1、第3章 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),,3.1工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)要求與特點(diǎn),工業(yè)通信局域網(wǎng)，也可以稱為工業(yè)控制局域網(wǎng)，是一種特殊的通信網(wǎng)絡(luò) 直接面向生產(chǎn)過程和控制，肩負(fù)著工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行一線測量與控制信息傳輸?shù)奶厥馊蝿?wù)，并產(chǎn)生或引發(fā)物質(zhì)或能量的運(yùn)動和轉(zhuǎn)換 通常應(yīng)滿足強(qiáng)實(shí)時性、高可靠性、惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境適應(yīng)性、總線供電等特殊要求和特點(diǎn)。,,可使用性好，網(wǎng)絡(luò)自身不易發(fā)生故障。這要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備質(zhì)量高，平均故障間隔時間長，能盡量防止發(fā)生故障；提高網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的一個重要的技術(shù)是差錯控制技術(shù)。 容錯能力強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)局部單元出現(xiàn)故障，不影響整個系統(tǒng)的正常工作。如在現(xiàn)場設(shè)備或

2、網(wǎng)絡(luò)局部鏈路出現(xiàn)故障的情況下，能在很短的時間內(nèi)重新建立新的網(wǎng)絡(luò)鏈路。 可維護(hù)性高，故障發(fā)生后能及時發(fā)現(xiàn)和及時處理，通過維修使網(wǎng)絡(luò)及時恢復(fù)。這是考慮當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)萬一出現(xiàn)失效時，系統(tǒng)一要能采取安全性措施，如及時報警，輸出鎖定，工作模式切換等等，二要能具有極強(qiáng)的自診斷和故障定位能力，且能迅速排除故障。,3.1.1高可靠性,,工業(yè)控制局域網(wǎng)是與工業(yè)現(xiàn)場測量控制設(shè)備相連接的一類特殊通信網(wǎng)絡(luò)。 在工業(yè)自動化控制中需要及時地傳輸現(xiàn)場過程信息和操作指令，工業(yè)控制局域網(wǎng)不但要完成非實(shí)時信息的通信，而且還要求支持實(shí)時信息的通信。 不僅要求工業(yè)控制局域網(wǎng)傳輸速度快，而且還要求響應(yīng)快，即響應(yīng)

3、實(shí)時性要好。 實(shí)時性表現(xiàn)在對內(nèi)部和外部事件能及時地響應(yīng)，并作出相應(yīng)地處理，不丟失信息，不延誤操作。,3.1.2快速實(shí)時響應(yīng)能力,,由于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境與一般商業(yè)環(huán)境不同，如溫度與濕度變化范圍大，空氣污濁、粉塵污染大，振動、電磁干擾大，并常常伴隨有腐蝕性、有毒氣體等等 要求工業(yè)控制局域網(wǎng)必須具有機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性（如耐振動、耐沖擊）、氣候環(huán)境適應(yīng)性（工作溫度要求為-4085C，至少為-2070C，并要耐腐蝕、防塵、防水）、電磁環(huán)境適應(yīng)性或電磁兼容性EMC等要求， 工業(yè)控制局域網(wǎng)設(shè)備需要經(jīng)過嚴(yán)格的設(shè)計和測試。,3.1.3符合惡劣的環(huán)境應(yīng)用特征,,

4、信息本身的保密性、完整性、鑒別性以及信息來源和去向的可靠性是每一個管理者和操作者始終不可忽視的，也是整個工業(yè)控制局域網(wǎng)系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。 工業(yè)控制局域網(wǎng)可能涉及到的受攻擊手段有：病毒破壞、中斷、截取、更改以及偽造。 保證網(wǎng)絡(luò)安全的措施主要有：防火墻、信息加密、身份認(rèn)證、內(nèi)容檢查等等。,3.1.4網(wǎng)絡(luò)安全性,,3.2工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的特殊性,信息長度較?。?周期與非周期信息共存，正常工作狀態(tài)下，周期性信息（如過程測量與控制信息、監(jiān)控信息等）較多，而非周期信息（如突發(fā)事件報警、程序上下載等）較少； 有限的時間響應(yīng)，一般辦公室自動化計算機(jī)局部網(wǎng)響應(yīng)時間可在幾秒范圍內(nèi)

5、，而工業(yè)控制局域網(wǎng)的響應(yīng)時間應(yīng)在0.011秒； 信息流向具有明顯的方向性，如測量信息由變送器向控制器傳送，控制信息由控制器向執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳送等。 測量控制信息的傳送有一定的順序性，如測量信息首先需要傳送到控制器，由控制器進(jìn)行控制運(yùn)算，發(fā)出的控制信息傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制相關(guān)閥門的動作。,,3.3工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)具備的功能,網(wǎng)絡(luò)通信在時間上的確定性，即在時間上，任務(wù)的行為可以預(yù)測； 實(shí)時響應(yīng)適應(yīng)外部環(huán)境的變化，包括任務(wù)的變化、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增/減、網(wǎng)絡(luò)失效診斷等； 減少通信處理延遲，使現(xiàn)場設(shè)備間的信息交互在極小的通信延遲時間內(nèi)完成。 方式主要有：采用簡單的網(wǎng)絡(luò)通信方式、降 低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、減少網(wǎng)絡(luò)沖突、提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率、應(yīng)用報文優(yōu)先級技術(shù)等等。,,3.4工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),在一個現(xiàn)代化工廠環(huán)境中，由于被控對象、測控裝置等物理設(shè)備的地域分散性，以及控制與監(jiān)控等任務(wù)對實(shí)時性的要求，工業(yè)控制局域網(wǎng)一般采用分層的體系結(jié)構(gòu)。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的地域大小，連接的設(shè)備的數(shù)量，