamic Browser），可以把现场设备的运行状况通过浏览器的方式，动态地展现在处于监控站位置的操作员面前。
（3）动态数据库技术
动态数据库是动态浏览器的前提和基础。动态数据库根据现场信息动态地修改自身数据，时刻保持与现场的同步，与之相对应，便需要一个动态数据库管理系统（Dynamic DataBase Management System，DDBMS）对其提供管理。
（4）Java技术(www.chuimin.cn)
Java是1995年由Sun公司开发而成的新一代编程语言，经过几年的发展，随着JavaOS、Java芯片、Java卡和嵌入式Java等新概念的出现，Java以一种平台、一种计算模式影响着诸多领域。就控制领域而言，因为Java最初就是为控制电视、烤面包箱等家用电器开发的，这就决定它在控制领域也会得到一定程度的应用。
2.分布式控制网络平台
（1）分布式控制网络技术的目标
分布式控制网络技术的目标如下：
1）屏蔽各种现场总线控制网络之间的差异，实现各现场总线控制网络透明地互连，使现场总线之间的通信及其现场设备之间的通信畅通无阻。
2）实现分布式控制网络接入系统与设备的协同工作，构筑一个开放式的控制网络。
3）实现控制网络与信息网络的无缝集成，建立一体化的企业网络。
（2）分布式控制网络的结构
主从式结构控制网络的不足之处是：增加了系统的复杂性和额外的资源开销；通信控制器一般为专用控制器，不具备开放性系统的基本条件；控制网络的层次结构使网络间通信受到限制。为了克服主从式控制网络结构的不足，可以采用一种分布式控制网络结构，如图1-11所示。
图1-11 分布式控制网络结构
分布式控制网络的上层一般为WAN（Wide Area Network，广域网）、LAN（Local Area Network，局域网）、Internet/Intranet，下层的现场总线/以太控制网络通过IP路由器与上层网络连接。
分布式控制网络的软件分层结构如图1-12所示。
分布式控制网络的软件分为3层，上层为全局控制服务器和控制客户机。全局控制服务器的功能包括Web服务器、数据文件管理、对局域控制器的管理等。控制客户机实现控制网络的监控、操作和维护等功能。中层IP路由器在逻辑上起网关作用，其功能有网络连接、路由选择、协议转换等。下层是现场总线/以太网控制节点，其功能是实现现场设备的控制功能和过程I/O、控制节点接入网络的通信协议。
图1-12 分布式控制网络的软件分层结构
上层全局控制网络与中层IP路由器的连接遵循TCP/IP协议，下层现场总线/以太网络控制节点的接入遵循现场总线/以太网络通信协议。
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