工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)電子第3章-工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成課件

1、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第三章 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成工業(yè)企業(yè)網(wǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)概述范圍確定性 工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是在有關(guān)企業(yè)范圍內(nèi)為了實(shí)行企業(yè)的集成管理和控制而建成的一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，它具有特定的地域范圍和服務(wù)范圍，并能實(shí)行從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制到管理決策支持的功能。集成性 工業(yè)企業(yè)網(wǎng)通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息與通信技術(shù)和控制技術(shù)的集成，達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)控制到信息管理、經(jīng)營(yíng)決策等功能上的集成，從而構(gòu)成了企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施的基本框架。安全性 區(qū)別于Internet和其他廣域網(wǎng)，工業(yè)企業(yè)網(wǎng)時(shí)作為相對(duì)獨(dú)立單位的某個(gè)企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，在企業(yè)信息保密和防止外部入侵上要求有高度的安全性，確保企業(yè)既能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取外部信息和發(fā)

2、布內(nèi)部公開(kāi)信息，又能相對(duì)獨(dú)立和安全地處理內(nèi)部事務(wù)而不受外部干涉。相對(duì)開(kāi)放性 工業(yè)企業(yè)網(wǎng)是連接企業(yè)各部門(mén)的橋梁和紐帶，并與Internet連通。這樣工業(yè)企業(yè)網(wǎng)作為Internet的一個(gè)組成部分，它必然具有開(kāi)放性，但這種開(kāi)放性是在高度安全措施保障下的相對(duì)開(kāi)放性。工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)典型的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建策略典型的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用典型的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)1.管理信息系統(tǒng)（MIS）管理信息系統(tǒng)輔助完成企業(yè)日常結(jié)構(gòu)化的信息處理任務(wù)，MIS的任務(wù)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的管理，要求計(jì)量工具標(biāo)準(zhǔn)化、程序和方法的正確使用，使信息流通渠道順暢。同時(shí)，必須保證信息的準(zhǔn)確性、一致性。

3、（2）確定信息處理過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一數(shù)據(jù)和報(bào)表的標(biāo)準(zhǔn)格式，以便建立一個(gè)集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）高效低能耗地完成日常事務(wù)處理業(yè)務(wù)，優(yōu)化分配各種資源，包括人力、物力、財(cái)力等。（4）充分利用已有的資源，包括現(xiàn)在和歷史的數(shù)據(jù)信息等，運(yùn)用各種管理模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，支持管理和決策工作，以便實(shí)現(xiàn)組織目標(biāo)。工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用典型的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)1.管理信息系統(tǒng)（MIS）為了能實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)的主要任務(wù)，MIS必須具備以下七個(gè)方面的特點(diǎn)：（1）MIS是一個(gè)人機(jī)結(jié)合的輔助管理系統(tǒng)，管理和決策的主體是人，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只是工具和輔助設(shè)備。（2）主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的解決。（3）主要考慮完成例行的信息處理業(yè)務(wù)，包括數(shù)據(jù)

4、輸入、存儲(chǔ)、加工與輸出，制定生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)行生產(chǎn)和銷(xiāo)售的統(tǒng)計(jì)等。（4）以高速度低成本完成數(shù)據(jù)的處理業(yè)務(wù)，追求系統(tǒng)處理問(wèn)題的效率。（5）目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的、協(xié)調(diào)的工作環(huán)境。因?yàn)橄到y(tǒng)的工作方法、管理模式和處理過(guò)程是確定的，所以系統(tǒng)能夠穩(wěn)定協(xié)調(diào)地工作。（6）數(shù)據(jù)信息成為系統(tǒng)運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)力。因?yàn)樾畔⑻幚砟Ｐ秃吞幚磉^(guò)程的直接對(duì)象是數(shù)據(jù)信息，只有保證完整的數(shù)據(jù)資料的采集，系統(tǒng)才有運(yùn)作的前提。（7）設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)的、客觀的處理方法的應(yīng)用，并且系統(tǒng)設(shè)計(jì)要符合實(shí)際情況。工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用典型的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)2.辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OA） 辦公自動(dòng)化，是指通過(guò)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，將人們的部分辦公業(yè)務(wù)物化于人以外的各種

5、設(shè)備，并由這些設(shè)備和辦公人員共同完成辦公業(yè)務(wù)的人機(jī)信息系統(tǒng)。OA與MIS、DSS相比較，更多地強(qiáng)調(diào)技術(shù)的應(yīng)用和自動(dòng)化的辦公設(shè)備的使用為主，較少地應(yīng)用管理模型。辦公自動(dòng)化還可以形象地理解為，辦公人員運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，如通過(guò)局域網(wǎng)或遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，采用各種媒體形式，管理和傳輸信息，改變傳統(tǒng)辦公的面貌，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公。辦公自動(dòng)化具有如下的特點(diǎn)：（1）面向非結(jié)構(gòu)化的管理問(wèn)題；（2）工作對(duì)象主要是事務(wù)處理類(lèi)型的辦公業(yè)務(wù)；（3）強(qiáng)調(diào)即席的工作方式；（4）設(shè)備驅(qū)動(dòng)。工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用典型的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)3.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用典型的工業(yè)企業(yè)網(wǎng)4.決策支持系統(tǒng)（DSS）工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用典型的工業(yè)

6、企業(yè)網(wǎng)5.客戶關(guān)系管理（CRM）集散控制系統(tǒng)（DCS）工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)集散型控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)（Computer）、通信（Communication）、CRT顯示和控制（Control）技術(shù)（簡(jiǎn)稱四C技術(shù)）發(fā)展的產(chǎn)物。它采用危險(xiǎn)分散、控制分散，而操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想，多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式，適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)和管理要求。它是在為解決原有計(jì)算機(jī)集中DDC控制導(dǎo)致的危險(xiǎn)集中和常規(guī)模擬儀表控制功能單一的局限性，同時(shí)在為克服DDC控制雙工系統(tǒng)高成本的探索中，于20世紀(jì)70年代中期研究出來(lái)的以多微機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的新型控制系統(tǒng)。第一代DCS集散控制系統(tǒng)（DCS）工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)第二代DCS第三代DCS現(xiàn)場(chǎng)

7、總線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線的定義 按照IEC1158標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)總線是一種互聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備及其控制系統(tǒng)的雙向串行數(shù)字通信協(xié)議。也就是說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線是控制系統(tǒng)中底層的通信網(wǎng)絡(luò)，具有雙向數(shù)字傳輸功能，在控制系統(tǒng)中允許智能現(xiàn)場(chǎng)裝置全數(shù)字化、多變量、雙向、多節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)一條物理媒體互相交換信息?，F(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）模型，而不同的現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)構(gòu)又不盡相同?，F(xiàn)場(chǎng)總線工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)的開(kāi)放性 開(kāi)放是指對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開(kāi)性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)于遵從。一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，是指它可以與世界上任何地方遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備或系統(tǒng)連接。通訊協(xié)議一致公開(kāi)

8、，各不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換?，F(xiàn)場(chǎng)總線開(kāi)發(fā)者就是要致力于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放系統(tǒng)。用戶可按自己的需要和考慮，把來(lái)自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放互聯(lián)系統(tǒng)。（2）互可操作性與互用性 互可操作性，是指實(shí)現(xiàn)互聯(lián)設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通；而互用則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類(lèi)似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。（3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性 它將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成，近靠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性 現(xiàn)場(chǎng)總線已構(gòu)成一種新的全分散性控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。從根本上改變了現(xiàn)有DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。（5）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性 工作在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)前端，作為