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

1、現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一。由于各種現(xiàn)場總線技術(shù)的競爭與發(fā)展，形成了當(dāng)今多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)并存和共同發(fā)展的局面，因此現(xiàn)場總線互操作問題的研究已經(jīng)迫在眉睫。隨著TCP/IP和以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用的逐步深入，以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的結(jié)合是目前解決多種現(xiàn)場總線互聯(lián)與控制系統(tǒng)集成問題的發(fā)展趨勢。 本文對以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)集成的問題進(jìn)行了理論分析與應(yīng)用研究，針對異構(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)的開發(fā)、現(xiàn)場總線本質(zhì)安全柵的開發(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”的觀點，解決了異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)集成的關(guān)鍵技術(shù)問題。 1．分析了以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線各自的特點，總結(jié)出以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相結(jié)合才是網(wǎng)絡(luò)控制的最佳選擇手段；通過對幾種基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線的研究，發(fā)現(xiàn)OPC(OLEfor Process Control，用于過程控制的對象鏈接嵌入)技術(shù)與EDDL(ElectronicDevice Descripti

3、on Language，電子設(shè)備語言)結(jié)合，是當(dāng)前實現(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”觀點。 2．分析了功能塊、設(shè)備分類、對象字典和設(shè)備描述等實現(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)場總線協(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)計方案，給出了網(wǎng)橋的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)，對主要的模塊和功能做了說明，應(yīng)用網(wǎng)橋技術(shù)實現(xiàn)了同族總線協(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)場總線協(xié)議之間實現(xiàn)互操作的原理，為多總線的集成提供了理論指導(dǎo)。實現(xiàn)了針對于工業(yè)以太網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)關(guān)的軟、硬件設(shè)計和基于Modbus/TCP協(xié)議的OPC服務(wù)器的設(shè)計，并在實際項目中得到了應(yīng)用，取得了良好的效果。 4．對EDDL的主要特性和原理進(jìn)行了分析，并對改進(jìn)的EDDL增強功能進(jìn)行了設(shè)計，探討了設(shè)備數(shù)據(jù)庫技術(shù)(簡稱GSD)和FDT(Field Device Tool，現(xiàn)場設(shè)備工具)技術(shù)，研究了

5、基于驅(qū)動器部件的解決方案，介紹了EDD(Electronic DeviceDescription，電子設(shè)備描述)的開發(fā)與生成過程。 5．以“攀鋼1450mm熱連軋自動化系統(tǒng)改造”項目作為異構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用背景，介紹了此項目龐大的自動化系統(tǒng)組成方案和應(yīng)用技術(shù)的主要特點，按照該項目設(shè)計的基本原則和系統(tǒng)的控制功能，實現(xiàn)了多種控制器、多總線產(chǎn)品的集成，在過程級和控制級實現(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產(chǎn)權(quán)的成套軟件和技術(shù)

6、，應(yīng)用EDDL實現(xiàn)了復(fù)雜設(shè)備互操作及參數(shù)整定，在實踐中驗證了基于“e網(wǎng)透明”觀點的核心技術(shù)的可行性。 6．根據(jù)現(xiàn)場總線FISCO(Fieldbus Intrinsically Safe Concept，現(xiàn)場總線本質(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)對比和在防爆場合的應(yīng)用。開發(fā)出基于FISCO原理的、具有自主知識產(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，填補了我國在本安防爆領(lǐng)域里的一