工业自动化网络技术范文第1篇

【关键词】 钢铁工业 自动化 工业以太网

钢铁生产过程繁杂且冗长，一般包括选矿、烧结、高炉、转炉、轧钢等等工序。钢铁生产过程中的高温、高辐射和粉尘对钢铁工人的健康影响较大，有些钢铁生产过程还对钢铁工人的人生安全带来威胁。例如经常发生爆炸或铁水四溅，造成钢铁工人皮肤灼烧等现象。如何充分发挥自动化网络控制技术的优势，引进国际先进的控制系统来提高钢铁生产的生产效率，保证钢铁工人的生命安全是每个大型上市钢铁企业急切解决的难题。新余钢铁集团作为国内的上市企业，投入了大量的人力、物力和财力，引进自动化控制系统，实现现代企业的自动化管理。

一、我国钢铁工业自动化现状

目前，我国大部分钢铁企业都引进先进的自动化控制系统或设备，控制钢铁生产的全过程，这些先进的自动化控制系统不仅包括单机操作系统，还包括分布式系统，基本上能满足正常的生产需求，但离国际先进水平还有一定的差距。为满足进一步的需求，一些新建的钢铁项目淘汰了一些过时的自动化控制系统，引进单机自动化设备，实现自动控制分级管理。

钢铁工业自动化控制系统一般包括四级，分别是采集执行层、控制层、生产管理和调度系统和企业信息管理层，每层实现相互独立的管理，又相互集成。采集执行层实现物理量的测量及执行具体的控制命令；控制层集中控制钢铁生产工艺过程，优化生产控制；生产管理和调度系统完成钢铁生产过程中各工序的协调管理；企业信息系统层则完成各子系统的集成管理，实现网络化控制。一般来说，采集执行层采用传感器技术等，而其它层则采用以太网，不同层的网络之间的无缝集成不是非常顺畅。如何实现这些层之间的集成一直是未来钢铁企业发展的重点和核心。只有真正做到控制系统与管理系统的信息集成，钢铁工业自动化才真正实现了，也才能发挥钢铁企业自动化控制系统的真正作用。

二、钢铁工业中的自动化网络控制技术

2.1现场总线控制技术

现场总线控制技术起源于上世纪80年代，使用现场总线控制技术设计的自动化控制系统称为现场总线控制系统，包括德国BOSCH公司的CAN，基金会公司的现场总线等等。这些系统的子系统之间独立性比较明显，同是各子系统之间又是可集成的。所谓现场总线控制系统就是指一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的生产过程自动控制系统，各子系统均采用不同仪表实现人机互动操作。现场总线控制系统全球非常多，包括60多个不同厂家生产的现场总线控制系统，在实现各种系统的无缝集成、沟通生产现场、控制设备、企业更高的系统管理层之间的联系等方面有其独特的优势。现场总线控制系统在钢铁工业中的应用非常广泛，贯穿钢铁工业生产的全过程，包括选矿、烧结、高炉、转炉、轧钢等等工序，以现场总线控制技术为支撑的自动化控制系统具有精确性好，维护性和扩展性好，子系统之间的集成度高等特点。

2.2工业控制计算机

所谓工业控制计算机就是将个人计算机应用到工业过程控制中，通过软件控制生产过程。工业控制计算机高度开放，系统集成度也更高，更加灵活、更加低廉地实现了工业过程控制。工业控制计算机通过集成通信、人机界面和功能软件，实现PLC功能和DCS功能，通过价格低廉的PC机，使用一般的硬件平台，安装各种各样适合程序开发的软件，实现工业控制管理。例如工业控制计算机上可以安装Windows-NT和 Windows-CE等操作系统。新余钢铁集团公司将许多DCS或单回路数字式调节器统一使用工业控制计算机来实现生产控制，节约了企业的生产成本，取得了显著的经济效益，并且大大节约了调节器或传感器的维护困难。

2.3工业以太网

近几年，工业以太网广泛用于钢铁工业中的自动化控制，通过遵循以太网的的TCP/IP协议，将钢铁工业生产过程中的各种控制器连接起来，通过工业控制计算机进行控制管理。工业以太网技术发展已趋成熟，许多钢铁工业自动化控制器都具有了TCP/IP协议接口，或RS232、RS486或IEEE1394等等，通过这些接口技术可以将许多钢铁工业过程中的传感器接入INTERNET网，实现系统集成化，企业信息化管理。

三、结语

综上所述，我国钢铁工业自动化网络控制技术包括现场总线技术、工业控制计算机和工业以太网，通过自动化网络控制技术可以提高钢铁的生产效率，降低能耗，是世界工业生产的一部分。虽然我国的自动化网络控制技术起步比较晚，但最近几年工业控制计算机和工业以太网在钢铁工业中的应用发展迅速，非常理想的解决了钢铁工业过程控制，实现了钢铁工业过程的一体化问题，钢铁企业的经济效益得到了显著的提高。

工业自动化网络技术范文第2篇

论文关键词:工业以太网；特点；趋势；全开放网络

论文摘要:工业以太网控制系统是集散控制系统(dcs)和现场总线控制系统(fcs)之后产生的一种新型的工业控制系统。本文简要介绍了工业以太网的特点，并详细论述了工业以太网在控制领域的应用现状以及以太网交换技术的发展趋势，并提出了以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络的观点。

传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础，随着it技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高，工业控制网络所担负的工作越来越重。与数据信息网络不同，工业控制领域需要一种高速廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络。以太网（ethernet）技术支持几乎所有的网络协议,所以在数据信息网络中得到广泛应用，具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备等多方面的优势。工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势。

一、工业以太网技术的特点

以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢迎的通信网络之一。近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显：

（一）ethernet是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。

（二）以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络。

（三）软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。

（四）通信速率高，随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高，对信息量的需求也越来越大，有时甚至需要音频、视频数据的传输，目前以太网的通信速率为10m、100m的快速以太网开始广泛应用，千兆以太网技术也逐渐成熟，10g以太网也正在研究，其速率比目前的现场总线快很多。

（五）可持续发展潜力大，在这信息瞬息万变的时代，企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络，信息技术与通信技术的发展将更加迅速，也更加成熟，由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。

二、工业以太网在控制领域应用现状

工业以太网与现场总线相比，它能提供一个开放的标准，是企业从现场控制到管理层实现全面的无缝的信息集成，解决了由于协议上的不同导致的“自动化孤岛”问题，但从目前的发展看，工业以太网在控制领域的应用主要体现在以下几种形式。

（一）混合ethernet/fieldbus的网络结构

这种结构实际上就是信息网络和控制网络的一种典型的集成形式。以太网正在逐步向现场设备级深入发展，并尽可能的和其他网络形式走向融合，但以太网和tcp/ip原本不是面向控制领域的，在体系结构、协议规则、物理介质、数据、软件、实验环境等诸多方面并不成熟，而现场总线能完全满足现代企业对底层控制网络的基本要求，实现真正的全分布式系统。因此，在企业信息层采用以太网，而在底层设备级采用现场总线，通过通信控制器实现两者的信息交换。

（二）专用工业以太控制网络

如何利用工业以太网单独作为控制网络是工业以太网的发展方向之一，也是工业控制领域的研究热点之一。如德国jetter ag公司的新一代控制系统jetweb，是融现场总线技术、100mb/s以太网技术、cnc技术、plc技术、可视化人机接口技术和全球化生产管理技术为一体的工业自动化控制系统，同时具有广泛的兼容性，可兼容第三方自动化控制产品，提出“网络就是控制器”的观点，是取代所有底层现场总线的工业网络结构。这种工业控制网络是将以太网贯穿于整个网络各层次，使它成为透明的覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合，实质上是一个单层的扁平结构，其良好的可扩展性和互连性，使之成为真正意义上的全开放网络体系结构的大统一。

（三）基于web的网络监控平台

嵌入式以太网是最近网络应用热点，就是通过internet使所有连接网络的设备彼此互通，从计算机、pda、通信设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部，可以利用企业信息网络，进行工厂实时运行数据的和显示，管理者通过web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器，连接具有tcp/ip界面的控制主机以及具有rs-232或rs-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。

三、以太网交换技术的发展趋势

以太网和通信技术的突飞猛进，促使工业以太网技术进一步发展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看，目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用，并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来说，工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面：

（一）工业以太网与现场总线相结合

工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展，在技术上日渐成熟，在市场上也开始了全面推广，并且形成了一定的市场。就目前而言，全面代替现场总线还存在一些问题，需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构，开发出基于工业以太网的系列产品。

（二）工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋

随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展，为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础，从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍，为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此，国际电工委员会iec正着手起草实时以太网(real-time ethernet, rte)标准，旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。

参考文献：

[1]徐皑冬,王宏,杨志家.基于以太网的工业控制网络[j].信息与控制,2000年4月,第29卷,第2期

[2]贾东耀,汪仁煌.工业控制网络结构的发展趋势[j].工业仪表与自动化装置,2002年,第5期

[3]杨清宇,施仁.基于因特网的工业控制网络体系结构研究[j].信息与控制,2002年10月,第3l卷,第5期

（三）基于web的网络监控平台

嵌入式以太网是最近网络应用热点，就是通过internet使所有连接网络的设备彼此互通，从计算机、pda、通信设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部，可以利用企业信息网络，进行工厂实时运行数据的和显示，管理者通过web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器，连接具有tcp/ip界面的控制主机以及具有rs-232或rs-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。

三、以太网交换技术的发展趋势

以太网和通信技术的突飞猛进，促使工业以太网技术进一步发展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看，目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用，并成为事实上的标准。未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来说，工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面：

（一）工业以太网与现场总线相结合

工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展，在技术上日渐成熟，在市场上也开始了全面推广，并且形成了一定的市场。就目前而言，全面代替现场总线还存在一些问题，需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构，开发出基于工业以太网的系列产品。

（二）工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋

随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展，为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础，从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍，为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此，国际电工委员会iec正着手起草实时以太网(real-time ethernet, rte)标准，旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。

参考文献：

[1]徐皑冬,王宏,杨志家.基于以太网的工业控制网络[j].信息与控制,2000年4月,第29卷,第2期

工业自动化网络技术范文第3篇

关键词：移动 通讯 网络 优化

中图分类号：G219文献标识码： A

伴随着当今移动通讯事业的迅速发展与创新，如何提出科学地、合理地移动通讯网络优化方案，从而进一步有效地改善移动通讯网络的质量以及其稳定性是所以移动通讯行业应该高度重视的首要问题。以GSM通信为代表的移动通信服务，已经不能凭借基站的建设和机组的大规模扩充来提高移动通信服务质量了，目前工作的重心，应该从数量上的追求，转变为对移动通信质量的改善，比如优化移动通信网络等。因此，在GSM通信如此庞大的用户基础上，要想为用户提供更加优质的通信服务，就务必要落实移动网络优化技术，全面、合理的改善移动通信网络，保证移动通信网络能够连续的、持久的以最佳状态运行。

1.移动网络优化技术在GSM通信中的应用现状

目前我国在GSM通信中所使用到的移动网络优化技术，主要是以下三种：一是由各系统的供应商所提供的OMC系统；二是无线频率的规划软件；三是像路测软件、信令分析软件这一类的无线网络及交换网络测试分析的软件或设备。结合笔者自身的工作经验，以及国内GSM通信在移动网络优化方面的实际情况，其应用现状可以归纳为以下两点。

1.1 以技术人员为主，以辅助设备和软件为辅

技术人员作为移动网络优化的主导力量，在目前的科学技术条件下，是无法被机器或程序所代替的，所以从这一点上来讲，国内GSM通信对移动网络的优化，仍然要靠专业的技术人员来进行设备操作、软件应用。但是，由于国内GSM通信在发展的前期，为了适应我国庞大的用户群众数量与辽阔的国土面积，所以过分偏向于以数量来取胜，忽视了移动通信的网络质量，这给现阶段的移动网络优化工作带来了极大的难度，不仅在移动通信网络优化的技术手段上较为落后，在相关工作人员的专业技能上也达不到需求标准，导致GSM通信的移动网络优化进展缓慢。

1.2 移动网络优化范围广、程度浅

现阶段的GSM通信移动网络优化工作，尚处于初级阶段，由于受到自身网络优化技术的限制，所以在移动网路优化的工作思路与实际工作上来看，主要是广泛开展移动网络优化工作，普遍提升已有GSM通信网络水平。当然，这一移动网络优化方式的负面影响就是，只是简单的对网络进行了一定程度的优化，没有深层次进行网络优化，相关工作人员的专业知识与基础技能得不到有效的发挥与检验，不利于我国GSM通信在移动优化技术方面的深入研究与持续进步。

1.3 以无线网络的优化为主

GSM通信的移动网络优化工作，目前主要是针对无线网络和交换网络，随着无线热点技术与设备在日常生活中的广泛应用，无线网络的优化逐步成为了GSM通信移动网络的优化重心。无线网络优化的目的，主要是为了解决通话掉线的问题，以及通话无法建立的问题，其采用的优化方式，一是常用的检测设备与路测，二是对通信网络的频率规划进行优化，三是继续加快完善无线通信技术。

2.移动网络优化技术在GSM通信中研究与应用的不足之处

2.1 研究人员不足，实际应用缺乏监督管理

GSM通信的移动网络优化技术研究工作，在研究人员的数量上来看，远远满足不了我国庞大的移动网络体系，出现这一情况的原因，主要还是移动网络优化理念的提出较晚，人才培养政策在这方面的支持力度还有所不足，民众对移动网络优化技术的理解和认识也比较落后。另外，在移动优化技术实际应用到GSM通信中的时候，没有相应的监管人员对优化人员的技术落实进行监督管理，部分优化人员存在的懒惰心理，导致移动网络优化工作的效率低，相应技术难以得到落实，直接造成了GSM通信移动网络的优化工作进展缓慢。

2.2 移动网络优化技术落后，没有形成合理的优化体系

现阶段GSM通信所使用的移动网络优化技术，都是常用的老技术，与国外通信事业发达的国家相比，移动网络优化技术明显落后，出现这一情况的原因，笔者认为主要是受到三个方面的影响：一是我国通信行业在移动网络优化技术方面的研究工作尚处于起步阶段，对移动网络优化技术的认识还不够深入；二是从事移动网络优化工作的人员数量较少，对相关技术的具体落实和实践检验有待进一步提高；三是移动网络优化技术缺乏自主性研究，总是引入其他发达国家的移动网络优化技术和优化思路，自身却不加强自主知识产权的技术研究，过分的对外技术依赖，只会导致我国GSM通信在移动网络优化技术上，始终慢国外一拍。

3.关于移动网络优化技术在GSM通信中深入研究与应用的合理策略

3.1 加大专业性技术人员的培养力度移动网络优化技术要在GSM通信中得到更加深入的研究与应用，就必须解决现阶段人才缺乏的问题，通过国家教育部门的政策、资金帮扶，以及通信服务商对相关人员的继续教育等，大力培养移动网络优化专业的人才，使其更好的作用于GSM通信的移动网络优化工作中，为我国GSM通信的全网优化工作奠定扎实的人才基础，从而促进移动网络优化技术的全面进步。同时，还可以进行国内外相关专业人才之间的交流与合作，对移动网络优化技术进行探讨，或是对其在GSM通信中的实际应用进行合作，实现共赢局面。

3.2 结合数据挖掘技术、智能辅助技术等，进一步完善移动网络优化技术数据挖掘技术能够将移动网络数据信息中的可用数据进行提取与运用，而智能辅助技术则能够帮助移动网络优化人员开展网络优化工作，这些技术的有效应用，无疑可以进一步的完善移动网络优化技术，为GSM通信的稳定、高效运行带来更加好的保障。从GSM通信的移动网络优化技术发展趋势来看，智能优化必然是我国移动网络优化技术发展的趋势，采用一体化处理和简单分析，实现自动网络参数的调整，智能化发现移动网络运行故障和自我解决，缓解相关优化人员的工作量，将成为今后GSM通信移动网络优化技术研究的必然趋势。

3.3 构建并不断完善GSM通信移动网络优化体系

GSM通信移动网络优化体系的构建和完善，是将移动网络优化的思路、方式、技术手段、设备管理等进行系统化的整合，形成层次分明、技术明确的移动网络优化流程，根据不同情况下的移动网络优化问题，制定合理的优化方案，从而更为高效的实现移动网络的优化。智能优化软件是该体系中的关键因素，基于这种架构的优化软件将各种异构数据源通过数据仓库进行统一格式的存储，在这基础上，再进行智能数据分析，其结果直接通过OMC的配置功能模块作用于移动网络系统。

4.总结

在移动通讯网络优化过程中，一直存在着技术水平较差和资金投入不足等问题，因此在今后的移动通讯网络的优化工作中，一定要注意既要努力提高移动通讯网络，也要合理地优化整体的移动系统，从而保证移动通讯网络的顺利运行以及有效地提高其稳定性和安全性。移动网络优化技术在GSM通信中的研究与应用，应该全面的、科学的对移动网络优化技术的研究、应用现状进行整理与分析，发现存在的不足之处，找到合适的改进策略，通过加大专业性技术人员的培养力度，结合数据挖掘技术、智能辅助技术等来进一步完善移动网络优化技术，构建并不断完善GSM通信移动网络优化体系，从而促使移动网络优化技术得到显著的提高，使其更好的在GSM通信中，发挥网络优化的作用。

参考文献

[1]宋蔚腾.GSM移动网络优化技术的研究及应用[D].北京邮电大学,2007.

工业自动化网络技术范文第4篇

[关键词] 煤矿； 自动化系统； 通信网络； 现场总线

进入了21世纪，以工业以太网为代表的信息网络技术进入了快速的发展阶段，使得集计算机综合自动化系统的通信网络来传输煤矿各系统之间信息得到了实现，并且各系统之间的信息传输也逐渐的采用了总线传输方式，如CAN、Rs232总线传输方式就广泛的应用在传输煤矿各个系统内部的数据信息上，使得煤矿自动化系统水平进入了一个新的台阶。

一 煤矿自动化系统的通信网络

工业以太网是一种符合IEEE802.3（以太网）和802.11（无线局域网）标准的高性能的局域网络。通过工业以太网用户可以建立高性能、宽范围的通信网络。目前随着互联网技术的广泛应用，Ethernet传输速率和Ethernet交换技术都将得到了有效的提高和发展，使Ethernet全面应用于工业控制领域，煤矿自动化系统得到了广泛的实施，

在煤矿企业，矿井传统的通信网络是以链型或者以星型网络拓补为主，其各个子系统自成网络，导致了系统的带宽低、可靠性差、不具备冗灾性能。目前以太网技术在煤矿自动化系统中的应用，提高了矿井通信系统的可靠性。并且通过无线以太网技术，可以实现无线组环的功能，比如在煤矿的开采工作面的主运顺槽和辅顺槽与主副大巷连接，这样就能够实现两个顺槽的无线组网，而大巷与有线以太网相连接就实现了开采工作面、主副顺槽、大巷之间形成了一个环路，以便对设备进行回撤，也就简化了施工与运维的难度，提高了系统的可靠性和冗灾性。无线以太网和有线网络采用标准以太网802.3协议与工业以太网进行无缝连接，这样无线以太网设备就可作为工业以太网的接入点来对已经建成的工业以太网的数据进行传输，充分的利用了原有资源，同时以太网通过无线延伸到移动的采掘和掘进工作面，有利于提高网络的灵活性和便利性。

随着科技的进步，计算机综合自动化技术在煤矿企业内广泛的应用，目前煤矿各个生产和监控的子系统的自动化程度越来越高，同时也越来越复杂，其子系统的数量和种类也在不断的增加，但是现有的子系统的传输方式则是采用“星型”或“链型”网络拓扑结构用有线的传输方式接入，将受到现场环境和位置的限制，则需要架设线缆，并且其移动不灵活还缺少链路冗余，可能会出现一碰就断的现象。而基于无线以太网技术的无线自动化适配设备的接入将面向网络侧采用无线以太网技术来接入井下的工业以太网，面向被控设备和子系统侧提供了以太网、总线通信、串行通信等多种接口，便于利用原有资源，并且采用无线以太网技术的自动化接入适配设备将不受线缆的限制，从而实现了便捷的无线接入，提高了系统的可靠性。

二 煤矿现场总线

CAN-bus（Controller Area Network）总线最早由德国Bosch 公司提出的当时主要用于汽车内部单元与控制中心之间的数据通信。因为其具有良好的性能，所以目前被广泛应用于其他领域中，如工业自动化、电力通信、楼宇建筑、汽车电子、电梯网络以及安防消防等诸多领域，并且逐渐成为这些行业的主要通信手段。现场总线CAN-bus 具有以下诸多特点：

1）国际标准的工业级现场总线，传输可靠，实时性高。

2）传输距离远（无中继时最远10Km），传输速率快（最高1Mbps）。

3）单条总线最多可接110 个节点，并可方便的扩充节点数。

4）总线上各节点的地位平等，不分主从，突发数据可实时传输；

5）非破坏的总线仲裁技术，可多节点同时向总线发数据，总线利用率高。

6）出错的CAN 节点会自动关闭并切断和总线的联系，不影响总线的通信。

7）报文为短帧结构并有硬件CRC 校验，受干扰概率小，数据出错率极低。

8）对未成功发送的报文，硬件有自动发功能，传输可靠性很高。

9）具有硬件地址滤波功能，可简化软件的协议编制。

10）通信介质可用普通的双绞线、同轴电缆或光纤等。

11）CAN-bus 总线系统结构简单，性价比极高。

CAN-bus总线在网络开放性、网络通信距离、通信可靠性、数据传输实时性、网络节点数目以及系统设计成本等各个方面都将具有强大的优势，所以当CAN-bus总线在煤矿通信系统中开始应用时就得到了广大用户的认可，目前已经成为煤矿行业首选的通信网络设备。由CAN-bus所构建的现场煤矿设备网络，将能够使得管理者和主控设备及时的了解和处理当前的矿井情况，能够第一时间的发现事故隐患，及时的对其进行处理从而避免危机的发生。而且目前基于CAN-bus现场总线技术已经完全成熟，用其来构建煤矿行业的通信网络或者开发某一特定的通信设备从技术上来说已经不存在任何的门槛，其CAN-bus现场总线本身也符合安全要求，所以其与通常煤矿行业所应用的RS-485标准相比较，CAN-bus现场总线具有更大优势，目前完全可以取代RS-485网络。采用CAN-bus现场总线技术可以组建出一个具有高可靠性、远距离、多主方式和多节点的通信网络设备，并且CAN-bus现场总线技术还可以直接使用RS-485的标准传输光缆和拓扑结构方便快捷的在原有设计资源上进行系统升级。

三 煤矿通信网络中的CAN-bus的发展趋势

CAN-bus现场总线是一个开放的标准，几乎所有的国际半导体公司都为其提供了开发CAN-bus 产品的支持。只需简单地约定网络应用层的通信协议，就能够将设备阶段进行互连互通，从而形成多种设备相互通信的数据网络。利用CAN-bus现场总线可以方便地构建煤矿行业的井下通信主干网络。而作为现场总线CAN-bus 网络的一个设备节点，CANET-E 网关可以与以太网Ethernet 实现互连互通这样就可以将现场总线CAN-bus 接入无处不在的Internet 网络，实现数十公里以外或者整个地区的运行数据采集、管理，来满足煤矿行业现场数据的现代化管理要求。所以对于井下的CAN-bus 设备节点也可以与Wireless 网络实现互连互通来构成小范围的无线数据采集网络。所以由此看来，煤矿行业的CAN-bus 网络正朝着三层网络的方向发展。

采用光纤通信的CAN-bus 网络也是煤矿行业通信网络的一个发展趋势，它与传统的双绞线传输方式相比，光纤的低传输损耗使传输距离大为增加，更适应煤矿行业中远距离传输的需求。在未来发展中光纤通信方式、双绞线通信方式的两种CAN-bus 网络将并存于煤矿行业中。

四 结束语

计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线的应用，使得煤矿自动化技术有了很大的提高，提升了煤矿企业的管理水平。随着科技的进步，社会的发展还应不断的对计算机综合煤矿自动化系统的通信网络与现场总线进行改进，使其能够更好的服务于煤矿企业。

[参考文献]

[1]饶运涛等编著.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京航空航天大学出版社， 2003

[2]朱小江.现场总线CAN-bus在煤矿通信中的应用[J].中国煤炭. 2010（S1）

工业自动化网络技术范文第5篇

关键词： 工业互联网；SDN；虚拟化

1 什么是工业互联网

新一轮科技革命和产业变革正蓬勃兴起，互联网加速与传统产业融合，移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术正逐步向工业领域渗透，一系列新的生产方式、组织形式和商业模式不断涌现，工业互联网应运而生。

不同国家在信息和工业领域的基础不同，发展需求各异，对于互联网与工业/产业深度融合的认识也不同。即使是对工业互联网内涵的认识，美国工业互联网联盟（IIC）与中国工业互联网产业联盟（AII）也不完全一致。IIC将工业互联网定义为：为了商业收入转型，通过先进的数据分析使能智能工业操作的，连接物、机器、计算机与人的互联网[1]。而AII定义：工业互联网是互联网和新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设施[2]。显然两个定义显示出对于工业互联网的发展各有侧重，但两者都一致认为广泛连接、泛在互联的网络是工业互联网发展的基础。

2 工业互联网不会是一个全新的物理网络

随着网络技术的发展，一种业务建一个网的发展模式已经成为过去，运营商为减少同时建设和运营多个网络的成本，一直在探索在同一个物理网络上承载多种业务和服务，各种虚拟专用网（VPN）、Overlay技术得到了大量应用，近年来大热的软件定义网络（SDN）和虚拟化技术，更是让网络通用能力与具体业务要求去耦合成为可能。在这种趋势下，工业互联网单独成网既是逆技术潮流而行，也是资源的浪费。

同时，工业互联网的业务特性决定了不会出现独立的工业互联网物理专网。工业互联网的业务模式可归纳为4种，分别是：智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸。

4种业务模式连接对象包含了人、工厂、机器和互联网平台等，接入方式包括个人拨号、企业宽带、移动蜂窝和区域无线连接等，带宽需求从物联网智能模块的窄带到虚拟现实（VR）协同设计的超宽带。如此复杂的网络需求情况，现有的任何单个网络均无法满足；而如果要重新建设一个完全满足所有工业互联网业务需求的网络，其投资力度、建设规模和管理复杂度都将是巨大的，且产出预期并不明朗。

3 工业互联网冲击现有网络架构

工业互联网以互联网、物联网、移动网以及新型专网为基础，通过SDN、虚拟化等技术整合各个网络的资源，以业务为驱动构建而成。工业互联网业务的复杂性决定了支撑网络的复杂和多元，工业互联网突破了传统公众互联网与企业网的边界，改变了网络服务提供者的分布，对通信网络架构的发展将产生巨大的影响。

3.1 工业互联网延伸了网络范围

传统网络结构中，企业自主建设维护的工厂内网和运营商提供服务的公众网泾渭分明，工厂内支撑办公信息化的信息技术（IT）网络和支撑生产的操作技术（OT）网络也相互隔离。工业互联网打破了这些界线，其网络将由工厂内网和工厂外网组成。

从业务发展看，个性化定制、协同化制造等业务将工厂内网络打开，为满足生产制造的远程控制、监测、操作需求，封闭的OT网络需具备更强的互联互通能力，IT系统的云化使企业IT网络与互联网结合更为紧密。

从技术上看，工业网络有着更高的信息化和信息采集需求，5G等技术工业适配能力的提升，让原有公众网络有机会渗透至工厂生产环节并提供服务；SDN等技术的成熟，也让运营商看到了通过提供高质量VPN和网络分片替代企业专网的可能。

从产业上看，思科等通信企业逐步向工厂内网络渗透，西门子等工业网络提供商出于业务互联网化发展诉求，也在主动开放工厂内网络。支撑工业互联网的通信网络，将突破原有企业网络接入点边界，延伸到工业企业内部，极大地扩展了网络范围。

3.2 工业互联网改变了网络“造血机制”

传统网络中，互联网数据中心（IDC）是信息服务的源头，是互联网的“造血中心”，实现信息汇集是运营商设计网络架构时的考虑重点。移动互联网的发展带来了大量的信息推送需求，从大型“造血中心”向“末梢”的信息传输效率太低，因此在靠近“末梢”的地方出现了大量“储血点”，用以增加服务提供节点，缩短传输路径，提升服务效率。城域网的信息服务能力需要提升，网络架构也要进行相应调整。随着工业企业信息化进程的推进，未来将出现大量的“造血点”。在工业生产过程中，将产生大量有r值、高敏感的数据，主要用于企业生产流程的优化、企业间的相互协调，这种多服务于自己，少服务于公众的高信息安全要求，决定了这部分数据不会集中到某个大型造血中心，而是在本地造血点进行存储、分析，并向外提供服务。这种新的互联网造血分布，将对网络架构产生根本性影响，改变围绕骨干网和骨干节点构建网络的路线，IDC和企业数据中心（EDC）的建设理念和布局思路都将需要调整，城域网、接入网以及微数据中心将在互联网信息服务中扮演更为重要的角色。

3.3 工业互联网提升了网络性能要求

工业互联网对通信网络最直接的影响是提出了更高的网络需求，简单概括就是需要支持百亿终端、百万用户、百级平面的业务发展。百亿终端接入是指，未来智能工业产品和装备――包括智能汽车、家电、机械、仪表及各种智能部件等――的数量将达到百亿级水平，网络需满足工业互联网海量智能工业产品联接、信息交互的服务需求。百万用户是指，工业企业利用网络开展监测、控制等对隔离和安全要求比较高的业务，需要进行用户隔离，网络能够支持百万级的VPN隔离。百级平面是指，网络具备“多租户”能力，每个业务平面是一张具备完整网络管理、控制和数据传输能力的网络，能够为一类业务或一个超大型企业提供完全自主控制管理的网络。

4 结束语

工业互联网的出现是技术和产业发展推动的必然结果，同时也将冲击通信网络原有的技术架构和发展模式。扩大延伸的网络范围、全新的网络信息节点分布、百级到百亿级网络业务需求都将深刻地改变通信网络架构，以开放化、虚拟化、智能化、融合化为发展方向的SDN、5G、窄带物联网（NB-IoT）、IPv6等网络技术将在工业互联网中广泛应用。与移动蜂窝网络代际分明的演进路径不同，互联网成长史告诉我们，互联网从来不按“剧本”发展，但可以预见工业互联网将成为通信网络发展的重要契机和助力，成为重构通信网络架构的起点。

参考文献