工業控制網路系統它具有哪些特點

1. 工業網路的工業網路的特點

網路技術的產生對工業控制來說有以下優點：(1)安裝布線方便；(2)模塊化；(3)易於診斷；(4)自我建構；(5)企業化管理。雖然工業控制網路有這些優點，但實際上工業控制網路的進展卻遠不及商業網路，主要原因有二：(1)工業網路標准太多。各廠商從自身利益考慮會極力推行自己的網路標准。不同的網路協議針對特定的應用領域，因而具有各自的特點，各有其存在的環境和價值。而且新的協議還在不斷產生，這樣用戶往往無所適從，擔心一旦選用了一種協議後，會被某些廠商鉗制。(2)網路化所必須增加的成本對用戶來講往往是一項沉重的負擔。所以直到現在，具有網路介面的元件還很少，運動控制器也是如此。

2. 工業控制網路的概述

叢書名：21世紀高等院校電氣工程與自動化規劃教材
在現場匯流排技術的基礎上發展了工業控制網路，它是用具有數字通信能力並能大量分散在生產現場的測量控制儀表作為網路節點而構成的。工業網路具有很高的公開性，對於通信協議的要求也很高。它的運作主要是把現場的設備之間的信息可以自由交流，在這樣就更容易完成控制系統的任務，完成速度更快，與工業控制網路相比，現場匯流排就不能很好地完成這個任務。

3. 了解工業控制

一、工業控制系統（Instrial Control System，ICS）
1、工業控制系統是指由計算機與工業過程式控制制部件組成的自動控制系統，它由控制器、感測器、傳送器、執行器和輸入/輸出介面等部分組成。這些組成部分通過工業通信線路，按照一定的通信協議進行連接，形成一個具有自動控制能力的工業生產製造或加工系統。
2、根據中華人民共和國公共安全行業標准中的信息安全等級保護工業控制系州燃孝統標准，可將通用的工業企業控制系統層次模型按照不同的功能從上到下劃分為5個邏輯層，依次為企業資源層、生產管理層、過程監控層、現場控制層和現場設備層。根據不同的層次結構劃分，各個層次在工控系統中發揮不同的功能。

二、工業控制網路
1、目前，工業控制網路還沒有一個標準的定義。工業控制網路就是工業控制系統中的網路部分，是一種把工廠中各個生產流程和自動化控制系統通過各種通信設備組織起來的通信網路。
2、工控網路由多個「網路節點冊稿」構成，這些網路節點是指分散在各個生產現場，具有相應數字通信能力的測量控制儀器。它採用規范、公開的通信協議，把現場匯流排當作通信連接的紐帶，從而使現場控制設備可以相互溝通，共同完成相應的生產任務。
3、實現測量監控是工業控制網路的基本任務，因此工業控制網路特別強調數據傳輸的完整性、可靠性和實時性，這就要求工業控制網路能夠提供相應的實時通信功能。
4、從發展過程來看，工控網路經歷了從傳統控制網路到現場匯流排，再到目前研究非常廣泛的無線網路以及工業乙太網的道路。

三、工業控制系統與工業控制網路
1、工業控制系統包括工業控制網路和所有的工業生產設備，而工業控制網路只側重工業控制系統中組成通信網路的元素，包括通信節點（包括上位機、控制器等）、通信網路（包括現場總段衫線、乙太網以及各類無線通信網路等）、通信協議（包括Modbus、Profibus等）。
2、許多企業對工業控制網路安全存在認識上的誤區：認為工業控制網路沒有直接接入互聯網，入侵者無法通過工業控制網路攻擊工業控制系統。而實際的情況是，企業的許多控制網路都是「開放的」，系統之間沒有有效的隔離。進一步，採用最新技術的黑客和惡意軟體甚至可以有效入侵物理隔離的網路。

不同於傳統的生產安全（Safety），工控系統網路安全（Security）是要防範和抵禦攻擊者通過惡意行為人為製造生產事故、損害或傷亡。可以說，沒有工控系統網路安全就沒有工業控制系統的生產安全。只有保證了系統不遭受惡意攻擊和破壞，才能有效地保證生產過程的安全。雖然工業控制網路安全問題同樣是由各種惡意攻擊造成的，但是工業控制網路安全問題與傳統IT系統的網路安全問題有著很大的區別。

4. 工業網路的種類及其優缺點

工業網路在自動控制系統中的應用常有以下幾種形式：分布式控制系統DCS(Distr~uted ControlSystem)、現場匯流排控制系統FC(Fieldbus ControlSystem)及工業乙太網(Instrial F_．themet)，它們構成當今工業控制的主流，同時Intemet及Web技術的發展，促進工業控制系統向Web自動化的趨勢發展。(1)DCS系統又稱集散控制系統，是一種穩定、可靠、安全的工業控制方式，目前廣泛應用於國內各種工業控制現場。其基本思想是分散控制、集中管理，典型結構是上、下位機系統及其通信網路，上位機稱為操作站，下位機稱為控制站。操作站處於信息監控層，實現控制系統的控制操作、過程狀態及報警狀態顯示、歷史數據的收集和各種趨勢的顯示及報表生成與列印；控制站處於現場控制層，是對現場物理信號(包括模擬及開關信號)進行實時採集並進行數據處理、控制運算，並將結果傳送到上位機；系統的網路負責各控制站之間、操作站與控制站之間以及操作站之間的數據通信和聯絡。(2)FCS系統產生於2O世紀8O年代，是在DCS基礎上發展起來的，在智能現場設備、自動化系統之間提供了一個全數字化的、雙向的、多節點的通信鏈路。FCS的出現促進了現場設備的數字化和網路化，並且使現場控制的功能更加強大。相對於DCS一對一結構、採用單向信號傳輸、布線及調試成本高、互操作性相對較差等缺點，FCS最大的特點就是大大減少了布線及由此引起的調試、安裝、維護等其它成本，因而獲得了廣泛應用，發展非常迅速。目前世界上流行的現場匯流排有Profibus-DP、FF、DeviceNet、Lonworks、Modbus等4O多種。
(3)工業乙太網 具有現場匯流排開放性、互操作性、互換性、可集成性、數字化信號傳輸等特點，許多專家預測乙太網將會成為取代現場匯流排的一種最
佳選擇和最終發展方向。乙太網是IEFES02-3所支持的區域網標准，採用帶碰撞檢測的載波偵聽多路訪問技術(CSMA／CD)，在辦公自動化領域得到了廣泛應用。乙太網技術應用於實時性要求很高的工業控制領域，關鍵要採取有效手段避免CSMA／CD中的碰撞。由於乙太網通信帶寬得到大幅提高，5類雙絞線將接收和發送信號分開，並且採用了全雙工交換式乙太網交換機，以星形拓撲結構為其埠上的每個網路節點提供獨立帶寬，使連接在同一個交換機上面的不同設備不存在資源爭奪，隔離了載波偵聽，因此網路通信的實時性得到大大改善，保證了乙太網產品能真正應用於工業控制現場。而且乙太網技術成熟，連接電纜和介面設備價格相對較低，帶寬迅速增長，可以滿足現場設備對通信速度增加而原有匯流排技術不能滿足的場合的需求。
(4)Web自動化技術 Intemet網把全世界連成了一個整體，而Web技術引發了信息技術的革命。把Web技術應用到工業控制領域就產生了web自動化。web自動化的基本思想是只要需要，在任何時間和地點都可以對工業現場的數據進行實時訪問和控制。web數據採集和控制的基本要求是：必須要有一個能夠通過web網路和TCP／IP協議連接監控設備和過程數據的界面，即用戶界面層；要有一台能夠使所需顯示或控制頁面通過過程瀏覽器訪問的Web伺服器，即運行邏輯層；要有一個處理本地事務(即w曲伺服器)和遠端系統(即客戶端)之間數據接收和存儲的資料庫伺服器，即資料庫層。這就是典型的三層結構。第三層(資料庫層)第二層(運行邏輯層)第一層(用戶界面層)在web模式下可以實現用戶界面和運行邏輯的有效分離，用戶瀏覽器僅負責界面的顯示，操作者可直接通過瀏覽器訪問web伺服器上的各類信息而將運行邏輯遷移至web伺服器端；無需對客戶端的應用軟體進行安裝，也無需對客戶端的控制項進行注冊，應用軟體的升級很方便，如果應用程序的功能和運行邏輯需要改變，系統維護人員可直接在web伺服器上對相應的頁面和組件進行修改，用戶立即能得到新的功能。
(5)上述控制方式的應用特點 雖然FCS技術具有傳統DCS所無法比擬的優越性，但其推廣應用也受到諸多因素的制約，DCS並沒有也不會隨著FCS的發展而馬上退出現場過程式控制制的舞台，這是因為，首先，目前我國控制現場很多設備還不是智能儀表，不能直接與現場匯流排相連；其次，FCS的價格特別是智能設備比較昂貴，採用FCS的綜合價格仍高於DCS；第三，DCS也在不斷採用新技術，如與PLC(可編程序控制器)很好地融合、滲透和集成，普遍採用IPC作為其操作站，並且採用人工智慧技術等，DCS呈現出向綜合化和智能化發展的趨勢；第四，FCS標准種類繁多，不同標準的設備相互通訊一
般比較繁瑣i第五，在強調安全、可靠第一位的應用場合，更多地是考慮DCS技術的成熟和高可靠性，同時一些專家擔心FCS一旦通信線路故障將引整個系統的癱瘓。在電廠輔機系統如化學水處理系統，目前一般仍以DCS為主，在此基礎上局部採用FCS技術，組成混合系統，筆者稱之為FDCS系統(Fieldbus Distr~uted Control System)。對工業乙太網，目前已不僅僅只適用於工業網路控制系統的信息層，而且提供了現場控制級的應用，如SIEMENS公司的PLC提供專用的乙太網介面模塊，研華科技的新型智能模塊中內置了Web伺服器，使現場模塊具備網頁發布功能，通過網頁與外界直接交換信息。而web自動化技術的優點是，操作者可在現場之外，不受時間和空間限制，通過瀏覽器訪問web伺服器上的各類信息，方便電廠調度、指揮等部門瀏覽、查詢現場數據，或根據許可權發布控制命令，實現對現場設備的監控。

希望我的回答對你有幫助

5. 工業控制網路的特點

工業控制網路同時具有諸多特點。它具有實現互連設備間、系統間的信息傳遞與溝通的互操作性；還具有可以與世界任何地方遵守同標準的其它設備連接的系統開放性；與此同時，工業控制網路還可以與紅外線、電力線、同軸電纜等很多設備合作，這就使得它可以適應不同的現場環境；還有一個明顯的特點就是通信實時性，能提供相對應的實時通信，具有時間管理功能。