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发表人：hongfangj |
发表时间：2005/8/26 18:02:00 |
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| 本栏论题： |
PLC的三级网络是如何实现的？ [2213] |
PLC网络中，有监控级、现场级、请问如何实现的，最好通俗点。 |
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以下是关于《PLC的三级网络是如何实现的？》论题的回复（共2篇） |
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回复：工业以太网和基于Internet的远程监控系统www.7613.com 2004-12-23
计算机和网络技术的发展，引发了控制领域深刻的技术变革。控制系统结构向网络化、开放性方向发展将是控制系统技术发展的主要潮流。以太网作为目前应用最为广泛的局域网技术，在工业自动化和过程控制领域得到了越来越多的应用。同时，随着Internet遍及世界的每一个角落，人们已经进入了一个崭新的现代通信技术的时代。依靠以太网和Internet技术实现信息共享，能给办公自动化带来很大的变革，也必将对控制系统产生深远的影响。
一、工业以太网——控制系统网络发展的主要方向
一般来讲，控制系统网络可分为3层：信息层、控制层和设备层(传感/执行层)。传统的控制系统在信息层大都采用以太网，而在控制层和设备层一般采用不同的现场总线或其他专用网络。目前，以太网已经渗透到了控制层和设备层，几乎所有的PLC和远程I/O供应商都能提供支持TCP/IP的以太网接口的产品。以太网之所以给自动化市场带来风暴式的革命，主要有3个原因：
(1)低成本的刺激和速度的提高。以太网适配器的价格大幅度下跌以及各种产品和标准对以太网的支持是其成功的重要因素。20世纪80年代，10Mb/s的网卡售价近1000美元；现在100Mb/s的网卡售价仅为20美元左右，而且很多PC机已经集成有以太网接口。以太网最初的数据传输速度只有10Mb/s。随着1996年快速以太网标准的发布，以太网的速度提高到了100Mb/s。1998年，千兆位以太网标准的发布将其速度提高到最初速度的100倍。最初的以太网需要1.2ms才能传送一个1518B大小的帧；现在，快速以太网已经将这一时间减少到120 μs；如果采用千兆位以太网，这一时间只需12 μs。现代以太网标准，比如交换、全双工传输、实时数据的优先级、带宽由10Mb/s到100Mb/s乃至1000Mb/s的升级，使以太网成为工业自动化网络中首选的传输方式。
(2)现代企业对实时生产信息有越来越多的要求。当前，人类已经进入了以互联网为基础的知识经济时代，企业活动也已扩展到全球范围，生产系统中最主要的3大要素：物质、能源和信息之间的关系发生了巨大变化，信息已成为最活跃的主导性因素。为了提高生产的效率和效益，人们迫切需要了解生产过程的实时数据，将实时生产信息与企业的ERP系统结合起来。而企业的信息层大多数采用了以太网的解决方案，当控制层和设备层都采用以太网时，则可实现各层之间信息的无缝连接，而且整个网络系统将是透明的。
(3)以太网的开放性和兼容性。现场总线从1984年开始提出到现在，共产生了60多个数字通信网络标准，有5000多种支持这些网络的产品。这些标准分别为不同的公司所拥有，并与他们的产品捆绑在一起，相互之间兼容性很差。这给那些使用多家产品的大型系统的集成和维护带来了很大的麻烦，因此迫切需要建立一个统一、开放的通信标准。工业以太网因为采用由IEEE802.3所定义的数据传输协议，它是一个开放的标准，从而为PLC和DCS厂家广泛接受。与现场总线相比，以太网还具有向下兼容性。快速以太网是在双绞线连接的传统以太网标准(10Base-T)的基础上发展起来的，但它的传输速度从10Mb/s提升到了100Mb/s。在大多数场合，它还可以使用现有的布线。此外，以太网还允许逐步采用新技术。也就是说，没必要一下子改变整个网络，可以一步步将整个网络升级。
二、工业以太网的特点
尽管工业以太网与普通商用以太网同样符合IEEE802.3标准，但是由于工业以太网设备的工作环境与办公环境存在较大差别，所以工业以太网设备要求工作温度范围较宽、封装牢固(抗振和防冲击)、导轨安装、电源冗余、24VDC供电等。一般来说，工业以太网设备与普通商用以太网设备之间的区别，如附表所示。
工业自动化还越来越多地要求工业以太网解决方案必须满足鲁棒性和可靠性方面的专门需要。在这一方面，德国赫斯曼公司(Hirschmann)一直处于领先位置，他们从80年代末就开始研究冗余以太网，拥有“环形以太网冗余”的专利(Europe-EP0403763,USA-No.5.218.600)。该专利采用抗干扰的光纤和集成的冗余机制增强了数据网络的可靠性，从而保证了生产过程的正常进行。
过去，由于没有其他可供选择的方案，冗余网络都是采用双总线方式实现的。现在，以太网和交换技术使得建立冗余环网成为可能。只需在总线的两端之间增加一条链路即可实现高效率、高性价比的冗余。赫斯曼公司的集线器和交换机均可以构成环形拓扑结构用在关键的场合，以保证所需的容错功能。
赫斯曼公司的集线器(Hub)系统可以用于构造网格状结构的共享网络，保证即使同时发生多处故障时，网络仍然正常运行。该Hub的一个特点是当发生故障时可以在20ms内切换到冗余链路。
赫斯曼公司的导轨系列交换机的冗余管理器功能允许将总线结构封闭形成冗余环。如果一条链路发生故障，环形结构将切换为具有全部传输能力的总线结构，对于多达50台交换机构成的环，这一切换时间小于500ms。对于规模小的冗余环，这一时间会更短。
嵌入到导轨系列交换机中的智能控制功能允许实现多网段间的冗余连接。两个网段之间可以通过两条独立的
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回复：太笼统！我想知道三级网络的现实概念和如何实现组态的
太笼统！我想知道三级网络的现实概念和如何实现组态的
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