中央水泵房系統(tǒng)畢業(yè)設計-資料下載頁
2025-01-16 09:19本頁面
【正文】 至網絡系統(tǒng)的崩潰和癱瘓。 針對以上這些以太網工業(yè)應用的缺陷和工業(yè)領域對工業(yè)網絡的特殊要求，除了選用能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中可靠工作的工業(yè)級以太網設備外，目前已采用多種方法來改善以太網的性能和品質，以滿足工業(yè)領域的要求。 采用高速以太網以降低沖突概率顯而易見，如果網絡中沒有太多的數據，沖突概率就會大大降低。有資料顯示當一個網絡的負荷低于36%時，基本上不會發(fā)生沖突；在負荷為10%以下時，10Mb/s以太網沖突概率為每5年一次、100Mb/s以太網沖突概率為每15年一次。但超過36%后隨著負荷的增加發(fā)生沖突的概率是以幾何級數的速度增加的。顯然提高以太網的通信速度，就可以有效降低網絡的負荷率，從而降低沖突概率。幸運的是現在以太網已經出現高速以太網，再加上細致全面的設計及系統(tǒng)中的網絡結點的數量和通信流量進行控制，完全可以采用以太網作為工業(yè)網絡。但這種方法不能充分利用帶寬，易造成浪費，且不能百分之百地保證沖突不發(fā)生。 采用交換技術以避免數據沖突為了改善以太網重負荷時的網絡擁塞問題，可以使用以太網交換機（switch）將可能發(fā)生沖突的網絡用網絡交換機隔開，以減少CSMA/CD機制帶來的沖突問題和錯誤傳輸。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)以太網中，利用以太網交換機將一個共享型以太網分割成若干網段，工作在每一網段的主機對介質的爭用仍采用CSMA/CD的競爭機制，而連接個網段的交換機則采用路由機制。在以太網引入交換機后不僅可以擴展網絡的有效帶寬，還能有效擴展網絡的范圍。但這種方法成本較高，且數據通信被網絡交換機的分配和緩沖過程所帶來的延遲時間所影響，傳輸時間受制于網絡交換機的配置而會有一些偏差。 在實際應用中，工業(yè)以太網主干網可采用光纖傳輸，現場設備的連接則采用屏蔽雙絞線，對重要的網段則可以采用冗余網絡技術，以此提高網絡的抗干擾能力和可靠性。常見的冗余網絡拓撲形式有以太網快速生產樹冗余（RSTP）、環(huán)網冗余（RapidRingTM）和主干冗余（TrunkingTM）等. STP及RSTPSTP(Spanning Tree Protocol)，生成樹算法，IEEE ，是一個鏈路層協(xié)議，提供路徑冗余和阻止網絡循環(huán)發(fā)生。它強令設備用數據路徑為阻塞狀態(tài)。如果一條路徑有故障，該拓撲結構能借助激活備用路徑重新配置并鏈路重構。網絡中斷恢復時間為30~60s之間。RSTP（快速生成樹算法，IEEE ）作為STP的升級，將網絡中斷恢復時間，縮短到1~2s。生成樹算法網絡結構靈活，但也存在恢復速度慢的缺點。 RapidRingTM為了能滿足工控網絡實時性強的特點，RapidRing孕育而生。這是在以太網網絡中使用環(huán)網提供高速冗余的一種技術。這個技術可以使網絡在中斷后300ms之內自行恢復。并可以通過交換機的出錯繼電連接、狀態(tài)顯示燈和SNMP設置等方法來提醒用戶出現的斷網現象，并幫助診斷環(huán)網斷開的地方。與總線型網絡相比冗余環(huán)網進一步增加了數據交換的可靠性。RapidRingTM也支持兩個連接在一起的環(huán)網，使網絡拓撲更為靈活多樣。兩個環(huán)通過雙通道連接，以避免單根線纜出錯帶來的問題。 TrunkingTM將不同交換機的多個端口設置為Trunking主干端口，并建立連接，則這些交換機之間可以形成一個高速的骨干鏈接。不但成倍地提高了骨干鏈接的網絡帶寬，增強了網絡吞吐量，而且還提供了另外一個功能，即冗余功能。如果網絡中的骨干鏈接產生斷線等問題，那么網絡中的數據會通過剩下的鏈接進行傳遞，保證網絡的通信正常。Trunking主干網絡采用總線型和星型網絡結構，理論通信距離可以無限延長。該技術由于采用了硬件偵測及數據平衡的方法，所以使網絡中斷恢復時間達到了新的高度，一般恢復時間再10ms以下。 監(jiān)控網絡結構選用100Mb/s光纖以太環(huán)網，泵閘內監(jiān)控、通信計算機設備以及各現場控制PLC均通過工業(yè)級網絡交換機掛接在以太網上，PLC通過現場總線同高低柜內機現場各種微機型保護測控裝置、自動化設備進行數據通信。把現場設備的運行參數、狀態(tài)等由S7300控制主站通過以太網通訊傳至上位機上監(jiān)控軟件平臺上，以圖形、圖像、數據、文字等方式，直觀、形象、實時地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉水位、電機工作電流、電機溫度、軸承溫度、排水壓力、排水管流量等參數。如果要將S7200PLC與以太網網絡連接，則必須在STEP 7Micro/WIN軟件中配置CP2431以太網模塊，通過下圖一步步配置。圖41 以太網向導CP2431以太網模塊通過RJ45以太網電纜與S7200連接，通過以太網LAN與PC機連接，如下圖所示：圖42 CP2431模塊連接應用
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