工业通讯（精选八篇）
工业通讯 篇1
1 改造方案
利用双向无线控制设备YL-WD16ES来代替堆取料机的通信电缆，实现无线通讯。YL-WD16ES具有无线双向控制功能，每套设备约3万元，由发射端(A设备)和接收端(B设备)组成。A、B两台设备需配对使用，相互控制，发射端经连接的外部线路接收到外部信号后，以无线电波的形式发送到接收端，接收端接收到无线信号后通过其内部电路将信号输出到与其相连的外部线路。设备同时具有自诊断功能、检测对方设备是否在线和故障输出报警等。
具体改造方案中，中控室至堆取料机控制信号的控制线路为:堆取料机中控启/停、堆取料机中控急停、出料皮带运行信号→通过光纤送至FCS01号DCS控制站→控制站无线通讯设备发射端→堆取料机上无线接收端→堆取料机PLC, 实现无线传输。堆取料机至中控室信号的控制线路为:堆取料机备妥、运行、故障信号→机上无线通讯发射端→控制站无线设备接收端→FCS01控制站→中控室，实现无线传输。
2 具体内容
1)分别在DCS站和堆取料机上安装两套无线通讯设备。将中控启/停、中控急停和出料皮带运行信号通过DCS站DO中间继电器常开点接入无线通讯设备发射端各通道;机上无线接收端各对应通道输出接机上电控柜内各控制继电器线圈。堆取料机备妥、运行、故障信号通过电控柜继电器常开点接入机上无线设备发射端各通道;DCS控制站内无线设备接收端各对应通道接DCS站DI中继线圈。实现输入、输出信号的无线传输。接线原理见图1和图2。
2)无线设备天线的安装及信号调试
天线通过延长线接入室外，两套无线设备的天线应保持平行且距离在要求范围内，不能有金属屏蔽，天线之间尽量避免有遮挡物。天线通过吸盘牢固固定在接地良好的铁质基座上。
通过对频道设置选择位的跳线来完成频道选择，以使两台无线设备的频道设置一样，实现正常通讯。
3 实际应用效果及推广情况
2011年3月，因90m圆堆堆取料机控制电缆损坏严重，我们利用停机检修对其进行了无线改造，大大降低了由于电缆受损或折断造成信号丢失引起的设备跳停次数，提高了设备运转率。由于堆料机跳停会引起上级进厂大皮带输送机连锁跳停，而该皮带输送机长达4.3km，跳停后易引起积料且频繁启动，降低了皮带使用寿命。改造后，由于堆场运转率的提高，进厂大皮带输送机跳停次数减少，从而增加了皮带使用寿命，也降低了设备频繁启动增加的电耗和对电动机及减速机等设备的冲击危害。
石油工业标准化通讯创刊十周年贺词 篇2
词
石油工业标准化技术委员会主任: 发挥纽带和桥梁的作用,为石油工业 标准化事业的发展做出新贡献——庆祝《石油工业标准化通讯》创刊十周年 《石油工业标准化通讯》创刊已经十周年了.值此10周年之际,谨向一直关心和支持《通讯》建设的石油工业标准化技术委员会,石油工业标准化研究所以及中石油,中石化,中海油三大石油公
司领导表示衷心的感谢!《石油工业标准化通讯》是油标委的内部刊物,办刊宗旨是:宣传,普及,推动标准化工作.对本刊提出的要求是:层次要高,选材面要广,质量要精,报道要及时,影响
面要大.本着这一宗旨,十年来,《通讯》坚持为石油工业服务的方向,架起了油标委与广大读者之间信息沟通的桥梁.本着这一宗旨,十年来,本刊及时向广大标准化工作者宣传贯彻了国家标准化主管部门的政策,传达落实了油标委和总公司关于行业标准化的要求,报道了油标委和所属各专标委开展的标准化活动,以及国内外标准化机构,组织的活动情况,为创造健康有效的石油工业标准化机制发挥了积极作用.2000年9月,国家石油和化学工业局批准成立新的石油工业标准化技术委员会,在新油标委的领导下,本刊的工作翻开了新的篇章.2001年1月,为了适应石油工业标准化工作的发展和需要,《通讯》在原8版的基础上增加为16版,改版后的《通讯》由石油工业标准化技术委员会秘书处和石油工业标准化研究所共同主办.新改版的《通讯》信息量增大,实效性更强.它搭建了一个标准化信息共享的平台,构筑了一个联结油标委与广大标准化
工作者的桥梁,提供了一个展示三大油公司标准化成果的舞台,受到了普遍的好评.从《通讯》跨入它第十一个年头开始,将认真贯彻油标委四次年会的精神,为落实”1115”目标和大会提出的各项任务,进一步发挥纽带和桥梁作用,为促进和发展石油工业做出新的,更大的贡献.(《石油工业标准化通讯》编辑部)石油工业标准化研究所是我们的家,石油工业标准化通讯是家的书信,我们要常回家看看,孜孜不倦地阅读家的书信,正值石油工业标准化通讯创刊十周年之际,祝标准化之家兴旺发达,标准化通讯蒸蒸日上.大庆油田有限责任公司质量安全环保部
在你们辛勤的耕耘下,10年来,《石油工业标准化通讯》为油田提供了丰富的标准化信息,对油田及时了解标准化动态,掌握标准化知识,指导油田标准化建设起到了很好的作用.值此创刊10周年之际,塔里木油田分公司质量安全环保处致以
热烈祝贺,并衷心祝愿本刊物越办越好!塔里木油田分公司质量安全环保处 知识传播的窗口,标准探讨的平台,愿《石油工业标准化通讯》连接全世界!辽河油田分公司质量安全环保处
了解标准化信息的窗口,联结标准化工作的纽带.恭贺《石油工业标准化通讯》创刊十周年!祝《石油工业标准化通讯》越办越好!中油股份玉门油田分公司 欣悉《石油工业标准化通讯》创刊十周年,谨向你们表示热烈地祝贺!自1994年创刊以来,《石油工业标准化通讯》以快捷准确的方式,向石油工业各级标准化管理人员和工作者,在标准化法律法规方针政策,标准的制(修)订发布,ISO,API采标和产品认证等方面,全方位地提供了标准信息咨询服务,促进了石油工业标准化技术基础工作健康发展.十年来,《石油工业标准化通讯》为指导油田生产,规范市场秩序,提高产品质量,促进油田经济持续发展,推进我国石
油工业标准化工作的发展与进步,提高我国石油工业标准化工作者及有关管理人员,技术人员的学术与技术进步,均发挥了积极的舆论宣传导向作用.希望你们发扬成绩,再接再厉,并衷心祝愿《石油工业标准化通讯》以更多栏目,更丰富多彩的内容,扬葩振藻地向前发展,为石油工业技术监督的发展推出更多精品!中石化集团公司河南石油勘探局质量技术监督处 《石油工业标准化通讯》已经迎来了它十周岁的生日,十年来《石油工业标准化通讯》及时传达了国家标准化的方针政策和上级主管部门的精神,以及标准化信息.在标准化组织,石油企业,标准化工作者之间架起了联系与沟通的桥梁.通过他的宣传,提高了广大石油职工的标准化意识,有力地推动了石油行业的标准化工作.祝贺刊物越办越好,更好地成为标准化工作者的良师益友,中国石油行业标准化工作 的指南.胜利石油管理局技术监督处
工业通讯 篇3
摘要：当前，应用比较多的无线通讯技术主要包括无线短程网、无线局域网以及蓝牙技术。它们在工业环境中的应用各有优点，根据不同的工业需要，可采用不同的技术。文章将对这三种技术做了一个较为详细的分析，同时针对无线技术未来的发展方向及需要改革的方面也提出了见解。
关键词：无线通讯；数据传输；无线网络；工业领域
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0004-02
无线网络是当代很受重视发展的一个网络数据传输系统，它利用无线电波来进行传输，与计算机所处的地理位置无关。当下比较流行的一个全新概念，网络化智能传感器，就是在无线技术的基础上形成的，它方便了工业化数据的传输、发布以及共享。在工厂的环境下，无线通讯技术在各种智能和自动化设备通信中发挥着无可替代的作用。在某些特殊场合，它可以实现有线通讯所无法实现的通信功能，对工业通讯进行了实质性的完善。
1 无线短程网的应用
在工业生产中，无线通讯技术的使用可以实现对设备仪器的自动化控制，对于生产率的提高起到了很大的促进作用。最近这些年，无线通讯技术中应用最为广泛的当属无线短程网，它的优势很多，而作用却不尽相同。毫不夸张地说，它的使用可满足一般工厂的工业生产的需要。现将它的优点归纳如下：
（1）功率消耗较低。这也是无线短程网最大的一个优势，无线短程网应用了休眠方式来接受数据信号，因此整体运行时间也就很短。这样做的好处就是不但可以降低功耗，提高整个网络的工作效率，而且提高了资源利用率。这也是无线短程网能够得以推广的重要原因之一。
（2）数据传输迅速。无线短程网可以通过为固定宽带用户提供专用间隙的方法，有效避免了数据传输时的拥挤，大大提高了数据传输效率。
（3）设备数量很多。结构方面，现有的无线短程网虽然只能连接一个主设备，但是它里面包含的设备数量却可以高达六万多个。网络角度方面，里面可以包括一百多个网络，这便使得网络功能变得更加强大。
（4）兼容性。网络协调器的使用、CSMA-CA的信道存取，使得各网络的协调配合，发挥作用不再是梦想。
（5）时间延迟小。通过优化时延敏感器的功能，可以将所有时延控制在十几毫秒以内。
2 无线局域网的应用
在庞大的无线短程网面前，无线局域网之所以能够得以应用，自有它的优势，与无线短程网相比，它可以传输更远的距离，传输时间更短，传输效率更高，因此整个无线通讯网因为无线局域网的加入变得更加强大。在工业现场一些禁止使用电缆的特殊环境下，有线局域网很难发挥它的作用，在这种背景下，无线局域网便肩负起了它应该肩负的使命。在工业领域，随着微电子技术的发展，无线局域网成功地将感应器、检测器、计算机、读卡器等设备连接成了一个控制网络，加强了工业设备联网通讯的能力。
无线局域网相比有线局域网，更适合被用来组建工业化自动网络。因为它有着有线局域网所不可及的优势。首先无线网的通信方式多样，既适用于一对一通信，也可以实现一对多通信，既可以通过通信协议也可以通过网卡等加以实现，根据具体的环境及应用，选择不同的方式方法，这就使得所有的工业设备均可以接入到无线网络，极大地提高了信息的处理能力。因此无线局域网更加适合工业网络的应用。
无线局域网方便了施工，因为它不需要进行布线，仅仅利用无线电波便可以完成通信，在工业环境中，且不说有些场合实在难以布线，即使是勉强布线成功，也很容易发生碰撞等事故，不利于无线网络的安全运行。因此，从这个角度来看，无线局域网也大大提高了通信的安全性，提高了工业生产的效率。
无线局域网的覆盖范围特别大，在不加入无线设备的情况下，它的覆盖半径便可以达到四五百米，加上了设备，就可以达到几十公里，设想一下，这在工业环境的应用中应该是绰绰有余的了。
3 蓝牙技术的应用
蓝牙是近几年发展非常迅猛的一种近距离通信技术，虽然它的传输距离并不长，但它却可以在有限的距离内实现数据的准确收发，而且它的应用领域特别广泛，近几年在工业领域的应用也发挥了不可小觑的作用，在有限的范围内实现了数据共享的功能。
未来蓝牙的发展趋势就是在安全运用的基础上实现无线传输，并力所能及地去扩宽其应用领域。说到安全运用，就是使用较小的资金投入（这也是蓝牙的一个优势）来达到严格控制数据信息的目的，以最少的资金投入来换取最大的收入回报。蓝牙的最新运用就是采用无线传输的方式，它在无线通讯的基础上进行一些调整之后便可以投入到汽车制造等工业中，将会带来巨大的方便。至于扩宽领域，这也是迫在眉睫必须大力研究的地方，因为只有领域扩宽了，才能创造出更多的服务项目，才能更好地服务于工业现代化建设。另外蓝牙技术的发展还会有助于无线通讯技术与有线通讯技术的结合，协同工作，这将大大有利于整个通讯事业的发展。
4 无线通讯技术的改革途径
尽管无线通讯技术在当下已经成为一种潮流，发展也特别迅猛，但它依然还有许多需要改进的地方，结合我多年工作的经验，归纳了一些比较有效的改革方法。鉴于目前应用于无线通讯的宽带还有很大的提升空间，因此第一个方法就是进行宽带创新，扩宽宽带意义重大，将有利于数据信息的传输，提高网络传输数据的效率，带来极大的方便。第二种方法就是进行网络创新，具体说来，就是将IP技术应用到交换网络之中，这样才能掌握好最适合的网控对象。这样做可以增强通讯设备的数据传输功能。要想顺利传输大容量的数据，便需要加强对传感器的使用，当前加强传感器功能的较好的方法就是采用Bluetooth。
5 无线通讯技术的发展方向
为了实现不同厂家设备之间的兼容、无线系统和工厂现有系统之间的共存，必须制定一个普遍适用的无线通讯协议，这也正是当前无线网络发展的一个重要方向。
无线网通信在以后的重点发展方向就是要提高无线传输的安全性，保证数据传输的可靠性，减少无线传输的功率损耗，加强对于整个无线通信网络的管理以及增强与有线通信网络的协同合作。在此基础上进一步提高数据传输速率，扩宽无线网的覆盖范围。
无线传输虽然发展迅速且潜力惊人，但当前整体来看，依然处在发展早期阶段，其应用领域主要局限在汽车制造、食品加工等方面，因此扩宽无线网络的应用领域也很重要。
当前所出现的无线类型很多，虽然无线网络发展迅速，但我们首先应该对无线传输技术进行一个清晰的定位，在当下，它只是在有线不可及的地方加以使用，所以无线网的发展应该以与有线通信相结合为目标。
无线网的优点是安全、可靠且适用于多种工业环境，因此最近几年的发展特别迅猛，取代串口通信也只是时间问题。目前在工业环境下，主要被用于进行数据采集和视频监控等、方便了固定设备与移动设备之间的通信。当前管理收集数据的无线传感器网络，也是通过传感器与各种自动化设备互联而成的，它受到了社会各界的关注，发展前景十分美好。
6 结语
在科学技术发展迅猛的时代，无线通信的出现绝非偶然，随着无线通讯技术的不断进步成熟，它在某些特殊的工业环境下，确实已经取代了有线通讯技术，新技术取代旧技术在表面上看起来理所应当，但是对于无线通讯技术而言，我们一定不能大意，我们需要做好各方面的准备工作，让这种技术的发展推广能够真正地服务于现代化的建设，因此上面所说的改革创新就是十分有必要的，要想服务社会，在有线通讯的基础上占有一席之地，那么首先就得完善自身，为以后可能会到来的无线通讯时代打好基础。
参考文献
[1] 朱子峻.无线通信技术应用于变电站自动化的探讨
[J].电力系统自动化，2009.
工业通讯 篇4
太原重工股份有限公司为山东某用户开发出具有自主知识产权、满足用户使用要求的国产TZΦ180 mm三辊连轧管机组已经平稳运行一年多了,在这一年多的时间里,Φ180三辊连轧管机组庞大的网络系统通过了巨大的考验。
1通讯方式
近年来,一系列新的网络架构已越来越广泛地应用于自动化工业领域,取代了原有的串口通讯而成为自动化系统通讯的主流。根据产品的特性与传统的积累,Φ180三辊连轧管机组用到的通讯方式有PROFIBUS DP 、工业以太网和光纤。
(1)PROFIBUS DP是一种功能强大、开放、坚固耐用的总线系统,能保证无问题的通讯。PROFIBUS DP用于和现场设备间的快速、循环数据交换,可从网络上的任何地点进行组态、调试和故障排查。
(2)工业以太网设计基于IEEE 802.3 (Ethernet)强大的区域和单元网络,使自动化部件彼此连接,并连接到工控机和工作站以及无线通讯部件,可提供同机种和异机种通讯。其主要特点如下:连接方法简捷,可快速调试;因采用冗余网络拓扑结构,具有高可用性;采用简单、有效的诊断概念,持续监控网络部件;由于现有网络容易扩展,因而具有高度灵活性,是系统范围内实现联网的基础。
(3)光纤按照光传输路径的不同可分为多模光纤和单模光纤;按材质不同可分为POF(塑料)光纤、PCF光纤、玻璃光纤等。光纤的主要特点是传输损耗低、传输频带宽、抗干扰性强、安全性能高、重量轻、机械性能好。
2网络结构
网络结构的重要性毋庸质疑,合理的网络结构规划将大大提升网络性能,从而提高生产效率。图1为Φ180三辊连轧管机组的网络总图。Φ180三辊连轧管机组可划分为3大区域:穿孔机区、连轧机区、定径机区。每个区自成网络系统,增加了生产线的灵活性。各区网络之间又是相连的,对设备之间的连锁、互锁以及数据的交换和维护提供了便利,也保障了安全。
网络贯穿于整条生产线,PROFIBUS DP是整条生产线中运用最多的网络,每个区的主PLC与本区的子站、变频器装置、现场感应器、检测器等网络部件连接起来,形成了本区PROFIBUS DP网络。每个区都至少配有一个中继器,PROFIBUS DP网络每超过大约150 m增加一个中继器,这和网络本身、现场环境都有关系。中继器的主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发来扩大网络传输的距离。在连轧机PROFIBUS DP的网络中,DP/DP耦合器连接两个PROFIBUS DP网络,通过在耦合器内进行内部复制,在两个DP网络间进行数据交换。每个区的主PLC是通过工业以太网与带光纤接口的工业交换机相连接,再由交换机通过工业以太网与本区的上位机、维护机以及其他辅助机连接,用于网络之间的转换,从而使PROFIBUS DP网络与工业以太网进行数据交换。工业以太网交换机采用存储转换交换方式,并且其内置监控网络运行状况功能,使得在恶劣危险的工业环境中保证以太网可靠稳定的运行。每个区至少配有两台交换机,本区内的交换机相互连接,其中一台交换机再与其他区交换机相连接。它们之间是用光纤连接的,从而实现了区与区之间的网络通讯。连轧机区齿条限动小车的驱动采用了4台变频器,这4台变频器之间是用SIMOLINK光纤连接的,对于主从之间的通讯,SIMOLINK响应速度更加快速。TDC是连轧区电气控制的核心,所以其网络搭建更为重要,TDC与过程数据采集系统及工程师站之间采用了以太网双绞线,达到了更好的屏蔽效果。
3通讯方法
PLC与PLC的通讯通过工业以太网连接起来,然后再通过Step7软件进行通讯,PLC之间的通讯流程图见图2。
图2中用到了两种通讯方法:1号线路是将两个站集中放到一个项目中的网络通讯流程;2号线路是将两个站分别放到两个项目中的网络通讯流程。第一种通讯方法更为简便。
变频器与变频器的通讯依靠SIMOLINK光纤连接起来,形成环型网。齿条限动小车共运用了4台变频器,运用了一主三从的通讯方法。表1为变频器与变频器通讯的参数设置。
4网络诊断
在整条生产线的网络中,网络诊断非常重要,可能导致PROFIBUS DP网络发生故障的原因有总线电缆接线/安装错误、DP主站和DP从站组态错误、相关的PROFIBUS DP网络组态错误、CPU程序中通信寻址错误,这些故障可通过以下两种方法检查。
(1)使用BT200 Bus Tester进行测试。当PROFIBUS电缆未使用时,栓查测试电线是否破损、防护层是否破损、导线之间或者导线和防护层之间是否短路以及定位数据电缆破损/短路的位置等。网络处于使用中时,检查从站的可用性、检查主站和从站的RS 485接口、使用示波器配合测量信号电平。
(2)使用HW Configuration可以在线或者离线监视总线,从而检查总线上连接的DP主站和DP从站的组态,可以从CPU中将组态下载下来用于离线分析。 如果在HW Configuration中对组态进行在线分析,可以识别故障或者有缺陷的模块。对于不支持诊断的模块,也可以探测潜在的通道故障。如果模块发生故障,则故障时间被记录在诊断缓冲区中。
5结束语
Φ180三辊连轧管机组中的工业通讯以稳定的网络结构、合理的通讯方式、简便的通讯方法以及多种诊断方案为提高生产率打下了良好的基础。
摘要：介绍了在Φ180三辊连轧管机组网络中应用的通讯方式与网络结构,以及PLC与PLC之间、变频器与变频照之间的通讯方法。
工业通讯 篇5
1工业OPC通讯Tofino安全解决方案
Tofino工业网络安全解决方案针对针对工业数据互联的“OPC通信协议”而设计的, 旨在提供一种基于“OPC通讯协议”深度检查的安全通信方案。Tofino拥有极高的性价比, 它能够在信息层和控制层中间建立深层防护, 即使有黑客或病毒通过企业防火墙, Tofino亦能有效实施安全防护功能[3]。Tofino模块采用Tofino Central Management Platform (CMP, 中央管理平台) 进行集中配置、组态和管理 (可远程甚至跨国使用) , 控制网或企业网均可以在适当位置安装CMP。使用CMP, 并装载各种必要的Loadable Security Modules (LSMs, 可装载安全软件插件) , 就可以实时在线调整Tofino模块, 使之满足所保护区域及设备的安全要求。LSM能够为企业用户量身定制的加密, 入侵检测及控制协议识别等安全解决方案。例如, 可以将其中一个Tofino模块作为专有PLC网络的防火墙, 将另外一个Tofino模块作为网络RTU通讯的加密系统。当然, 单个Tofino模块可以同时装载多个LSM, 同时提供多重安全防护。Tofino Security System一方面是一个完整的分布式的安全解决方案, 另一方面又可以简单、安全地进行集中管理, 这些特性使得它成为一款独一无二的产品。对大型工业企业来说, Tofino Security System更意味着最佳的安全效益和技术支持, 并不只是简单满足了独立的关键控制设备的安全需求。不同于传统的IT防火墙, Tofino专为工业环境控制网络通信安全要求而设计。现场技术人员只需简单为Tofino接入电源, 并连接两个网络的电缆即可, 无需其他任何操作。一旦安装成功, 安全/技术人员即可毫不费力地管理任何系统, 以总揽公司大局的方式对网络威胁作出反应。最重要的是, Tofino既可以灵活运用在单纯由PLC构成的小型工厂中, 又能够满足那些拥有成千上万个设备并且分布全球各地的大型跨国公司的使用要求[4]。
1.1 Tofino OPC通讯安全解决方案
一个完整的Tofino OPC安全解决方案包含以下六部分:
Tofino安全模块 (TSA) :硬件设计遵循增强型工业环境要求, 应用于受保护的区域或控制器等关键设备之前, 设计使用寿命27年, 能够提供安全系统的工业平台, 适宜温度-40°C to+70°C, 防护等级IP20。
Tofino可装载安全软插件 (LSM-Firewall) :工业网络交通警察, 提供防火墙及网络交通控制功能的软插件内置50多个工业专用及商业IT通信协议, 预先定义超过25个控制器类型, 通过通讯协议指令级别的管控, 预先组态用于高级过滤和攻击保护的“特殊规则”。符合ANSI/ISA-99.00.02的网络分段要求, 达到区域隔离目标。
Tofino可装载安全软插件 (LSM-OPC Classic Enforcer) :管控OPC服务器及授权客户端之间的数据通信, 并且应用专有技术动态跟踪OPC通信所需端口, 同时Tofino的“Sanity Check”检查功能能够阻挡任何不符合OPC标准格式的DCE/RPC访问。同样也对OPC授权客户端发往OPC服务器的OPC对象请求进行检查, 以提高OPC服务的安全性。
资产管理插件 (LSM-Secure Asset Management) 像雷达一样, Tofino的安全设备资产管理 (SAM) 可装载模块可以追踪每一个通过Tofino安全设备进行通讯的设备。
事件报警插件 (LSM-Tofino Argon Event Logger) :Tofino事件记录可装载模块对您的安全事件提供了可靠的监控功能和记录功能, 它是一个专为工业控制网络设计的日志记录系统。
Tofino中央管理平台 (CMP) ———窗口化的中央管理平台系统及数据库, 用于Tofino安全模块的配置、组态和管理。
1.2 Tofino OPC通讯安全解决方案架构
针对信息层 (Information zone) 与操作站层 (Station zone) 之间, 是过程控制网络与企业信息网络的接口部位, 由于来自企业信息层病毒感染及入侵的概率较大, 所以该部位是目前防护的重点, 该部位通讯采用OPC接口。基本架构如图2所示。
1.3 Tofino技术方案的主要创新点
1.3.1通信协议过滤技术:能够识别数据包所使用的通信协议, 不符合工业控制网络专用通信协议的数据包将被阻止。
1.3.2通信内容深度检查技术:能够深入到工业专用通信协议的内部, 对通信的具体内容进行分析、检查, 只允许内容合法的数据包通过防火墙。对通信内容的深度检查可包括协议使用的控制命令、寄存器的地址、数值的范围等。
1.3.3身份认证技术:所有通信请求的发起者都要经过严格的身份认证, 只有经过身份认证的通信请求才被允许。
1.3.4通信内容加密技术:所有通信的内容都被加密后传输, 防火墙对收到的信息进行解密后再进行通信协议过滤和内容的深度检查[5]。
2 Tofino安全通讯方案的实现
针对企业的网络结构及要求, 采用在DCS和数采网之间加防火墙, 然后在数采网增加一台服务器安装CMP进行集中管理和监控的方式对网络进行防护。方案的实现主要包括TSA、CMP服务器的硬件的安装和设置、网络安全测略的组态等。硬件的安装按照图2的架购图进行安装即可, 方法比较简单, 在这里不再赘述, 只介绍网络安全策略的组态。
网络安全策略组态:
基本安全策略
系统搭建结束后, 对整个网络进行安全策略组态, 防火墙组态遵循以下基本安全策略:a.除允许设备 (指定的PHDBuffer) 能访问相应的DCS OPC Server外, 其它均不允许访问此节点。b.能访问DCS OPC Server的PHDBuffer只能通过OPC Classic标准进行访问。c.TSA本身不设IP地址。d.被保护的OPC Server IP地址隐藏。先用Tofino扫描和资产发现功能将TSA探测到, 然后通过拖放的方式建立网络结构。创建和组态Firewall安全策略。
测试安全策略
将TSA运行模式改为“Test”模式, 进行测试, 测试过程中需将OPC Client重新启动。测试中会出现报警信息, 可通过双击进行分析, 并可利用报警信息进行组态。如果“Test”模式下无正常通讯被拦截现象, 即可将模式改为运行模式。
对OPC Classic Enforcer进行设置
组态OPC Server的Talker Rules通讯规则, 指定通过OPC Classic与OPC Client通讯, 开通Netbios-ns和Netbios-ds, 以使其二者建立连接。OPC Classic Enforcer防火墙开始提供对OPC Server和OPC Client的防火墙保护[6]。
3系统验收与测试
表1所示验收指标都经过了现场验收并对现场设备进行了现场测试, 测试内容包括OPC通信、硬件功能测试、软件功能测试、系统整体运行等。测试结果见表2。
测试结果表明, 服务器、数采机等设备运行正常。防护功能及深度检测功能已经完全达到合同与技术协议的要求。能够隐藏防火墙后端所有设备的IP地址, 让入侵者无法发现目标, 更无从发动任何攻击。
Tofino安全防护系统自身是基于非IP的独有专利安全连接技术进行管理, 能够阻挡任何欺骗式攻击。
4结论
该套利用Tofino技术实现工业OPC通讯的控制系统在企业主要生产装置投用以来, 运行情况良好, 对MES系统与DCS控制系统之间的网络安全运行实现了有效的安全防护作用。各Tofino设备网络通信运行正常, 通过OPC接口实现的数据采集运行稳定、可靠, 前期设定好的符合规则的通信可以正常通过, 非设定的数据不能通过, 达到预期设定目标, 系统的投用为企业工业控制网络安全运行提供了保障。
参考文献
[1]曲强.DCS数据交换中OPC接口技术的应用分析[M].北京:中国科技博览出版社, 2014 (5) :231.
[2]杨建民.基于Tofino防火墙技术实现工业网络隔离[J].计算机与网络, 2013 (5) :70-73.
[3]王显东.入侵检测技术及其在企业网络安全中的应用[M].大连:大连理工大学出版社, 2005:45-50.
[4]武淑.入侵检测技术在企业网络的应用[M].太原:太原科技杂志社, 2014 (1) :63-65.
[5]张宏.网络安全基础[M].北京:机械工业出版社, 2004:21-24.
工业通讯 篇6
现代控制领域中, 综合性控制系统DCS (DIstributed Control System, 分散控制系统) 随着大型工业生产自动化的兴起和过程控制要求的日益复杂应运而生。它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物, 可提供窗口式人机界面和强大的通信功能。电气ECS (Electrical Control System) 系统是DCS的一条重要分支, 其主要应用于发电机的启、停控制及逻辑;工厂用电系统各开关的控制及逻辑;电气系统的各参数与设备状态的监视;继电保护动作情况、故障报警及时间顺序记录。因此系统中总站与从站各个设备之间的通讯, 是系统控制过程中的重要一环, 决定着控制决策执行的正确与否。文章以基于PLC控制系统中的通信对系统通信原理进行介绍, 并附交通灯控制实例加以说明。
2 通信原理
2.1 并行通信与串行通信
工程应用中, 为实现分散控制和集中管理, 控制系统的各个部分必定要相互进行数据通信。按照传输方式, 可分为并行通信与串行通信。
并行数据通信是以字节或字尾单位的数据传输方式, 其特点是传输速度快, 但传输线的根数多。适用于近距离数据传输。
串行数据通信是以二进制的位 (bit) 为单位的数据传输方式, 每次只传送1位, 适用于举例较远的场合。工业控制一般使用串行通信。PC机和PLC都有通用的串行通信接口, 例如RS-232C和RS-485接口。
2.2 异步通信与同步通信
在实际通信中, 操作时很难保证数据接收方和发送方有相同的传输速率, 为了保证发送过程和接受过程同步, 不发生累计误差造成的错位。可以根据实际通信要求选用同步或异步通信方式。
异步通信发送字符的信息格式有1个起始位, 7、8个数据位, 1个奇偶校验位 (可省略) , 1、2个停止位组成。在通信开始之前, 通信双方需要对所采取的信息格式和数据传输速率作相同的约定。由于1个字符中包含的位数不多, 及时发送方和接受方的收发频率略有不同, 也不会因两台设备之间的时钟脉冲周几的积累误差而导致收发错位。其特点就是传送附加的非有效信息较多, 传输效率稍低。
同步通信方式以字节为单位 (8bit) , 每次传送1、2个同步字符, 若干个数据字节和校验字节。在同步通信中, 发送方和接收方要保持完全同步, 因此要用调制解调的方式从数据流中提取出同步信号, 使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。其传输速率较高, 一般用于高速通信。
2.3 单工通信方式与双工通信方式
单工通信方式只能延单一方向发送或接收数据。双工方式的数据可以沿两个方向传送, 每一个站既可以发送数据也可以接收数据。双工方式又分为全双工和半双工两种方式。
3 PLC通讯功能介绍
PLC其它PLC, 变频器, PC机, 远程设备, 工业以太网等按照不同的通信协议进行通信, 文章主要介绍PLC与PC机之间的通信。
PLC与使用自由端口模式的PC机的通信:自由端口模式为PC机与PLC之间的通信提供了一种方便和灵活的方法。在自由端口模式, PLC的串行通信有用户程序控制, 可以用接收完成中断、字符接收中断、发送完成中断、发送指令和接受指令来控制通信过程。
发送指令 (XMT) 启动自由端口模式下数据缓冲区的数据发送。通过指定的通信端口, 发送存储在TBL中的信息 (最多255个字符) 。发送结束时可以产生中断事件。接收指令 (RCV) 初始化或终止接收信息的服务 (最多255个字符) 。通过指定端口, 接收的信息存储在TEL中。在接收完最后一个字符时, 或每接收一个字符均可产生一个中断。
4 VB通信功能的介绍
4.1 Windows环境下上位机通信软件介绍
在Windows环境下, 上位机与PLC实现串行通信, 需要有软件提供人机交互平台, 实现通信控制。常用的可实现串行通信的软件有Win CC flexible组态软件和VB程序设计软件。由于实际工程需要的多变性及复杂性, 多选用VB搭建人机交互平台。
VB不仅能实现串行通信, 还能满足各种工程实际的不同要求, 设计不同的面向对象的工作窗口界面。它本身提供的各种控件, 可以方便简易的实现各种设计要求。
4.2 MSComm控件的属性
VB提供了一个串行通信控件Miscrosoft Comm Control, 即MSComm控件。编程人员只需要设置和监视MSComm控件的属性和事件, 就可以轻而易举的实现串行通信。
MSComm控件提供了两种处理方式, 即可产生两种事件进行通信, 事件驱动方式和查询方式。事件驱动方式:Rthreshold属性非0时, 收到的字符或传输线发生变化时就会产生串口事件On Come。通过查询Comm Evernt属性可以捕获并处理这些通信事件。查询方式:通过查询接收缓冲区的字节数 (Input Buffer Count) 属性值, 处理接收到的信息。
5 应用实例
城市交通路口信号控制充分应用了这一通讯功能的应用。现代社会多变的交通状况。传统的交通控制方法已经不能解决目前的城市交通问题, 因此基于PLC可通信的控制系统可时效性的解决这一问题。部分通信程序如下:
(1) VB程序:
通过VB实现与PLC通信。使PC机可以实时的管理PLC的工作。在此通信基础上, 控制系统各部分运行良好, 无误码出现, 有效的解决了交通拥堵中红绿灯控制的问题。
6 结束语
基于PLC控制系统的通信过程明显将现有控制技术提升一个新的阶段。通信技术已经是工业控制中不可或缺的一个重要环节, 也会是未来发展的主要方向, 以满足现代工程远程化, 实时性的发展需要。
摘要：控制系统中各个设备之间的通信是目前控制系统发展的重点环节。文章以基于PLC的控制系统中上下位机通讯的实现, 介绍计算机通信的基本原理, PLC通信方式, VB通信控件, PC/PPI电缆的应用。并用交通灯实例说明程序实现方法, 较完整的阐述了个环节之间通信的实现方式。
工业通讯 篇7
关键词：可编程控制器 (PLC) ,工业以太网,继电器,上位机,iFIX系统
0 引言
可编程序控制器 (PLC) 是一种能够适应多种工业环境的控制装置, 其稳定的性能受到广大工业生产者的好评。这种控制系统具有极高的可靠性和灵活性。应用面广、功能强大、使用方便, 是当代工业自动化的主要设备之一。变频技术的发展推动了PLC的应用, 它应用大规模集成电路, 微型机技术和通讯技术的发展成果, 逐步形成了具有多种优点和微型, 中型, 大型, 超大型等各种规格的系列产品, 应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。PLC在工业水泵与上位机通讯系统的应用主要体现在它的开关量输出功能。
工厂的现状是上位机不能直接监视工业水泵的运行情况, 给工厂的生产带来不便和安全生产带来不稳定因素。鉴于以上我们决定研发利用现有的网络构架实现工业水泵与上位机通讯。
1 提出各种方案并确定最佳方案
1.1 通讯方式分析
现有的主要几种工业控制通讯方式有“工业以太网”, “现场总线通讯”, “串口通讯”。通讯方式应具有的优点是数据传输及时、准确, 不影响设备正常运行, 经济性、实用性高。
以下是这3种通讯方式的分析表:
1.2 通讯方式的选择
根据我厂目前通讯方式为工业以太网 (如下图) , 经过认真比较, 利用现有通讯方式研制通讯系统为最佳选择。
以下是在工业以太网下的数据传输过程。
首先:设备终端 (如:传感器、流量计接触器等设备的模拟量及开关量信号传输到PLC (可编程控制器) 。
然后PLC通过交换机把数据传输到服务器上。
服务器将数据再传输到上位机, 上位机i FIX系统直接精确地监视、控制生产过程 (是全球最领先的HMI/SCA-DA自动化监控组态软件) 。
2 具体方案分析、实施
2.1 需解决问题
在基于工业以太网通讯方式下, 研制工业水泵与上位机通讯系统需解决以下三点问题:
问题一:工业水泵与PLC之间的通讯。
问题二:PLC信号识别及反馈。
问题三:上位机信号识别及状态显示。
2.1.1 问题一:工业水泵与PLC之间的通讯
解决方案:通过继电器传递通讯信号。
它的主要优点是:通讯方便, 应用广泛, 性价比高。它的主要缺点是:编制程序繁琐。经过讨论, 可以解决各项编程问题。因此, 决定采用此方案。
确定问题一的解决方案后, 对几种备选继电器进行比较, 由于“欧姆龙继电器”性能稳定, 性价比高等。因此决定选择此品牌继电器。
2.1.2 问题二:PLC信号识别及反馈
解决方案:PLC程序编程。
2.1.3 问题三:上位机信号识别及状态显示
解决方案:上位机IFIX系统编程。
2.2 按解决方案实施
2.2.1 根据以上方案分析, 我们制定了如下对策表:
2.2.2 按对策实施:
(1) 对策一实施:继电器安装及接线。
(2) 对策一实施:PLC DI模块接线。
(3) 对策二实施:PLC程序编程。
我们在中控室电脑上用S7软件进行PLC程序编程。
(4) 对策三实施:上位机IFIX系统编程。
我们在中控室上位机IFIX系统中根据点表确定数据源, 进行程序编制。
3 通讯系统测试
3.1 网络硬件连接 (工业水泵—继电器—PLC)
通过观察、测量硬件系统运行正常。
3.2 上位机显示正常, 所编辑程序运行准确
我们通过跟踪观察, 中控室上位机中, 工业水泵运行状态的显示均正常。工业水泵与上位机通讯系统研制成功。
4 总结
4.1 经济效益分析
本次研制工业水泵与上位机通讯系统硬件投入费用:继电器6个:每个继电器单价198元。共计1188元连接线30米, 价格103元, 合计1188+103=1291元
4.2间接效益
本次活动虽然没有直接的经济效益。但是, 实现了中控工在中控室上位机上可随时监视到工业水泵的运行情况, 消除了之前没有通讯系统时给车间生产带来的安全隐患。为保证车间安全生产起到了积极的作用。
我们将PLC控制柜接线图、工业水泵控制柜接线图归纳到CAD电子版图纸存档。将PLC控制程序、上位机IFIX系统程序备份到移动硬盘, 并建立软件程序档案。供在今后的工作中使用。
参考文献
[1]海心.西门子PLC开发入门与典型实例 (修订版) .人民邮电出版社2010.8.
[2]iFix3.5中文使用手册.2008.
工业通讯 篇8
据统计, 在中国有超过30个的大型城市已经建成地铁或在建地铁交通线路, 并且大多数城市拥有2条以上的地铁线路, 对于北京、上海、深圳、广州这样的特大型城市, 每天有超过100列地铁在满负荷的运营。为了保障乘客的安全以及地铁车辆高效率的运营, 车辆日常维护极其重要。
1 目前地铁车内维护系统的缺点
地铁车辆需要日常维护的系统主要有牵引系统、安防系统、制动系统、故障诊断系统等, 这些系统关系到车辆安全以及车辆能否正常的运营。目前地铁的车内维护系统都是采用带有维护软件的便携式测试单元 (PTU) , 通过电缆与系统进行有线连接来处理故障, 而由于地铁繁重的运营任务, 地铁会出现一些轻微的故障, 这些轻微故障不影响车辆的当前运营, 但是存在安全隐患, 维护技术人员需要对这些故障进行分析, 并及时处理。但是采用有线方式连接的PTU对正线运营的车辆进行分析十分不方便, 特别是当牵引系统报故障时, 牵引系统控制单元布置在车体底部, 正常运行时无法维护。目前工业以太网的实时性强, 安全性高[2], 发展很迅速, 并且以太网融入了无线通讯技术, 使得工业以太网得到了广泛地应用[1]。针对目前地铁车辆车内维护系统的缺点, 为了能让维护技术人员能及时方便地掌握车辆状态, 本文以深圳地铁1号线新增地铁为例, 阐述基于工业以太网和无线通讯技术的地铁车辆车内维护系统的设计。
2 系统结构
深圳地铁1号线新增地铁采用四动两拖的结构, 其中中间四节为动车, 分别布置有四组牵引箱, 而车辆诊断系统和火灾系统主机布置在两头的拖车, 需要在车内组建一套具有无线传输功能的工业以太网, 通过以太网可以对列车控制与诊断系统、牵引系统的所有数据下载和应用程序更新, 并支持事件记录仪与火灾报警系统、视频监控系统之间的数据交互, 维护技术人员可以通过装有维护软件的PTU无线监控列车状态数据, 无线传输网络频段不能对列车自动控制 (ATC) 系统以及其他无线电系统造成影响。
2.1 以太网系统拓扑图
以太网系统拓扑图如图1所示, 4台以太网交换机和2台无线传输设备通过以太网电缆构建成一个车内局域网, 在中间2节动车以及2节头车分别布置了1台以太网交换机, 用以连接6节车内需要连接无线维护系统的电子控制单元, 各交换机之间采用1根4芯以太网电缆连接。在2节头车分别安装1台无线传输设备。
2.2 系统硬件
2.2.1 以太网交换机
除了基本的以太网交换机功能外, 由于地铁车辆的特殊性, 车内的设备还应具备抗冲击、抗震动、工作环境温度范围宽、安全可靠性高等特点, 为此本设计方案选用了研华 (中国) 公司的EKI-6528TI型工业以太网交换机。EKI-9528TI型工业以太网交换机具有8个10/100 Mbps M12连接器的以太网端口, 可以满足连接车载各系统电子控制单元的需求。工作环境温度为-40℃~75℃, 满足铁路标准EN50155, 在抗冲击和震动性能上满足铁路标准IEC61373。
2.2.2 无线传输设备
根据地铁车辆对无线传输的特殊性, 本设计方案选择了研华 (中国) 公司的EKI-6351型无线路由器, 该无线路由器能自由选择2.4G和5G传输频道, 可以避免与ATC系统以及其他无线电系统相互干扰。具有完整安全认证机制, 系统以外人员不能搜索到维护系统的SSID, 保证了车辆无线维护系统的安全性。该无线路由器支持IEEE802.11n通信技术, 带宽可达300 M, 能在某条通信链路故障后自动寻址自动恢复, 重新建立新的无线通信链路, 实现系统智能愈合, 从而大大提高了系统的安全可靠性。
2.3 无线车内维护系统
工业以太网具有灵活的接口, 使得其他系统能很好的与以太网对接[3]。通过无线工业以太网将各节车内具有以太网接口的牵引控制系统、列车控制与诊断系统、辅助电源系统等连接起来, 构成了无线车内维护系统, 系统结构如图2所示。各车载系统的电子单元通过M12的以太网接口接入到以太网局域网, 头车有网络控制与诊断系统的事件记录仪 (EDRM) 和车辆控制单元 (VCMe) , 火灾报警系统的主机, 安防系统的主机。中间4节车的控制单元 (VVVF) , 分别接中间的2台交换机。
当无线传输设备工作时, 在头车 (A1车或A2车) , PTU等应用终端通过车内无线局域网可以直接采用FTP方式下载与车内以太网直接连接的终端设备 (EDRM、VCMe等) 的数据, 实时监视设备的工作状态;也可以上传软件到这些终端设备中, 对这些设备的应用软件进行维护和更新。
如图3所示, 为事件记录仪连接登录界面, 每个事件记录仪具有不同的IP地址, 根据唯一的IP地址来访问事件记录仪, 下载各个车辆的事件故障数据或查看车辆的故障记录, 以分析车辆各系统的工作状态。图4为车辆故障数据的查询界面。
3 结语
本文所阐述的基于工业以太网和无线通讯技术的车内维护系统设计方案, 具有维护方便快捷的特点, 能及时处理地铁车辆的故障以及实时监控车内各系统的工作状态, 这对提高地铁运营效率有很大的帮助。
参考文献
[1]王文君, 胡国珍.工业以太网及无线接入技术的研究[J].工业控制计算机, 2008, 21 (1) .
[2]张立众.工业以太网实时性问题及解决方案[J].光通信技术, 2010 (1) .