基于TCP/IP在工业设备联网的几个主要模块

工业设备信息资讯 2021-03-17 05:29196网络整理阿特

摘要:针对计算机控制技术与工业自动化技术相结合,相互促进的市场需求,本文研究了TCP / IP在工业自动化中的应用以及工业设备联网的关键问题,提出了TCP / IP协议。基于IP的工业设备网络设计方案。它着重于各种工业设备联网的几个主要模块的详细实现:控制模块,复位模块和通信模块,包括相应的内部结构图和设计示意图。

关键字:自动化;工业控制网络技术; TCP / IP;通讯模块

1前言

作为一个专用网络,工业控制网络直接面对生产过程,并负责在工业生产运营中测量和控制信息传输的特殊任务;它在生产现场分散了具有数字通信功能的多种测量和控制仪器。作为网络节点,开放和标准化的通信协议用于将现场控制设备连接到网络系统和控制系统,该网络系统和控制系统可以相互通信基于TCP/IP在工业设备联网的几个主要模块,共同完成自控任务,并最终生成或触发传感器的移动和转换。物质或能量。工业控制网络是网络集成控制系统运行的动脉和控制系统通信的枢纽。与普通计算机网络系统相比,工业控制网络的大多数节点是现场设备,例如可编程控制器,变送器和执行器。节点的智能远远小于计算机。工业控制网络的工作环境也比普通计算机网络差很多。因此,工业控制网络一般应满足开放性,互操作性,实时性,高可靠性,恶劣的工业现场环境适应性,总线电源等特殊要求;也就是说,工业控制网络应具有以下特征:一、具有更好的响应及时性。工业控制网络不仅要求传输速度快,而且要求工业自动化控制中的快速响应,即实时性好;它的二、可靠性,即可以安装在工业控制现场,并且具有抗冲击性,抗振动性和耐腐蚀性。 ,防尘,防水和良好的电磁兼容性,在现场设备或网络局部链路故障的情况下,可以在短时间内重新建立新的网络链路;它的三、开放性更好,也就是说,工业控制网络应该能够轻松地与企业信息网络互连。

随着计算机控制系统的发展,工业控制网络应运而生。在传统的测控系统中,从输入设备到控制器,从控制器到输出设备,设备之间采用一对一的并行连接,即点对点的信号传输方式。 。传输的信号通常采用模拟信号,例如电压和电流。在计算机控制系统中,除了计算机及其外围设备之外,还存在大量的变送器,用于检测过程参数的值,以及用于控制生产过程的控制设备。根据这些现场设备的各个功能单元之间,设备与设备之间以及这些设备与计算机之间的通信协议,使用数据传输技术传输数据信息的过程称为工业数据通信。当需要实现多点之间的通信时,如果是使用数字信号的串行通信,则不必在每对通信节点之间建立直接线路,而是使用网络连接方法来构建数据通道。

2网络接口设计方案

工业设备联网接口旨在为工业现场设备提供以太网接口,从而使工业现场设备成为工业以太网网络上的智能节点。因为每个智能现场设备都实现了以太网和TCP / IP协议的通信功能,并且具有嵌入式Web服务器,所以它可以直接连接到公司信息网络,并可以直接与Internet上的Web浏览器进行通信。这种网络架构集成了本地控制和远程控制,并通过Internet上的Web服务实现了真正的远程控制,维护和远程管理。

当前通过增加8位或16位微处理器和接口芯片将工业仪器和现场设备连接到以太网的方法只能完成简单和低速的数据传输,而不能满足实际的要求。工业领域的时间性质。对可靠性的要求,特别是在有更多连接请求或更复杂的控制任务的情况下;因此,必须使用功能更强大的32位微处理器来运行基于特定应用程序的嵌入式实时操作系统,以进行合理的任务调度。为了满足工业领域的实时性和可靠性要求。

项目设计的任务是为现有的现场控制器设计以太网接口。以太网接口负责与以太网上的设备进行通信,并处理大量的以太网通信事务。以太网接口通过双端口RAM完成与现场控制设备的数据交换功能。我们使用的现场控制器是带有32位ARM7微处理器的可编程多回路控制器。具有控制,记录,分析等功能。可以通过串口和CF卡与上位机进行数据交换。内部可以实现3个程序控制模块,4个单环PID控制模块和6个ON / OFF控制模块。对于各种复杂的控制方案,总体设计框图如图1所示。



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