第03章工业通讯网络特点优秀课件.ppt

第03 章工业通讯网络特点第1 页，本讲稿共10 页jmchenieee.org3.1 工业通讯网络要求与特点l 工业通信局域网，也可以称为工业控制局域网，是一种特殊的通信网络l 直接面向生产过程和控制，肩负着工业生产运行一线测量与控制信息传输的特殊任务，并产生或引发物质或能量的运动和转换l 通常应满足强实时性、高可靠性、恶劣的工业现场环境适应性、总线供电等特殊要求和特点。第2 页，本讲稿共10 页jmchenieee.orgl 可使用性好，网络自身不易发生故障。这要求网络设备质量高，平均故障间隔时间长，能尽量防止发生故障；提高网络传输质量的一个重要的技术是差错控制技术。l 容错能力强，网络系统局部单元出现故障，不影响整个系统的正常工作。如在现场设备或网络局部链路出现故障的情况下，能在很短的时间内重新建立新的网络链路。l 可维护性高，故障发生后能及时发现和及时处理，通过维修使网络及时恢复。这是考虑当网络系统万一出现失效时，系统一要能采取安全性措施，如及时报警，输出锁定，工作模式切换等等，二要能具有极强的自诊断和故障定位能力，且能迅速排除故障。3.1.1 高可靠性第3 页，本讲稿共10 页jmchenieee.orgl 工业控制局域网是与工业现场测量控制设备相连接的一类特殊通信网络。l 在工业自动化控制中需要及时地传输现场过程信息和操作指令，工业控制局域网不但要完成非实时信息的通信，而且还要求支持实时信息的通信。l 不仅要求工业控制局域网传输速度快，而且还要求响应快，即响应实时性要好。l 实时性表现在对内部和外部事件能及时地响应，并作出相应地处理，不丢失信息，不延误操作。3.1.2 快速实时响应能力第4 页，本讲稿共10 页jmchenieee.orgl 由于工业生产现场环境与一般商业环境不同，如温度与湿度变化范围大，空气污浊、粉尘污染大，振动、电磁干扰大，并常常伴随有腐蚀性、有毒气体等等l 要求工业控制局域网必须具有机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、气候环境适应性（工作温度要求为-4085C，至少为-2070C，并要耐腐蚀、防尘、防水）、电磁环境适应性或电磁兼容性EMC等要求，l 工业控制局域网设备需要经过严格的设计和测试。3.1.3 符合恶劣的环境应用特征第5 页，本讲稿共10 页jmchenieee.orgl 信息本身的保密性、完整性、鉴别性以及信息来源和去向的可靠性是每一个管理者和操作者始终不可忽视的，也是整个工业控制局域网系统必不可少的重要组成部分。l 工业控制局域网可能涉及到的受攻击手段有：病毒破坏、中断、截取、更改以及伪造。l 保证网络安全的措施主要有：防火墙、信息加密、身份认证、内容检查等等。3.1.4 网络安全性第6 页，本讲稿共10 页jmchenieee.org3.2 工业通讯网络的特殊性l 信息长度较小；l 周期与非周期信息共存，正常工作状态下，周期性信息（如过程测量与控制信息、监控信息等）较多，而非周期信息（如突发事件报警、程序上下载等）较少；l 有限的时间响应，一般办公室自动化计算机局部网响应时间可在几秒范围内，而工业控制局域网的响应时间应在0.011秒；l 信息流向具有明显的方向性，如测量信息由变送器向控制器传送，控制信息由控制器向执行机构传送等。l 测量控制信息的传送有一定的顺序性，如测量信息首先需要传送到控制器，由控制器进行控制运算，发出的控制信息传送给执行机构，控制相关阀门的动作。第7 页，本讲稿共10 页jmchenieee.org3.3 工业通讯网络的应具备的功能u 网络通信在时间上的确定性，即在时间上，任务的行为可以预测；u 实时响应适应外部环境的变化，包括任务的变化、网络节点的增/减、网络失效诊断等；u 减少通信处理延迟，使现场设备间的信息交互在极小的通信延迟时间内完成。l 方式主要有：采用简单的网络通信方式、降 低网络负载、减少网络冲突、提高网络传输效率、应用报文优先级技术等等。第8 页，本讲稿共10 页