基于以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)集成的研究.pdf

1、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)與發(fā)展，形成了當(dāng)今多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)并存和共同發(fā)展的局面，因此現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)互操作問(wèn)題的研究已經(jīng)迫在眉睫。隨著TCP/IP和以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用的逐步深入，以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的結(jié)合是目前解決多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)互聯(lián)與控制系統(tǒng)集成問(wèn)題的發(fā)展趨勢(shì)。 本文對(duì)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)集成的問(wèn)題進(jìn)行了理論分析與應(yīng)用研究，針對(duì)異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的互操作性、電子設(shè)備描述技術(shù)的應(yīng)用、嵌入式

2、網(wǎng)關(guān)的開(kāi)發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)本質(zhì)安全柵的開(kāi)發(fā)、異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的工程應(yīng)用等方面進(jìn)行了深入的探討，提出了“e網(wǎng)透明”的觀(guān)點(diǎn)，解決了異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)集成的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。 1．分析了以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)各自的特點(diǎn)，總結(jié)出以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)相結(jié)合才是網(wǎng)絡(luò)控制的最佳選擇手段；通過(guò)對(duì)幾種基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的研究，發(fā)現(xiàn)OPC(OLEfor Process Control，用于過(guò)程控制的對(duì)象鏈接嵌入)技術(shù)與EDDL(ElectronicDevice Descripti

3、on Language，電子設(shè)備語(yǔ)言)結(jié)合，是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和互操作的唯一合理方法，并以此提出了“e網(wǎng)透明”觀(guān)點(diǎn)。 2．分析了功能塊、設(shè)備分類(lèi)、對(duì)象字典和設(shè)備描述等實(shí)現(xiàn)互操作的關(guān)鍵技術(shù)；研究了基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議；提出了HSE(High Speed Ethemet，高速以太網(wǎng))和H1之間的網(wǎng)橋的設(shè)計(jì)方案，給出了網(wǎng)橋的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)，對(duì)主要的模塊和功能做了說(shuō)明，應(yīng)用網(wǎng)橋技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同族總線(xiàn)協(xié)議之間的互操作，達(dá)到了透明網(wǎng)絡(luò)

4、通信的目的。 3．研究了不同現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議之間實(shí)現(xiàn)互操作的原理，為多總線(xiàn)的集成提供了理論指導(dǎo)。實(shí)現(xiàn)了針對(duì)于工業(yè)以太網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)的軟、硬件設(shè)計(jì)和基于Modbus/TCP協(xié)議的OPC服務(wù)器的設(shè)計(jì)，并在實(shí)際項(xiàng)目中得到了應(yīng)用，取得了良好的效果。 4．對(duì)EDDL的主要特性和原理進(jìn)行了分析，并對(duì)改進(jìn)的EDDL增強(qiáng)功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，探討了設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)GSD)和FDT(Field Device Tool，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工具)技術(shù)，研究了

5、基于驅(qū)動(dòng)器部件的解決方案，介紹了EDD(Electronic DeviceDescription，電子設(shè)備描述)的開(kāi)發(fā)與生成過(guò)程。 5．以“攀鋼1450mm熱連軋自動(dòng)化系統(tǒng)改造”項(xiàng)目作為異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用背景，介紹了此項(xiàng)目龐大的自動(dòng)化系統(tǒng)組成方案和應(yīng)用技術(shù)的主要特點(diǎn)，按照該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基本原則和系統(tǒng)的控制功能，實(shí)現(xiàn)了多種控制器、多總線(xiàn)產(chǎn)品的集成，在過(guò)程級(jí)和控制級(jí)實(shí)現(xiàn)了基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換，形成了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套軟件和技術(shù)

6、，應(yīng)用EDDL實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜設(shè)備互操作及參數(shù)整定，在實(shí)踐中驗(yàn)證了基于“e網(wǎng)透明”觀(guān)點(diǎn)的核心技術(shù)的可行性。 6．根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)FISCO(Fieldbus Intrinsically Safe Concept，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)本質(zhì)安全概念)的原理，分析了它和傳統(tǒng)“整體”本質(zhì)安全的區(qū)別，進(jìn)行了參數(shù)對(duì)比和在防爆場(chǎng)合的應(yīng)用。開(kāi)發(fā)出基于FISCO原理的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的安全柵產(chǎn)品，并在攀鋼1450熱連軋工程中進(jìn)行了應(yīng)用，填補(bǔ)了我國(guó)在本安防爆領(lǐng)域里的一