工业自动化环网冗余网络--三大核心技术

时间：2020-01-05

工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。自动化技术就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术。它是涉及机械、微电子、计算机、机器视觉等技术领域的一门综合性技术。近几年，工业智能设备大量使用，富士康工厂的“百万机器人”计划等等；于此同时，各种工业设备通信问题频频出错，造成大量的成本浪费问题，环网冗余技术正值此时应运而生。
工业自动化环网冗余技术是使用一个连续的环将每台设备连接在一起。它能够**一台设备上发送的信号可以被环上其他所有的设备都看到。而环网冗余是指交换机是否支持网络出现线缆连接中断的情况出现时，交换机接收到此信息，激活其后备端口，使网络通信恢复正常运行。同时，网络中7口和8口断开连接的交换机，继电器闭合，指示灯向用户发出错误警报。线缆修复正常后，继电器和指示灯恢复正常状态的功能。通俗地讲，以太网环冗余技术能够在通信链路发生故障的时候，启用另外一条健全的通信链路，使网络通信的**性大大提高。

环网冗余
环网冗余技术是解决工业自动化网络冗余性（即网络可恢复性）的关键技术。它是指当系统中任一设备或网段发生故障而不能正常工作时，系统能依靠事先设计的自动恢复程序将断开的网络链路重新链接起来，并将故障进行隔离。同时，系统自动定位故障，能使故障得到及时的修复。

工业自动化领域需要不同的网络解决方案，每种方案都有不同的工作特性和功能，以满足不同的应用要求。IEC 62439 收录了介质冗余协议MRP、并行冗余协议PRP、网间冗余协议CRP、“指路灯”冗余协议BRP 和分布式冗余协议DRP等5 种冗余协议标准。

零丢包技术
零丢包技术是满足工业自动化网络数据传输完整性的关键技术。工业测量与控制中的数据传输完整性要求工业以太网交换机在环网链路中断、电磁干扰、高低温、高湿度、振动等恶劣工业环境条件下，仍然能**报文不丢包，即**数据传输交换的安全性。

精密时钟同步技术
在先进的工业自动化网络中，如智能电网的远程同步控制、高速铁路线列车控制、城市地铁综合监控等系统，所有自动化控制装置需要在同一时刻记录控制系统中发生的事件、故障等并同步产生**闭环控制。精密时钟同步技术是满足先进的工业自动化网络实时通信要求的关键技术。

IEEE 1588 **时钟同步协议是精密时钟同步技术的重要国际标准技术。IEEE 1588 **时钟同步协议的典型应用就是在网络中存在一台作为主时钟（或称“源时钟”）的时钟服务器，现场各自动化控制装置的从时钟与主时钟之间通过交换时间报文估计时钟偏差来调整本地时钟，从而达到从时钟与主时钟之间的**同步。

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