集散管制系统的网络结构

系统的过程参数和系统的运行信息可以从运行着数据的服务软件的操作站上面获得；同时把上层管理计算机的调度指令和生产指导信息向下面进行传送。计算机的调度指令和生产指导信息主要包括：大型工业过程各个子系统之间的协调控制与调度管理；工厂级的综合管理、统计、决策和调度；企业内部多组装置或者生产过程的数据通信管理。系统网简介系统网完成的基本功能主要有：现场的控制站把现场的I/O采集数据传送到操作站里面；为了满足大面积的协调控制的需求，每个现场控制站之间都进行数据传递；操作站和工程师把控制指令或者组态数据传递到现场控制站；每个操作站之间的数据一致性要保证完好。系统网里面的交换设备、网络适配器和通信介质等在配置的时候都可以双重冗余，对于两个已经冗余配置的网络来说，在工业系统里面分别把这两个网叫做A、B网。发送数据的站点在进行数据发送的过程中，只要两条线里面有一条可以工作，能工作的线就会把接收到的数据包往两个线路上面同时进行发送；接收数据包的站点会根据接收到的数据包的时间顺序或者是质量的标记，在冗余的数据包里面只选择里面的一个。这样的话假如网络中出现了线路交错故障的话，收发数据照样可以正常进行，并且如果出现故障的网络恢复了正常的话，系统重新进行通信的时候基本上不消耗恢复时间。

符合的标准是ISO11898CANSpecification20B，控制网的这种总线网络的特点是根据优先级进行抢占式的。控制网在进行数据通信的时候可靠性、实时性和灵活性都比较高。CAN总线的特点是：通信的速度快、距离长，并且价格跟其他的网络比是比较低的，作为通信的总线在很多中工业环境里面都适用，控制网具备的主要特点有：1）主工作方式有多种。网络上面的任意一个节点都可以主动的向任意一个别的节点发送信息，在发送信息的过程中并不区分主从，通信的时候方式也可以灵活的变化，并不需要地址等这些节点信息，在构成多台机器的备份系统方面非常方便。2）网络节点的信息可以分成多种优先级，这些优先级对于不同的实时要求都可以满足，对于高优先级的数据在传输的时候最多耗费时间134us。3）采用的总线仲裁技术是非破坏性的，如果有很多个节点同时向总线发送消息的时候，优先级比较低的节点会主动退出发送，而优先级较高的节点可以继续传输数据，而且发送的过程是不受影响的，这样可以大大降低总线的仲裁时间，就算是网络非常繁忙，网络系统也不会瘫痪。4）采用的帧结构是短帧的，这种结构传输的时间短，受干扰的概率也不高，检错效果非常好，每帧信息都有CRC校检或者其他的检错措施，数据传输出现错误的概率非常低，如果节点中出现了严重的错误，它就会自动关闭传输功能，这样就不影响总线上面的其他节点。下图就是控制网里面的总线连接图，从图2可以看出，有四个机笼接在了现场控制站的控制网络上面，左边的两个是本地的机笼，右边的两个是远程的I/O机笼，远程I/O机笼在于本地I/O机笼相连的时候是通过光纤来实现的。每个机笼里面都有10个插槽，最左边的两个插槽需要插入控制模块里，右边的插槽插入到I/O模块里。设备层简介灵巧总线SmartBus是一种实时控制网络，位于I/O模块的里面，用来连接I/O模块和底板控制器的，控制器和全部的I/O模块之间的互连和信息传送都可以实现。主要的特点有：发送和广播发送功能是支持点对点的；有些节点发生了严重的错误的时候不会影响别的节点的正常工作；传输的时间比较短，不容易受到干扰，检错效果非常好；对于信号和信号之间或者信号与主机之间的隔离非常容易实现；对于模块级别的功能扩展也非常容易实现。

分布式的网络结构能够确保网络中的各个模块在工作的时候都能够保持独立，可以把危险的系统进行分散。系统结构和外界的接口进行连接就是开放化，网络的传输分工非常的细致就是立体化。信息在处理的时候能够综合进行，并且和网络的技术相结合起来，可以达到网络自动化和管控一体化的目的，这就是信息化。计算控制系统是基于以太网技术的，具备的特点是成本低、对外开放、扩展性和稳定性都比较好，远程控制也可以实现，管理起来也非常的方便，实现管控一体化。

作者：王红 单位：山东金光集团