中央水泵房系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-01-16 09:19本頁面
【正文】 至網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的崩潰和癱瘓。 針對以上這些以太網(wǎng)工業(yè)應(yīng)用的缺陷和工業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)網(wǎng)絡(luò)的特殊要求，除了選用能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中可靠工作的工業(yè)級以太網(wǎng)設(shè)備外，目前已采用多種方法來改善以太網(wǎng)的性能和品質(zhì)，以滿足工業(yè)領(lǐng)域的要求。 采用高速以太網(wǎng)以降低沖突概率顯而易見，如果網(wǎng)絡(luò)中沒有太多的數(shù)據(jù)，沖突概率就會(huì)大大降低。有資料顯示當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷低于36%時(shí)，基本上不會(huì)發(fā)生沖突；在負(fù)荷為10%以下時(shí)，10Mb/s以太網(wǎng)沖突概率為每5年一次、100Mb/s以太網(wǎng)沖突概率為每15年一次。但超過36%后隨著負(fù)荷的增加發(fā)生沖突的概率是以幾何級數(shù)的速度增加的。顯然提高以太網(wǎng)的通信速度，就可以有效降低網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷率，從而降低沖突概率。幸運(yùn)的是現(xiàn)在以太網(wǎng)已經(jīng)出現(xiàn)高速以太網(wǎng)，再加上細(xì)致全面的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的數(shù)量和通信流量進(jìn)行控制，完全可以采用以太網(wǎng)作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。但這種方法不能充分利用帶寬，易造成浪費(fèi)，且不能百分之百地保證沖突不發(fā)生。 采用交換技術(shù)以避免數(shù)據(jù)沖突為了改善以太網(wǎng)重負(fù)荷時(shí)的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，可以使用以太網(wǎng)交換機(jī)（switch）將可能發(fā)生沖突的網(wǎng)絡(luò)用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)隔開，以減少CSMA/CD機(jī)制帶來的沖突問題和錯(cuò)誤傳輸。這樣可以盡量避免沖突的發(fā)生，提供系統(tǒng)的確定性。在交換型工業(yè)以太網(wǎng)中，利用以太網(wǎng)交換機(jī)將一個(gè)共享型以太網(wǎng)分割成若干網(wǎng)段，工作在每一網(wǎng)段的主機(jī)對介質(zhì)的爭用仍采用CSMA/CD的競爭機(jī)制，而連接個(gè)網(wǎng)段的交換機(jī)則采用路由機(jī)制。在以太網(wǎng)引入交換機(jī)后不僅可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的有效帶寬，還能有效擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的范圍。但這種方法成本較高，且數(shù)據(jù)通信被網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的分配和緩沖過程所帶來的延遲時(shí)間所影響，傳輸時(shí)間受制于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的配置而會(huì)有一些偏差。 在實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)以太網(wǎng)主干網(wǎng)可采用光纖傳輸，現(xiàn)場設(shè)備的連接則采用屏蔽雙絞線，對重要的網(wǎng)段則可以采用冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以此提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力和可靠性。常見的冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问接幸蕴W(wǎng)快速生產(chǎn)樹冗余（RSTP）、環(huán)網(wǎng)冗余（RapidRingTM）和主干冗余（TrunkingTM）等. STP及RSTPSTP(Spanning Tree Protocol)，生成樹算法，IEEE ，是一個(gè)鏈路層協(xié)議，提供路徑冗余和阻止網(wǎng)絡(luò)循環(huán)發(fā)生。它強(qiáng)令設(shè)備用數(shù)據(jù)路徑為阻塞狀態(tài)。如果一條路徑有故障，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能借助激活備用路徑重新配置并鏈路重構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間為30~60s之間。RSTP（快速生成樹算法，IEEE ）作為STP的升級，將網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間，縮短到1~2s。生成樹算法網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活，但也存在恢復(fù)速度慢的缺點(diǎn)。 RapidRingTM為了能滿足工控網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，RapidRing孕育而生。這是在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用環(huán)網(wǎng)提供高速冗余的一種技術(shù)。這個(gè)技術(shù)可以使網(wǎng)絡(luò)在中斷后300ms之內(nèi)自行恢復(fù)。并可以通過交換機(jī)的出錯(cuò)繼電連接、狀態(tài)顯示燈和SNMP設(shè)置等方法來提醒用戶出現(xiàn)的斷網(wǎng)現(xiàn)象，并幫助診斷環(huán)網(wǎng)斷開的地方。與總線型網(wǎng)絡(luò)相比冗余環(huán)網(wǎng)進(jìn)一步增加了數(shù)據(jù)交換的可靠性。RapidRingTM也支持兩個(gè)連接在一起的環(huán)網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鼮殪`活多樣。兩個(gè)環(huán)通過雙通道連接，以避免單根線纜出錯(cuò)帶來的問題。 TrunkingTM將不同交換機(jī)的多個(gè)端口設(shè)置為Trunking主干端口，并建立連接，則這些交換機(jī)之間可以形成一個(gè)高速的骨干鏈接。不但成倍地提高了骨干鏈接的網(wǎng)絡(luò)帶寬，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，而且還提供了另外一個(gè)功能，即冗余功能。如果網(wǎng)絡(luò)中的骨干鏈接產(chǎn)生斷線等問題，那么網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)會(huì)通過剩下的鏈接進(jìn)行傳遞，保證網(wǎng)絡(luò)的通信正常。Trunking主干網(wǎng)絡(luò)采用總線型和星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，理論通信距離可以無限延長。該技術(shù)由于采用了硬件偵測及數(shù)據(jù)平衡的方法，所以使網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)時(shí)間達(dá)到了新的高度，一般恢復(fù)時(shí)間再10ms以下。 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選用100Mb/s光纖以太環(huán)網(wǎng)，泵閘內(nèi)監(jiān)控、通信計(jì)算機(jī)設(shè)備以及各現(xiàn)場控制PLC均通過工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)掛接在以太網(wǎng)上，PLC通過現(xiàn)場總線同高低柜內(nèi)機(jī)現(xiàn)場各種微機(jī)型保護(hù)測控裝置、自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。把現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)等由S7300控制主站通過以太網(wǎng)通訊傳至上位機(jī)上監(jiān)控軟件平臺上，以圖形、圖像、數(shù)據(jù)、文字等方式，直觀、形象、實(shí)時(shí)地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉水位、電機(jī)工作電流、電機(jī)溫度、軸承溫度、排水壓力、排水管流量等參數(shù)。如果要將S7200PLC與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接，則必須在STEP 7Micro/WIN軟件中配置CP2431以太網(wǎng)模塊，通過下圖一步步配置。圖41 以太網(wǎng)向?qū)P2431以太網(wǎng)模塊通過RJ45以太網(wǎng)電纜與S7200連接，通過以太網(wǎng)LAN與PC機(jī)連接，如下圖所示：圖42 CP2431模塊連接應(yīng)用
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