控制网络和以太网

任何人阅读控制工程意识到以太网在控制系统中日益增长的影响，其大部分影响是基于合理的经济考虑。网线、接口卡、网络分析工具和网络管理软件的成本显著降低，使以太网成为大多数控制系统的主要组成部分。使用以太网作为控制网络正在改变我们控制、管理和支持网络的方式。

控制网络一直是点对点的，依靠4- 20ma回路或直接直流信号。数字网络的一大进步是向多点线路的转变，在这种情况下，多个设备可以连接在同一条线路上。不幸的是，对于标准以太网，我们已经倒退了一步;10 Base-T和100 Base-T以太网不是多滴网络，而是级联星型网络。每个设备与集线器或交换机通信，集线器和交换机与其他交换机通信。以太网的优点之一是交换机价格低廉，大多数交换机可以混合使用10MB和100MB的设备。由于这种拓扑结构，典型的工业网络包含许多集线器和交换机。对于中长距离有单线运行，对于靠近在一起的设备，两端有小型星形网络。

这与大多数像电话网络一样连接的IT以太网安装不同，每个设备都连接到一个大型中央机柜。IT部门使用这种拓扑结构可以简化网络管理，方便访问交换机，并允许快速重新配置网络。

采用分布式交换机的工业以太网对网络支持提出了更高的要求。大多数集线器和交换机必须进行管理，这意味着可以远程查询它们的状态并远程控制它们。不幸的是，这意味着我们不能使用从本地计算机超市购买的29.95美元的8端口10-100MB交换机。相反，我们需要托管集线器、交换机和网络管理软件。

这种网络拓扑需要一种不同的方法来支持，并导致一个重要的问题。谁拥有控制网络——IT部门还是控制部门?网络的所有者有责任确保网络设备的正确运行和电缆的正确配置，但是许多网络设备并不是标准的服务器或工作站。

在许多公司中，最初的答案是IT部门拥有网络和网络设备。然而，当控制部门拥有控制应用程序时，这可能会导致灾难。许多系统故障不是单个元素故障的结果，而是因为元素不能一起工作。此外，一个元素的更改虽然是正确的，但可能会导致明显不相关的区域的失败。当在控制应用程序中使用标准IT网络时，它们需要一个不同于典型IT支持组织的组织。控制应用程序是高度连接的，并且经常与操作系统和网络服务紧密耦合。典型的IT部门有单独的服务器、网络和应用程序支持小组。

支持基于以太网的控制系统需要一个由应用专家、网络专家和服务器专家组成的团队。这个团队必须在任何重大问题上紧密合作，并且需要在中央管理下才能有效。传统的方法是让支持团队成为IT部门的一部分，但是更好的方法是让团队成为控制部门的一部分。如果说工厂的正确和安全运行是建立在网络和网络设备的可靠性基础上的，那么负责人就必须拥有保证正确和安全运行的资源。将网络支持与控制应用程序支持分开并不是一种有效的支持策略。

在控制系统中整合以太网网络要求支持组织承担整个控制系统的责任，包括应用程序、服务器、网络、集线器、交换机和其他网络连接设备。

dbrandl@brlconsulting.com

作者信息

Dennis Brandl是BR&L咨询公司的总裁，这是一家专注于制造业IT解决方案的咨询公司，总部位于北卡罗来纳州卡里

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