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工业以太网在冶金自动化系统中得到应用

2019-07-14 02:07:26来源:励志吧0次阅读

工业以太在冶金自动化系统中得到应用

现场级以上的控制系统采用工业以太,每一级的工业以太都可以是采用不同的结构如:环形结构,树形结构等。所有以太接口的设备都可以通过交换饥、集线器和路由器等连接到以太络之中。为了保证络畅通和系统的稳定性和可靠性,建议所有的控制系统采用环形络或者做冗余系统。

1.工业以太简介

所谓工业以太同,一般来讲是指技术上与商用以太(即IEEE802.3标准)兼容,但在产品设计时,在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场要求。

2.工业以太的特点

2.1实时性和确定性

随着快速以太与交换式以太技术的发展,给解决以太的非确定性问题带来了新的锲机,使这一应用成为可能。首先,以太的通信速率从10M、100M增大到如今的1000M、10G,在数据吞吐景相同的情况下,通信速率的提高意味着络负荷的减轻和络传输延时的减小,即络碰撞几率大大下降。其次。采用星型络拓扑结构代替总线型结构,交换机将络划分为若干个段。以太交换机由于具有数据存储、转发的功能,使各端口之间输入和输出的数据帧能够得到缓冲,不再发生碰撞;同时交换机还可以对络上传输的数据进行过滤,使各个段内节点问数据的传输只限在本地段内进行,而不需经过主干,也不占用其他段的带宽,从而降低了所有段和主干的络负荷。

再次,全双工通信又使得端口间两对双绞线(或两根光纤)上分别同时接收和发送报文帧,也不会发生冲突。因此,采用交换式集线器和全双工通信,同时络上的冲突域不复存在(全双工通信),或碰撞几率大大降低(半双工),因此,以太通信确定性和实对性大大提高。

2.2稳定性和可靠性

以太进入工艺控制领域的另一个主要问题是,它所用的接插件、集线器、交换机和电缆等均是为商业领域设计的,商用络产品不能应用在有较高可靠性要求的恶劣工业现场环境中,因而需要针对较恶劣的工业现场环境(如冗余直流电源输入、高温、低温、防尘等)来设计工业以太。

随着络技术的发展。上述问题正在迅速得到解决。为了解决在不间断的工业领域应用,在极端条件下络也能稳定工作的问题,美国Synergetic微系统公司和德国Hirschmann、JetterAG等公司专门开发和生产了机架导轨式集线器、交换机产品,安装在标准DIN导轨上,并由冗余电源供电,接插件采用牢固的DB29结构。现在已经出现了特别设计用于连接工业应用中具有以太络接口的工业设备(如PLC、HMI、DCS系统等)。

此外,在实际应用中,主干可采用光纤传输,现场设备的连接则可采用屏蔽双绞线,对于重要的段还可以采用冗余络技术,以此提高络的抗干扰能力和可靠性。

3.冶金自动化控制系统的体系结构

按照目前流行的自动化体系结构,典型的冶金自动化系统按功能层次可分为基础自动化系统、过程控制系统、生产管理控制系统、企业信息化系统4个层面。

3.1基础自动化系统

以PLC、DCS、工业控制计算机为代表的计算机控制,是以对现场级设备的控制。在基础自动化系统中,目前南PLC控制仍占主要地位:在冶金流程中,基础自动化控制系统又是关键的部分.它没计的好坏直接影响到整个控制系统。

3.2过程控制系统

冶金流程连续检测和监控系统。采用新型传感器技术、光机电一体化技术、软测量技术、数据融合和数据处理技术、冶金环境下可靠性技术,以关键工艺参数闭环控制、物流跟踪、能源平衡控制、环境排放实时控制和产品质量全面过程控制为目标。实现冶金流程检测和监控系统。

3.3生产管理控制系统

冶金流程的全息集成。实现铁一钢一轧横向数据集成和相互传递,实现管理 计划 生产 控制纵向信息集成。同事整合生产实时数据和关系数据库为数据仓库,采用数据挖掘技术,提供生产管理控制的决策支持。

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