雙重冗余工業以太網在陽極焙燒系統中的應用
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2．2工業以太網冗余技術
由于惡劣的工業環境，使得工業控制網絡比商用網絡提出了更高的可靠性要求，導致工業以太網的冗余技術應運而生．工業自動化中的以太網冗余技術包括：電源冗余、介質冗余、網絡節點冗余、網絡冗余及系統冗余等內容．
控制系統的基本冗余要求就是通信網絡每一部分在出現電源故障后都能夠連接到后備電源上，一旦停電，后備電源就開始接替供電，并且通過E—mail或者繼電器輸出向管理人員發送電源故障警報．介質冗余可以在部分網絡不可用時構成一條備用路徑，常用方法是使用雙星型拓撲構建即時可用的自動化系統網絡．
網絡節點冗余是使與設備連接的交換機必須要構建雙網絡節點，2個網絡節點都必須連接到雙引導的控制器上．當災難發生的時候，為保證系統正常運行，控制器確保與終端連接，2個以太網界面均應連接到2個冗余交換機上，并選擇較穩定的一條作為主路徑．網絡冗余即架構一個所有設備都有冗余功能的網絡．一個完全的冗余系統包含：冗余交換機、冗余通信端口和一對冗余設備．所有的以太網設備和工作站都必須要連接到2個獨立的網絡環路中去．完全系統冗余可以形成一個數據流失最少、具備快速冗余時間的可靠網絡．
2．3雙重冗余工業以太網在陽極焙燒DCS中實現
為構建10M／100M自適應雙重冗余工業現場以太通訊網絡，必須選擇匹配的網絡類型并進行合理的冗余配置．
首先，選擇工業以太網類型必須考慮與已有的控制平臺匹配及各類網絡的特點．由于控制平臺采用SchneiderQuantum系列PLC，且Quantum系列PLC具有基于Modbus／TCP協議的工業以太網通訊模塊NOE77l1O，同時Modbus／TCP工業以太網由于具有簡單、高效的特點，并且在考慮初始投資和充分利用現有資源上有明顯優勢．因此，系統中采用NOE771lO以太網模塊實現基于Modbus／TCP協議的10M／100M自適應工業以太網．
其次，為保證通訊網絡的可靠性，根據現場的實際情況對控制網絡設備要進行合理的冗余．①電源可靠性：為保證網絡設備的電源能正常，因此所有的PLC控制器、監控計算機及交換機的電源均采由UPS供電．②設備冗余：在每個控制站PLC中均配置2塊10M／100M自適應NOE77110以太網模塊，在交換設備中配置2臺Ciscol6口交換機，在每一臺監控計算機中均配置2塊3Corn以太網卡．由于已經進行了網絡設備的冗余，使得每個設備間的通訊均存在冗余通路，從而對每一個設備的通訊介質不需再進行冗余配備．通過上述冗余技術最終實現了基于Modbus／TCP協議的雙重冗余星型10M／100M自適應工業以太網．系統的結構圖如圖1所示．
從圖1可以看出，通訊系統的可靠性通過冗余技術得以保證，若系統其中一個通訊通道中設備出現任何的故障，可以通過軟件切換至另一個通訊通道；若2個通訊通道均有設備出現故障，則只需要通過手工合理調整通訊介質的接插位置即可恢復通訊．通訊系統的快速性通過網絡硬件設備及通訊協議得以保證．
通過現場實際運行，基于Modbus／TCP協議雙重冗余的星型10M／100M自適應工業以太通訊網絡為陽極炭素焙燒控制系統提供了可靠的通訊平臺．此外，該網絡還具備其他可擴展的功能：①通過NOE77110以太網模塊中內置的HttpServer服務功能，能實現遠程的故障診斷和修復功能，實現了真正意義上的“透明工廠”．②提供了通用的通訊平臺，為將來系統的擴展提供了便利條件，例如，在后續的成型車間技術改造時，只要添加以太網通訊模塊即可實現整個焙燒工段所有數據共享．③通過引入以太網技術，為企業實現CIMS或ERP技術提供了設備層的所有數據，避免了“自動化”孤島，能與企業的MIS系統實現無縫連接．
3結語
近幾年工業以太網技術有了長足進步，采用星型連接代替總線型、使用以太網交換技術、全雙工通訊技術及虛擬局域網技術等措施，使得以太網通信的實時性及確定性得以保證；從物理層及協議等方面完善以太網絡，達到了工業要求的高可靠性；通過引入網關和防火墻技術保證以太網絡的信息安全性，并通過引入常見的隔爆防爆技術保證以太網絡的生產安全性嗍；通過國際組織及各公司的共同合作，加強各類以太網絡的互操作性，推動網絡體系的標準化．
總之，隨著工業以太網技術的成熟和統一，工業以太網技術應用將會越來越廣泛為自動化技術的實現提供更為強大的可靠的保證，將在國家“以信息化帶動工業化”的進程中發揮越來越重要作用．
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