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现场总线与企业信息网络的集成.pdf
东 北 电 力 大 学 学 报
第27卷第6期 Journal Of Northeast Dianli University V01.27.No.6
2007年l2月 Natural Science EditiOn Dec.,2007
文章编号:1005—2992(2oo7)o6一OO9O一03
现场总线与企业信息网络的集成
刘 波 ,彭富强2
(1.东北电力大学 自动化工程学院,吉林吉林132012;2.北京送变电公司,北京100081)
摘 要:在现代工业企业中实现底层控制网络与企业信息网络之问的信息交换是一种发展趋势,
在研究了现场总线与工业企业信息网络集成的系统结构及以太网和现场总线系统的集成技术的基础
上,给出了几种现场总线与以太网结合的解决方案;从而使现场总线通过以太网进行互联成为可能,实
现了现代化的工业企业网络一体化控制。
关 键 词:现场总线;以太网;企业信息网络;网络集成
中图分类号:TP393 文献标识码:A
随着计算机网络、控制等技术的发展,信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工业现场设备层到监
控、信息管理的各个层次,从而形成了现代化的工业企业网络一体化控制系统。
在现代化的工业企业网络控制系统中,现场总线属于底层控制网络,直接与现场设备连接,一方面
将现场设备互联为通信网络,实现现场设备间的信息共享,同时又将现场运行的各种信息传送到监控
层。而工业企业信息网属于上层信息网络,以基于以太网技术为主,通过它来完成监控层信息的上网浏
览及对底层设备的管理控制等功能,从而实现底层控制网络与企业信息网络之间的信息交换。
1 现场总线与工业企业网集成的系统结构
现场总线控制网络与企业信息网络集成的体系结如
图l所示,构涉及从底层现场设备网络到上层信息网络的
数据传输过程。
(1)现场总线设备层
依照现场总线的协议标准,智能设备采用功能块结
构,通过组态设计,完成数据采集、A/D转换、数字滤波、
温度压力补偿、PID控制等各种功能。
(2)现场总线监控层
这一层从现场设备中获取数据,完成各种控制、运行 智能模块 P
参数的监测、报警和趋势分析等功能,另外还包括控制组 图1现场总线与企业信息网集成的系统结构
态的设计和下载。这一层处于以太网中,因此其关键技术是以太网与底层现场设备网络间的数据接口,
主要负责现场总线协议与以太网协议的转换,保证数据包的正确解释和传输。
(3)企业信息层
收稿日期:2007—7-25
作者简介:刘 波(1960一),男,东北电力大学自动化工程学院副教授,主要研究方向为现场总线控制系统与智能仪表。
第6期 刘 波等:现场总线与企业信息网络的集成 91
在企业信息网Intranet中,首先要将中间监控层的数据库中的信息转入上层的关系数据库中,这样
远程用户就能随时通过浏览器查询网络运行状态以及现场设备的工况,对生产过程进行实时的远程监
控。赋予一定的权限后,还可以在线修改各种设备参数和运行参数,从而在广域网范围内实现底层测控
信息的实时传递。
2 以太网与现场总线的集成技术
(1)加入转换接口
在现场总线网络和企业信息网之间加入转换接口是硬件实现的,即在底层控制网络与中间监控层
之间加入中继器、网桥、路由器等专门的硬件设备,使控制网络作为信息网络的扩展与之紧密集成。硬
件设备可以是一台专门的计算机,依靠其中运行的软件完成数据包的识别、解释和转换;从而实现现场
总线智能设备与企业网中监控计算机之问的数据通信。
(2)采用DDE技术
当控制网络和信息网络之间具有中间系统或共享存储器工作站时,可以采用DDE方式实现两者的
集成,其实质是各应用程序通过共享内存来交换信息,中间系统中的信息处理机是控制网络的工作站,
另外也是信息网络中的工作站。其中运行两个程序,一是接收、校验实时信息的通信程序,为信息网络
数据库提供实时数据信息;另
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