基于工業(yè)Ethernet的現(xiàn)場實際應用及其策略
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2.5網絡安全性
目前工業(yè)Ethernet已經把傳統(tǒng)的3層網絡系統(tǒng)(即信息管理層、過程監(jiān)控層、現(xiàn)場設備層)合成一體，使數(shù)據(jù)的傳輸速率更快、實時性更高，同時它可以接入Internet，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，使工廠高效率地運作，但與此同時也引入了一系列的網絡安全問題。
對此，一般可采用網絡隔離(如網關隔離)的辦法將內部控制網絡與外部網絡系統(tǒng)分開，即交換機可以依據(jù)系統(tǒng)內事先設定的過濾邏輯，檢查數(shù)據(jù)流中每個數(shù)據(jù)包的部分內容后，根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、所用的TCP端口與TCP鏈路狀態(tài)等因素來確定是否允許數(shù)據(jù)包通過。只有完全滿足包過濾邏輯要求的報文才能訪問內部控制網絡。
工業(yè)Ethernet有自身的缺陷，我們不能因噎廢食，應該采取必要措施，利用其良好的一面，用我們的技術來彌補其缺憾。
3.基于eAutomation產品的實際應用案例
在本案例應用中，工業(yè)Ethernet應用在Infranet層中，還僅僅只是利用其高速傳輸數(shù)據(jù)的特性來傳遞現(xiàn)場的大量實時控制參數(shù)，是控制系統(tǒng)的一個接點，其雙重作用，既是現(xiàn)地單元的實時控制器，同時也是局域網某一節(jié)點的控制器，它的內部和外部的數(shù)據(jù)通信幾乎沒有區(qū)別，即所謂的“網絡就是控制器”的概念。在控制系統(tǒng)中Ethernet是控制器的一部分并作為連接現(xiàn)場智能控制模塊的控制網絡，網絡集線器被集成在每個控制器中，通過分配空間把內部通信從外部通信中分離開來，此集線器技術和底層協(xié)議的集成確保了Ethernet的確定性和兼容性，幾乎可以排除數(shù)據(jù)通信的碰撞問題，可以把Ethernet系統(tǒng)總線看作是現(xiàn)場總線，它可以連接到每個獨立的智能控制模塊，整個過程和系統(tǒng)被看作成一個邏輯單元，甚至一個獨立的現(xiàn)場控制單元，不需考慮網絡各層概念，由此就消除了CPU的瓶頸效應，所有數(shù)據(jù)在網絡層中僅表達一次，網絡扮演了真正服務器的角色，這正是工業(yè)Ethernet能成功地被應用到實時工業(yè)控制環(huán)境的一大理由，它使網絡實現(xiàn)了從現(xiàn)場控制單元到Internet、Intranet，管理層的直接通信。
圖1為某工程研究設計院為某產品裝配生產線而設計的基于工業(yè)Ethernet的網絡結構圖。各部分模塊功能簡介：
?通用網絡控制器UNO－2053：板載低功耗300MHz級CPU、64MRAM、兩個10M/100M自適應網卡、8路DI/DO、DB-15VGA連接器，可外掛HDD。操作系統(tǒng)可以是嵌入式的WinCE，也可是通用的Windows。
?ADAM5510：ADAM5510是基于PC的可獨立完成數(shù)據(jù)采集與控制的可編程控制器，系統(tǒng)在惡劣的工業(yè)環(huán)境中可靠運行。ADAM5510具備通用編程功能，可用于信號的程控放大、模擬I/O、數(shù)字I/O及通訊參數(shù)的設定。內置實時鐘和看門狗定時器，可應用于系統(tǒng)穩(wěn)定性要求較高的場合。采用的DAS模塊有：
ADAM5017：8路模擬量輸入、16位分辨率；
ADAM5050：7路數(shù)字量輸入（輸入范圍0～30V）、8路數(shù)字量輸出；
ADAM5053：16路數(shù)字量輸入（輸入范圍0～30V）；
整個系統(tǒng)的特性為：
?所有ADAM5510與UNO通用網絡控制器采用RS-485進行數(shù)據(jù)通信；使系統(tǒng)網絡拓撲圖結構清晰，易于維護；
?條形碼閱讀器通過RS-232C與UNO通用網絡控制器進行數(shù)據(jù)通信；
?LCD顯示器FPM－3150通過DB-15VGA連接器與UNO通用網絡控制器進行連接；
?所有UNO通用網絡控制器通過以太網與AWS8248V進行數(shù)據(jù)通信；
?每操作臺之間的聯(lián)系均通過網絡構成，在每個操作點上都可以瀏覽整個生產線上的過程信息，操作方式較之傳統(tǒng)方式更加簡單可靠。
?由于采用了網絡及現(xiàn)場總線傳遞過程數(shù)據(jù)，多種信息的交換僅依靠網纜或屏蔽雙絞線即可完成，這樣就大量減少了系統(tǒng)施工時的布線工作量，也為今后系統(tǒng)的維護及故障查找提供了方便。
?過程參數(shù)的數(shù)字化傳遞，避免了模擬量傳輸所帶來的漂移、抗干擾等問題，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
?若今后機組工藝、設備發(fā)生變更，只需要在總線上增添或摘除相應節(jié)點，并對軟件作少量修改即可。所以這種柔性的系統(tǒng)連接方式具有一定的適應性，可以最大程度地保護用戶的投資。
4.結束語
90年代以Internet為代表的計算機網絡通信技術的發(fā)展和應用取得了前所未有的突破和成功,正在逐步地變革著社會的生產方式和人們的生活方式,測控技術也受到了這場技術革命的深刻影響。工業(yè)Ethernet給控制網賦予了新的特性。以工業(yè)Ethernet為核心的測控技術是測控領域的重要發(fā)展方向，同時也是蓬勃發(fā)展的ＩＴ技術對測控工程師提出的一個新的挑戰(zhàn)和機遇。
參考文獻：
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[5]http://www.industrialethernet.com
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