收稿日期:2004-03-18
基金项目:国家863重点课题(2003A A412030)资助。
作者简介:刘晨吉(1978-),男,山东泰安人,硕士,主要从事
HSE 现场总线协议的研究。
HSE 现场总线功能块应用进程对象链接
建立的原理与实现
刘晨吉,冯冬芹
(浙江大学先进控制研究所,浙江杭州310027)
摘要:首先从HSE 现场总线功能块应用进程功能模块化思想的优势引出如何实现对象链接这一关键问题,然后从HSE 功能块应用进程的结构出发,分析了实现对象链接关系的关键部分对象字典和链接对象列表的设计原理。最后结合包含典型功能块的功能块应用进程实例,详细分析了HSE 对象链接建立的实现机制。
关键词:HSE;现场总线;DCS;功能块应用进程;对象字典;链接对象中图分类号:TP336 文献标识码:A 文章编号:1000-0682(2005)01-0003-03
Analysis on the estab lishment of the link between objects in function block application process
of fou ndation fieldbus based on high speed Ethernet
LIU Chen -ji,FENG Dong -qin
(Institute o f Advanc ed Proc ess Control,Zhe jiang U ni versity,Zhe jiang Hangzhou 310027,China)
Abstract:The basic architecture of HSE function block application process was introduced first in this pa -per.Then,based on the analysis of the design of object dictionary and link objec t list,the way how to establish
link between objec t in function block application process of Foundation Fieldbus based on HSE is present in detail.
Key words:HSE;fieldbus;DCS;FB AP;object dictionary(OD);link object
0 引言
现场总线是目前自动化控制技术发展的热点,由现场总线基金会组织(FF)制定的基于高速以太网的基金会现场总线(HSE)成为技术上最先进的现场总线。基于功能块集和设备描述的功能块应用进程规范更是其系统结构的一大特色。HSE 现场总线功能块应用进程意义是将传统的DCS 控制系统中的现场控制站取消了,将其所具有控制功能以功能模块化的结构分散到现场仪表中去。通过现场仪表就可构成控制回路,实现了彻底的分散控制,提高了系统的可靠性、自律性和灵活性。即使负责网络管理的主设备断电,现场设备仍然可以可靠地完成控制功能。
HSE 现场总线功能块应用进程功能模块化结构的关键问题是其如何实现对象链接的建立。只有成功地建立对象间的链接关系,才能在工业控制现场中实现输入输出参数的传递、监控数据、趋势数据及其警报数据的发送和接收。该文从HSE 现场总线功能块应用进程的结构出发,结合包含AI 、PID 和AO 功能块的功能块应用进程实例,分析HSE 现场总线如何通过链接对象列表来实现对象间链接关系的建立。
1 HSE 功能块应用进程结构
图1 HSE 功能块应用进程结构图
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3#2005年第1期 工业仪表与自动化装置
在HSE 规范中,功能块应用进程位于通信栈之上的用户层,其作用主要是用来完成用户所需的自动化应用功能,具体结构如图1所示。功能块应用进程是由对象字典、设备描述和功能块应用对象3部分组成。对象字典中包含设备中所有网络可见对象的描述信息;设备描述向主设备提供现场设备的级别和能力;功能块应用对象包括资源块、转换块、功能块、链接对象、报警对象、趋势对象、视图对象、行为对象、域对象、程序调用对象10个普通对象。其中对象字典和链接对象列表是实现HSE 对象链接关系建立的关键。
2 对象字典的设计
对象字典为HSE 功能块应用进程中所有的数据类型、数据结构和网络可视对象提供了相应的描述。整个对象字典分为对象字典的对象描述、静态类型字典、静态对象字典、动态变量列表和动态程序调用列表5部分。对象字典的对象描述包含了对象字典的结构信息;静态类型字典包含的是数据类型和数据类型结构描述;静态对象字典包含了简单变量、数组、记录、域以及事件类型对象的对象描述;动态变量列表包含了变量列表的对象描述;动态程序调用列表包含了程序调用对象的对象描述。对象字典的具体结构如图2
所示
图2 对象字典结构示意图
每一网络可视的对象都必须在对象字典中有登记项。通过访问这些登记项,外界程序才能真正理解和操作对象。该登记项信息应主要是从对象的数据类型、数据长度以及访问控制方面描述,保证对象
通信的准确性。对象字典对对象的描述有3种:基本描述,用来确定对象的数据类型和对象的长度,它可以由多个对象公用;专有描述,用来确定参数的访问、使用以及指定参数的FB 读/写方法,为每个对象独有;扩展描述用来访问对象的设备描述信息,它是连接对象的对象描述和设备描述的桥梁。对象字典登记项的具体形式由开发者自己确定,一般每个登记项可以由4个指针组成:对象指针,即对象本地址,用来直接访问对象的值;基本描述结构指针,指向对象的基本描述;专有描述结构指针,指向对象的专有描述;扩展描述结构指针,指向对象的扩展描述。这样,通过提供对象的索引就可以从对象字典中检索到对象本身和相应的描述,为对象间的参数互访的链接关系建立提供了基础。
3 链接对象列表的设计
HSE 设备之间和设备内对象间的通信过程中,每一个输入和输出关系在功能块应用进程中都需要有一个链接对象来描述,所以在每个功能块应用进程中,都需要维护一个链接对象列表。
链接对象的数据结构如下:typedef struct {
uint16LocalIndex;M 本地参数OD 索引 uint16VCRNumber;M VCR 实体的OD 索引 uint16RemoteIndex;M 远程参数OD 索引 uint8ServiceOperation;M 服务操作选项 uint8StaleCountLimit;M 陈旧数据限制}FB LinkStructure;
其中,本地参数OD 索引和远程参数OD 索引分别确定一个对象链接关系连接的两个参数。VCR 实体的OD 索引为对象链接关系建立使用的虚拟通信关系(VC R)指定本地使用的VCR 实体。服务操作选项为对象链接关系选择相应的服务操作,这些服务操作选项包括:本地(LOCAL)、发布者(PUB)、预定者(SUB)、客户机、服务器、报警通知和趋势报告。陈旧数据限制允许用户设置连续接收重复数据的次数限制。链接对象列表中链接对象实体的信息是由组态软件下载到现场设备中来组态的,也就是说设备之间以及设备内部的链接关系是靠用户来组态的。在组态时,用户需要知道哪些输出参数需要发送给哪些输入参数,组态软件会以相对应的服务操作选项和使用的虚拟通信通道来组态它们之间的链接对象实体。
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4#工业仪表与自动化装置 2005年第1期
4 HSE 对象链接关系建立的实现机制
HSE 功能块应用进程对象链接关系的建立包括两类:设备之间的对象链接关系的建立和设备内部对象链接关系的建立,它们是通过不同服务操作选项的链接对象实体来维护的。411 设备间对象链接关系的建立
不同设备之间对象链接的建立依赖与它们所维护的成对的链接对象实体,以包含AI 、PID 功能块应用进程的用户层软件为例,AI 和PID 分别包含在不同的设备中,AI 输出发送数据到PID 输入的链接关系建立如图3所示
:
图3 设备间对象链接关系建立示意图
在对AI 、PI D 功能块应用进程组态时,链接对象的信息是由组态软件成对下载到现场设备中的链接对象列表中的。当AI 功能块应用进程需要发送AI -OUT(OD 索引为408)输出参数时,首先根据其需要发起的FMS 服务为事件通知服务,通信方式为多播、周期性通信,服务操作选项确定为发布者。根据AI -OUT 的OD 索引和服务操作选项可以在链接对象列表中检索到相应的链接对象,并从中得到相应的VCR 实体的OD 索引(464),从而得知对应哪一条VCR 通道来发送FMS 消息。FMS 消息中AI -OUT 参数具体的值是根据其OD 索引通过本地的对象字典检索得到的。PID 功能块应用进程收到FMS 消息后,首先根据该消息使用的VCR 通道得知使用的本地VC R 实体的OD 索引(465),再根据远程参数OD 索引为408和对应的服务操作为预定者,从链接对象列表中检索到相应的链接对象。从而得到本地参数OD 索引为515,也就是PID 的输入参数PID -IN 的OD 索引。至此,从AI 输出到PID 输入之间的链接关系建立,AI 的输出值可以成功的写入PID 的输入参数中了。以上是服务操作选项为发布者和预定
者的链接对象为对象建立链接关系。同理,服务操作选项为服务器与客户机、报警通知和趋势报告的链接对象,也可以通过类似过程为相应的对象建立链接关系。
412 设备内对象链接关系的建立
以上所说的是如何在不同设备之间进行对象链接关系的建立,如果对象的链接关系需要建立在某个设备的内部,则情况又分为两种:同一设备同一应用进程内对象链接关系的建立和同一设备不同应用进程之间对象链接关系的建立,下面以包含PID 、AO 两个功能块的应用进程为例,分析实现设备内对象链接关系建立的过程。
如果PID 、AO 两个功能块是包含在同一个应用进程中,那么输入输出参数的传递也是在同一进程中完成的。组态程序会根据这个特点,专门为一个链接关系组态一个服务操作选项为本地的链接对象,而不是成对的。PID 输出与AO 输入参数之间的链接关系由如图4a 所示的链接对象来维护。
本地参数OD 索引509V CR 实体OD 索引0远程参数OD 索引717服务操作选项LO CAL 陈旧数据限制
(a)
本地参数OD 索引509VCR 实体O D 索引232
远程参数OD 索引服务操作选项LOCA L 陈旧数据限制0 (b )
本地参数O D 索引709VCR 实体OD 索引233远程参数O D 索引527服务操作选项LO CAL 陈旧数据限制0
(c)
图4 本地(LOCAL)的链接对象
当PID 输出需要向AO 输出数据的时候,根据它的OD 索引(509)和服务操作选项为本地来检索链接对象列表,找到图4a 所示的链接对象,从而找到AO 输入参数的OD 索引(717)。由于两个参数在同一进程中,不需要VC R 通道,通过对象字典检索到参数值后就可以直接进行读写,链接关系建立。如果PID 、AO 两个功能块分别包含在不同的应用进程中,那么输入输出参数的传递将在不同的进程之间完成,组态程序将为两个应用进程组态成对的链接对象。PID 输出与AO 输入参数之间的链接关系由如图4b 、图4c 所示的链接对象来维护。它们之间的链接关系与设备间对象链接关系建立的过程类似,不再赘述。
5 结束语
HSE 现场总线最显著的特点就是采用了功能模块化的结构定义的功能块应用进程,而如何实现对象间的链接关系的建立成为功能块应用进程模块化结构实现的关键问题,它是功能块应用进程实现用户所需控制功能的基础。该文以包(下转第31页)
增加制动踏板力直到车轮抱死为止。通过测量车速和轮速得到车轮的滑移率,在滑移率由0%到100%增长的过程中,测量车轮受的垂直载荷和纵向制动力。不断改变车轮的垂直载荷进行同样的试验,以便测量垂直载荷对轮胎力的影响。
通过对试验数据的初步分析,可以发现轮胎的纵向制动力与车轮的滑移率之间呈非线性关系。对于轮胎特性的建模采用人工神经网络技术显示出极大的优势。神经网络的突出之处在于其具有并行分布处理和自学习能力,同时具有很强的容错性和鲁棒性,非常适合非线性系统建模。目前,基于误差反向传播递推学习算法(BP 算法)的前向多层神经网络模型,是研究最为成熟、应用最为广泛的神经网络模型。因此,决定采用BP 神经网络建立轮胎的力特性模型。网络的输入为二维,对于纵向力输入为垂直载荷和车轮的滑移率。垂直载荷分为2、4、、6、8kN,滑移率变化范围为0%~100%。进行网络训练时,每一种载荷情况下的数据点取51个,从而能够保证训练结果满足拟合精度的要求。选取迭代收敛目标为0102,迭代过程中判据(偏差平方和)小于此值时迭代过程终止,并输出训练充足的信息;选取最大收敛步数为8000,当达到此步数仍不满足收敛目标时终止迭代,并输出训练不充足的信息。加入动量因子和可变学习率,以加快收敛速度,避免局部极值。网络的训练结果如图3
所示。
图3 轮胎纵向力的训练结果
图中带十字号的点即为训练时所取的样本值相
对应的点。a 、b 、c 、d 曲线分别对应于垂直载荷为1、118、216、315kN 下的轮胎受的纵向制动力。利用训练好的网络分别进行垂直载荷为113、214kN 情况下轮胎制动力的预测,结果如图4
所示。
图4 轮胎纵向力的预测结果
图中e 、f 曲线分别对应于垂直载荷为113、214kN 情况下的轮胎纵向制动力。虚线对应实际测试值,实线对应预测值,由图可以看出预测误差是很小的。
3 结 论
该文提出了采用基于车轮多维力传感器构成汽车道路试验数据采集系统进行轮胎动特性研究的新方法。通过汽车制动试验数据的采集分析,证明该方法切实可行。该方法能够克服台架试验存在的所需仪器价值昂贵,工况模拟不准确等缺点。所开发的汽车道路试验数据采集系统已被国内一些研究部门采用。该系统同样能够用于汽车操纵稳定性试验研究。随着车轮多维力传感器性能的提高和完善,汽车道路试验数据采集系统必将为汽车产品的开发提供既经济又方便的研究手段。
参考文献:
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(上接第5页)含AI 、PID 和AO 功能块的功能块应用进程实体为例,充分分析了HSE 现场总线功能块应用进程实现对象链接关系建立的机制。
参考文献:
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1、引言 随着公司一些局端应用系统的在各地的部署、上线，大家越来越多听说或者接触到网闸的概念，也基本都知道网闸能进行物理隔离的原理，大致就是相当于三台机器，在两个网络之间进行高速切换，以安全、高效的摆渡数据，其原理大致如下： 硬件结构原理图 Copyright Reserved by 天行网安2000-2002 但是，随着一些业务系统对实时性要求的提高，传统网闸的文件搬运已经无法满足大多数应用的需要，所以越来越多的出现所谓的“穿透性的网闸”，简单说就是对于内外网的应用来说，网闸基本可以看做是透明的，从某种角度看，和防火墙差不多，简单描绘如下： 因此局端系统的设计，也经常需要考虑网闸的这种穿透的特性，讨论应用程序针对性设计，那么在讨论过程中，就发现很多人有疑惑：这种穿透性网闸和防火墙在原理上到底有没有区别？能达到一定的安全性吗？否则为什么客户要花钱买这种设备呢？ 注：本文重点不在于描述网闸的物理隔离、摆渡、搬运等内部的原理，这方面读者有兴趣的话，自行找资料深入研究即可； 另注：由于各品牌网闸的穿透原理不尽相同，而且各品牌在对外宣传上都不会突出“穿透”字眼，毕竟没有摆渡方式安全，所以我们接触过的相关网闸技术资料中，即使有穿透，也都是描述如何配置、如何操作的层面，没有相关原理的描述，所以本文的描述是基于我们
某位很有钻研精神的同事在陕西部署系统之际，通过与某品牌网闸工程师的沟通，我们自己汇总出来的，也许与实际并不相符，但这种描述，理论上貌似是可行的，谨供参考。 2、网闸穿透原理 2.1支持几种协议穿透 如上文所述，穿透性网闸，支持好多种网络协议，比如http、ftp等，下面以ftp协议的穿透为例，描述一下其具体的原理： 从图中可以明显看出，网闸对FTP协议的穿透，关键就在于两点：一是利用FTP协议的规范性，就可以模拟FTP服务器端，接受并解析请求，然后再一层层转发该请求直到真实的服务器端；二是通过这种转发，其内部实现可以利用自己的固有的安全协议，对数据进行分片、传递和重组； 2.2支持数据库同步 另外穿透性网闸，一般也都支持数据库同步，其实质并不是真的数据库穿透，也就是说网闸一边的系统，是肯定不能直接访问到另一边的数据库，其同步的原理，大致就是通过相关设置，使得数据库中某张表的数据一旦变更（增、删、改），就能够被网闸检测到，并能将其按一定规则组织成数据包交换到网闸的另一侧，同时网闸另一侧能够根据相关设置，主动去更新目标数据库中对应表的数据，具体示意图如下：
CAN总线原理2009-09-22 08:54一、概述 对于一般控制,设备间连锁可以通过串行网络完成。因此,BOSCH公司开发了CAN总线(Controller Area Network),并已取得国际标准化组织认证(ISO11898),其总线结构可参照I SO/OSI参考模型。同时,国际上一些大的半导体厂商也积极开发出支持CAN总线的专用芯片。通过CAN总线,传感器、控制器和执行器由串行数据线连接起来。它不仅仅是将电缆按树形结构连接起来,其通信协议相当于ISO/OSI参考模型中的数据链路层,网络可根据协议探测和纠正数据传输过程中因电磁干扰而产生的数据错误。CAN网络的配制比较容易,允许任何站之间直接进行通信,而无需将所有数据全部汇总到主计算机后再行处理。 二、CAN在国外的发展 对机动车辆总线和对现场总线的需求有许多相似之处,即较低的成本、较高的实时处理能力和在恶劣的强电磁干扰环境下可靠的工作。奔驰S型轿车上采用的就是CAN总线系统;美国商用车辆制造商们也将注意力转向CAN总线;美国一些企业已将CAN作为内部总线应用在生产线和机床上。同时,由于CAN总线可以提供较高的安全性,因此在医疗领域、纺织机械和电梯控制中也得到广泛应用。 三、CAN的工作原理 当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时,它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说,无论数据是否是发给自己的,都对其进行接收。每组报文开头的11位字符为标识符,定义了报文的优先级,这种报文格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标识符是唯一的,不可能有两个站发送具有相同标识符的报文。当几个站同时竞争总线读取时,这种配置十分重要。 CAN总线的报文发送和接收参见图1。当一个站要向其它站发送数据时,该站的CPU将要发送的数据和自己的标识符传送给本站的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时, 转为发送报文状态。CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它站处于接收状态。每个处于接收状态的站对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新站而无需在硬件或软件上进行修改。当所提供的新站是纯数据接收设备时,数据传输协议不要求独立的部分有物理目的地址。它允许分布过程同步化,即总线上控制器需要测量数据时,可由网上获得,而无须每个控制器都有自己独立的传感器。 四、位仲裁 要对数据进行实时处理,就必须将数据快速传送,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要发送数据时,要求快速地进行总线分配。实时处理通过网络交换的紧急数据有较大的不同。一个快速变化的物理量,如汽车引擎负载,将比类似汽车引擎温度这样相对变化较慢的物理量更频繁地传送数据并要求更短的延时。 CAN总线以报文为单位进行数据传送,报文的优先级结合在11位标识符中,具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。总线
现场总线控制系统的现状和发展前景 序言 随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。 现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术，是能应用于各种计算机控制领域的工业总线，因现场总线潜在着巨大的商机，世界范围内的各大公司都投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究[1]。当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS 发展至今的FCS(Fieldbus Control System)系统，已被称为第五代过程控制系统。而FCS和DCS的真正区别在于其现场总线技术。现场总线技术以数字信号取代模拟信号，在3C(Computer计算机、Control控制、Commcenication通信)技术的基础上，大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用，许多控制功能从控制室移至现场设备。由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争，仍未形成一个统一的标准，目前现场总线网络互联都是遵守OSI参考模型。由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础，这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法，将极大地推动整个工业领域的技术进步，对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。 现场总线技术是当代工业数字通信的前沿技术，是计算机技术、通信技术和自动化控制技术的集成，也是信息技术、测量技术在信息时代的体现。现场总线技术经过10年的研发、试验和局部应用阶段，现已开始大量地在中小系统中应用，并开始在超大规模的自动化系统工程中应用。现场总线技术是工业数字通信时代的先驱，它的出现正在引起工业控领域的一次前所未有的技术革命。现场总线不仅仅是分散于最底层的控制系统，而且是建立于整个工业体系的通信系统，它的通信协议建立在控制策略之上，标准的编程语言(DDL)和强大的通信功能，使现场总线控制系统成为贯彻操作者意志的最得力的工具，由于其巨大的技术优势，被认为是工业控制发展的必然趋势，将逐步取代传统的控制方法。 进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，我国现场总线控制系统行业保持了多年高速增长，并随着我国加入WTO, 近年来，现场总线控制系统行业的出口也形势喜人，2008年，全球金融危机爆发，我国现场总线控制系统行业发展也遇到了一些困难，如国内需求下降，出口减少等，现场总线控制系统行业普遍出现了经营不景气和利润下降的局面，2009年，随着我国经济刺激计划出台和全球经济走出低谷，我国现场总线控制系统行业也逐渐从金融危机的打击中恢复，重新进入良性发展轨道。
课程名称：现场总线实验任课教师：廉迎战 学院：自动化 专业班级： 学号： 学生姓名：
2015 年6月16日 实验一频移键控法仿真实验 一．实验目的 初步掌握通信原理基础知识中频移键控法的基本原理。 能用MATLAB仿真软件，编写并调试简单的仿真程序。 二．实验主要仪器设备和材料 1. 实验用计算机 2. MATLAB仿真软件 三．实验内容 四．实验步骤及结果测试 1．安装部署MATLAB仿真环境，同时根据频移键控法要求，设置仿真环境。 2.在MATLAB环境下，输入频移键控法原理图。 原理图如下：
方法一 方法二 Repeating sequence stair:F3数字信号sine wave ：100Hz信号 Sine wave1 ：50Hz信号 Scope1：示波器
方法一：Switch1:选通开关//方法二：用乘法器product代替 3.在MATLAB中产生F1=50Hz和F2=100Hz的交流信号，以及需要 发送的数字信号，数字信号为：F3=01101001方波波形。 4.加载输入信号，观察仿真原理图输出信号波形，同时记录并分析。 如下图： 五．思考题 1.数字信号01101001的频移键控法输出波形表示形式如下： 输出的数字信号为10110101时，其频移键控波形如下的OUT：
1~6行输出信号分别为：1.数字信号10110101的输入信号；2. 50Hz 频率sine；3.100Hz频率sine；4. Product输出；5.product1输出； 6.add输出 2.如何实现幅移键控法的信号通讯技术？ 通过信号幅值的高低映射到数字信号的1和0从而达到载波传输信号，可利用 现成的电信网，电话网等设施构成信道。
我们先说说下一代防火墙的原理 网络拓扑： 说明：这是一个典型的防火墙组网，防火墙一般常用的功能有：ACL、VPN、IPS、防病毒、DDoS防护等等。 基本处理流程： 数据包从Internet进入防火墙，防火墙经过以下动作： (1)首先匹配ACL进行包过滤，检查是否符合ACL设置的允许规则。 (2)进行严格的状态化监测，主要是TCP/UDP/ICMP协议。 (3)利用已有的IPS规则对数据包内容进行匹配，检查数据包是否合法。 (4)其他略。 产品定位： 部署位置：网络边界 作用：可以防止一些已知威胁，不能保证绝对的安全。 我们再来看看网闸的原理 网络拓扑：
说明：这是一个典型的网闸使用拓扑，在办公网和业务网之间使用网闸进行隔离交换。 基本处理流程： 数据包在办公网和业务网之间交换，以办公网传送数据到业务网为例 （1）办公网的数据首先到达网闸的外网处理单元，被剥离了IP头部只保留原始数据。（2）通过防病毒、入侵检测模块对原始数据进行检查。 （3）通过预订设置的白名单、过滤规则（文件字、文件名等）等安全策略进行检查。（4）通过摆渡芯片（类似U盘的过程），把原始数据传输到内网，由内网处理单元重新封包发给客户端。 产品定位： 部署位置：网络边界（涉密与非涉密、高安全与低安全区域） 作用：防止泄密，按预设的规则进行摆渡数据交换。
总结： 通过以上原理说明和对比，不难发现两个产品的定位是不同的，不存在网闸和防火墙区别是什么的问题，因为两种产品本身就是不同东西，他们为解决客户不同的问题而生，不存在替代性关系，一个机构的安全既需要防火墙也需要网闸，只有系统性的设计规划网络，才能保
现场总线控制系统学习心得 班级：电技131 姓名：杨秋 学号：20XX301030103 六个星期的现场总线控制系统课程已经结束，通过这段时间的学习和老师的耐心讲解，我初步了解到了这门课程的基本内容。 目前，在连续型流程生产工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。我们已经在以往的学习中了解到了PLC和DCS这两大系统的基本知识，而FCS就是我们这段时间学习的现场总线控制系统。老师分别从以下几个方面详细地向我们讲解了这门课程。 1现场总线和现场总线控制系统的概念 根据国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是指应用在制造过程区域现场装置和控制室内自动控制装置之间的包括数字式、多点、串行通信的数据总线，即工业数据总线。是开放式、数字化、多点通信的底层通信网络。以现场总线为技术核心的工业控制系统，称为现场总线控制系统FCS，它是自20世纪80年代末发展起来的新型网络集成式全分布控制系统。 其中，现场总线系统一般被称为第五代控制系统。第一代控制系统为50年代前的气动信号控制系统PCS，第二代为
4~20mA等电动模拟信号控制系统，第三代为数字计算机集中式控制系统，第四代为70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS。 2 现场总线技术现场总线技术将专用的微处理器置入了传统的测量控制仪表，使其各自都具有了多多少少的数字计算和数字通信能力，成为能独立承担某些控制、通信任务的网络节点。它们通过普通双绞线、光纤、同轴电缆等多种途径进行信息传输，这样就能够形成以多个测量控制仪表、计算机等作为节点连接成的网络系统。该网络系统按照规范和公开的通信协议，在位于生产现场的多个微机化自控设备之间，以及现场仪表与用作管理、监控的远程计算机之间，实现数据传输与信息共享，进一步构成了各种适应实际需要的自动控制系统 3 现场总线的分类 老师重点讲述了现场总线的几种类别，典型的现场总线技术包括了基金会现场总线FF，LonWork现场总线，Profibu 现场总线，CAN现场总线以及HART现场总线。其中FF总线尤为重要，按照基金会总线组织的定义，FF总线是一种全数字、串行、双向传输的通信系统，是一种能连接现场各种现场仪表的信号传输系统，其最根本的特点是专门针对工业过程自动化而开发的，在满足要求苛刻的使用环境、本质安全、总线供电等方面都有完善的措施。为此，有人称FF总线为
什么是现场总线？ 随着计算机、控制、通信、网络等技术的发展，作为工业控制数字化、智能化与网络化典型代表的现场总线（FieldBus）技术也得到了发展迅速、影响巨大，引起了工程技术界的普遍兴趣与重视，使计算机控制系统逐步从集散控制系统 （DistributedControlSystem DCS）走向以现场总线位基础的分布式现场总线控制系统（FieldbusControlSystem,FC S），被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。 现场总线技术是20世纪80年代中期在国际上发展起来的一种工业控制技术。通俗地讲，现场总线就是用在现场的总线技术，和计算机内部的总线概念一样，但是由于现场的特殊环境（如温度，安装条件，干扰等等），不同于计算机通常用于室内，为了区别，所以我们把这种总线称为现场总线。 现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。 现场总线被誉为自动化领域的计算机局域网1．1、现场总线的特点 根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会(ISA)对现场总线的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络，它的关键标志是能支持双向多节点、总线式的全数字通讯，具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。
国际电工协会（IEC）的SP50委员会对现场总线有以下三点要求：（1）同一数据链上过程控制单元（PCU）、PLC等与数字1/0设备互连； （2）现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取； （3）通信媒体安装费用较低。 SP50委员会提出的两种现场总线结构模型是： ●星型总线用短距离、廉价、低速率电缆取代模拟信号传输线 ●总线型总线数据传输距离长、速率高，采用点对点、点对多点和广播式通信方式 2．2、现场总线技术特征 现场总线完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成，具有以下几项技术特征。 （1）现场设备已成为以微处理器为核心的数字化设备，彼此通过传输媒体（双绘线、同轴电缆或光纤）以总线拓扑相连； （2）网络数据通信采用基带传输（即数字数据数字传输），数据传输速率高（为Mbit/s或10Mbit/s级），实时性好，抗干扰能力强； （3）废气了集散控制系统（DCS）中的I/O控制站，将这一级功能分配给通信网络完成；
FF现场总线及应用实例 l.FF 现场总线特点 基金会现场总线(Foundation Fieldbus)通常称为FF 现场总线，它分为HI 和四两级总线。HI 采用符合IEC 61158-2 标准的现场总线物理层;H2 则采用高速以太网为其物理层。 HI 现场总线物理层的主要电气特性如下:采用位同步数字化传输方式;传 输波特率为31. 25kb/s;驱动电压9~32VDC;信号电流土如lA.;电缆型式屏蔽双绞线;接线拓扑结构可采用线型、树型、星型或者符合型;电缆长度小于等于1900m(无中继器时);分支电缆的长度30~12Om;挂界设备数量小于等于32 台(无中继器时);可用中继器小于等于4 台;适用防爆方法有本质安全防爆方法等。 HI 现场总线在一根屏蔽双绞线电缆上完成对多台现场仪表的供电和双向数字通信。控制系统所配备的HI 网卡通常只负责与现场仪表的双向通信。而总线的供电则需由专门的FF 配电器完成。HI 总线以段为单位，每块HI 网卡 有两个端口，每个端口连接一个段，而每一段需配一台FF 配电器。总线的两 端还需各配一个终端电阻，以消除高频信号的回声。 2.基于FF 现场总线的球团竖炉控制系统 根据FF 总线系统体系结构，结合竖炉造球生产的工艺特点，将竖炉造 球控制系统结构设计如下，如图10-2 所示。 整个系统由配料烘干电气控制系统、造球筛分电气控制系统、竖炉本体 电气控制系统、成品运输电气控制系统和过程检测(仪表)控制系统等子系统组成。过程检测(仪表〉控制系统包括若干HI 子系统，采用总线拓扑结构，通过HSEJHl 网关与网络集线器连接;系统中的各电气控制系统由NCS-300OFF 分布
现场总线控制系统Newly compiled on November 23, 2020
南阳理工学院自动控制仪表课程报告 学院（系）：机械与汽车工程学院 专业：测控技术与仪器（升）学生： *** 指导教师： * * 完成日期2015年 12 月
自动控制仪表课程报告 现场总线控制系统 Fieldbus control system 总计：自动控制仪表课程报告 20 页 插图： 14 幅
自动控制仪表课程报告 现场总线控制系统 Fieldbus control system 学院（系）：机械与汽车工程学院 专业：测控技术与仪器（升） 学生姓名： *** 学号：1%%%%%%% 指导教师（职称）：（高级工程师） 评阅教师： 完成日期： 2015年12月 南阳理工学院 Nan yang Institute of Technology
现场总线控制系统 测控技术与仪器（升） *** [摘要]技术自推广以来，已经在世界范围内应用于工业控制的各个领域。现场总线的技术推广有了三、四年的时间，已经或正在应用于冶金、汽车制造、烟草机械、环境保护、石油化工、电力能源、纺织机械等各个行业。应用的总线协议主要包括、、Foundation、、Interbus_S 等。在汽车行业，现场总线控制技术应用的非常普遍，近两年国内新的和旧的生产线的改造，大部分都采用了现场总线的控制技术。国外设计的现场总线控制系统已应用很广泛，从单机设备到整个生产线的输送系统，全部采用现场总线的控制方法。而国内的应用仍大多集中中生产线的输送系统、随着技术的不断发展和观念的更新必然会逐步扩展其应用领域。 [关键词] 现场总线；工业控制；应用广泛 Fieldbus control system Measurement & Control Technology and Instruments Major（l） *** Abstract：Field bus technology, since the promotion has been all over the world should be used in industrial control fields. Fieldbus technology popularization has three or four years, has been or are being used in metallurgy, automobile manufacturing, tobacco machinery, environmental protection, petrochemical, electric power, textile machinery and other industries. Application of bus protocol mainly includes the PROFIBUS, DeviceNet, Foundation, Fieldbus, Interbus_S, etc. In the automotive industry, the field bus control technology application is very common, in the past two years the domestic new and the old production line of auto production line transformation, mostly using the field bus control technology. Design of field bus control system has been applied abroad is very broad, from the single device to the transmission system of the whole production line, adopts the control method of the field bus. And domestic applications are mostly concentrated in the production line of
PROFIBUS 现场总线的通信原理 1． 引言 PROFIBUS 是一种国际性的开放式现场总线标准，是唯一的全集成H1（过程）和H2（工厂自动化）现场总线解决方案[1]，它不依赖于产品制造商，不同厂商生产的设备无须对其接口进行特别调整就可通信，因此它广泛应用于制造加工、楼宇和过程自动化等自动控制领域。它包括3个兼容版本，Profibus-DP(H2)、Profibus-PA(H1)、Profibus-FMS 。DP 是经过优化的高速、廉价的通信接口，专为自动控制系统和设备级分散I/O 之间通信设计，可取代24V 或0~20mA 并行信号线。也可用于分布式控制系统的高速数据传输。FMS 用于车间级通用性中等传输速度的循环和非循环通信，适用于传感器、执行器、PLC 等一般自动控制系统。PA 是专为过程自动化设计的标准本质安全传输技术，满足IEC1158-2中规定的通信规程，适用于安全性要求高以及由总线供电的场合。PROFIBUS 可使分散式数字化控制器从现场底层到车间级网络化，总线系统分为主站和从站，主站决定总线的数据通信，从站仅对接收到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息[2]。 2． PROFIBUS 的协议结构 PROFIBUS 的协议结构是根据ISO7498国际标准化开发式互联网络（OSI ）作为参考模型，具体结构如图1所示。 图1 PROFIBUS 协议结构图 PROFIBUS-DP 使用了第1、2层和用户接口，这样确保了数据传输快速和有效地进行，直接数据链路映像（DDLM ）使用户接口易于进入第2层。PROFIBUS-FMS 对第1、2、7层均加以定义。应用层包括现场总线信息规范（FMS ）和底层接口（LLI ）。FMS 包括了应用协议并 物理（1数据链路（2（3）~（6（7.. .
现场总线技术综述
2008-3-3 15:51:00 来源：中国自动化网
现场总线控制系统技术是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的 工业控制技术。现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的 PLC 和 DCS 控制系 统基本结构的革命性变化。 现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术 含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。更重要的是从原 来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。 尤其是 20 世纪 90 年 代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合 Internet 和 Intranet 的迅猛发展， 现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。 现场总线控 制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。
1 现场总线的发展
计算机控制系统的早期，采用一台小型机控制几十条控制回路，目的是降低每条 回路的成本。但由于计算机的故障将导致所有控制回路失效，所以后来发展成分布式 控制（DCS），即由多台微机进行数据采集和控制，微机间用局域网（LAN）连接起 来成为一个统一系统。DCS 沿用了二十多年，其优点和缺点均充分显露。最主要的 问题仍然是可靠性：一台微机坏了，该微机管辖下的所有功能都失效；一块 AD 板上 的模/数转换器坏了，该板上的所有通道（8 或 16 个）全部失效。曾有过采用双机双 I/O 等冗余设计，但这又增加了成本，增加了系统的复杂性。为了克服系统可靠性、 成本和复杂性之间的矛盾，更为了适应广大用户要求的系统开放性、互操作性要求， 实现控制系统的网络化，一种新型控制技术──现场总线控制系统（FCS）正迅速发 展起来。 1.1 什么是现场总线 从名词定义来讲，现场总线是用于现场电器、现场仪表及现场设备与控制室主机 系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。而现场总线标准规定某 个控制系统中一定数量的现场设备之间如何交换数据。 数据的传输介质可以是电线电 缆、光缆、电话线、无线电等等。 通俗地讲，现场总线是用在现场的总线技术。传统控制系统的接线方式是一种并 联接线方式，从 PLC 控制各个电器元件，对应每一个元件有一个 I/O 口，两者之间需 用两根线进行连接，作为控制和/或电源。当 PLC 所控制的电器元件数量达到数十个 甚至数百个时， 整个系统的接线就显得十分复杂， 容易搞错， 施工和维护都十分不便。 为此，人们考虑怎样把那么多的导线合并到一起，用一根导线来连接所有设备，所有 的数据和信号都在这根线上流通，同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根 线自然而然地称为了总线，就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿 现场， 不同于计算机通常用于室内， 所以这种总线被称为现场的总线， 简称现场总线。
总线技术论文 1．引言 1.1 计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场总线已经普遍地渗透到自动控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动控制领域主要的发展方向之一。现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域；并且国外大公司已经在大力拓展中国市场，发展我国的现场总线产品已经刻不容缓。现场总线对自动化技术的影响意义深远。当今可以认为现场总线是提高自动化系统整体水平的基础技术，对国民经济影响重大。因此，要在自动化领域中推广应用和发展现场总线。现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络，具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS 现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS－INTERFACE总线等。 现场总线是现场仪表与控制室系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统，主要用于工厂低层设备(传感器及传动装置等)的数据通信。现场总线已不仅仅是一个新技术领域或新技术问题，在研究它的同时，我们发现它已经改变了我们的观念；如何去看待现场总线，要比研究它的技术细节更为重要。 1.2 现场总线结构模型 现场总线的模型结构在低层(1、2层)是基本相同的，在上层各现场总线之间的功能有所不同。 IEC定义为3层，即采用ISO (国际标准化组织) 的OSI所规定的7层中的3层，分别为物理层、链路层、应用层。 ISA/ SP50委员会增加了用户层，因此现场总线模型已统一为4层，即物理层、链路层、应用层和用户层。 1.3 现场总线主要特点 1) 系统可靠性高； 2) 实现开放式互连网络； 3) 安装与接线费用低； 4) 调节性能提高； 5) 系统组态简单。 1.4现场总线是一场技术革命 现场总线带来了观念的变化，我们以往开发新产品，往往只注意产品本身的性能指标，对于新产品与其它相关产品的关联就考虑比较少一点。这样对于电工行业这样一个比较保守的行业来说，新产品就不那么容易地被用户接收。而现场总线产品却恰恰相反，它是一个由用户利益驱动的市场，用户对新产品应用的积极性比生产商更高。然而，现场总线新产品的开发也与传统产品不同；它是从系统构成的技术角度来看问题，它注重的是系统整体性能的提高，不强求局部最优，而是整体的配合。这种配合在主控计算机软件运行下能使控制系统应用新的理论来发挥最大的效能；这一点是传统产品很难做到的。现场总线的“负跨越（指在技术水平提高的同时，掌握和应用这项新技术的难度却降低了）”的特性使它的推广更加容易。
Lonworks 总线及其应用
2008-2-27 17:03:00 来源：
一、现场总线 现场总线是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的。 随着微处理器与计算机功能的不断增强和价 格的降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展。现场总线可实现整个企业的信息集成，实施综合自 动化，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间以及生产 现场与外界的信息交换。现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点 数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。 迄今为止，比较成熟的并且比较有影响力的现场总线则有以下几种类型： 1.FF，2.Profibus，3.CAN，4.Lonworks，5.Devicenet，6.Interbus，7.WorldFIP，8.Swiftnet，9.P-net， https://www.doczj.com/doc/5e4363279.html,-link，11.AS-i，12.controllnet。 由于现场总线系统打破了传统控制系统采用的按控制回路要求， 设备一对一的分别进行连线的结构 形式。把原先 DCS 系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块放入现场设备，加上现场设备具有 通信能力，因而控制系统功能能够不依赖控制室中的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底 的分散控制。 现场总线系统在技术上具有以下特点： (1)系统具有开放性和互用性 通信协议遵从相同的标准，设备之间可以实现信息交换，用户可按自己的需要，把不同供应商的产 品组成开放互连的系统。 系统间、 设备间可以进行信息交换， 不同生产厂家的性能类似的设备可以互换。 (2)系统功能自治性 系统将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，现场设备可以完成 自动控制的基本功能，并可以随时诊断设备的运行状况。 (3)系统具有分散性 现场总线构成的是一种全分散的控制系统结构，简化了系统结构，提高了可靠性。 (4)系统具有对环境的适应性 现场总线支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采 用两线制实现供电和通信，并可以满足安全防爆的要求。 由于现场总线结构简化，不再需要 DCS 系统的信号调理、转换隔离等功能单元及其复杂的接线， 节省了硬件数量和投资。简单的连线设计，节省了安装费用。设备具有自诊断与简单故障处理能力，减 少了维护工作量。设备的互换性、智能化、数字化提高了系统的准确性和可靠性。还具有设计简单，易 于重构等优点。 下面本文对 Lonworks 总线和其技术特点及原理进行详细阐述： 1. Lonworks 总线及 Lonworks 系统特点 Lonworks 是由美国 Echelon 公司于 20 世纪 90 年代初推出的现场总线， 它采用 ISO/OSI 模型的全部 7 层通讯协议， 这是在现场总线中唯一提供全部服务的现场总线， 在工业控制系统中可同时应用在 Sensor Bus、Device Bus、Field Bus 等任何一层总线中。它除了具有上面说提到的现场总线的公共的特点外， 另外，在一个 Lonworks 控制网络中，智能控制设备(节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通
网闸常见问题解答 问题： 网闸的工作原理是什么？ 解答： 网闸的基本原理是：切断网络之间的通用协议连接；将数据包进行分解或重组为静态数据；对静态数据进行安全审查，包括网络协议检查和代码扫描等；确认后的安全数据流入内部单元；内部用户通过严格的身份认证机制获取所需数据。 问题： 什么是网闸？ 解答： 网闸是在两个不同安全域之间，通过协议转换的手段，以信息摆渡的方式实现数据交换，且只有被系统明确要求传输的信息才可以通过。其信息流一般为通用应用服务。注：网闸的“闸”字取自于船闸的意思，在信息摆渡的过程中内外网（上下游）从未发生物理连接，所以网闸产品必须要有至少两套主机和一个物理隔离部件才可完成物理隔离任务。现在市场上出现的的单主机网闸或单主机中有两个及多个处理引擎的过滤产品不是真正的网闸产品，不符合物理隔离标准。其只是一个包过滤的安全产品，类似防火墙。注：单主机网闸多以单向网闸来掩人耳目。 问题： 隔离网闸是什么设备？ 解答： 隔离网闸是一种由专用硬件在电路上切断网络之间的链路层连接，能够在物理隔离的网络之间进行适度的安全数据交换的网络安全设备。 问题： 隔离网闸是硬件设备还是软件设备？ 解答： 隔离网闸是由软件和硬件组成的设备。 问题： 隔离网闸硬件设备是由几部分组成？ 解答： 隔离网闸的硬件设备由三部分组成:外部处理单元、内部处理单元、隔离硬件。 问题： 单向传输用单主机网闸可以吗？ 解答： 隔离网闸的组成必须是由物理的三部分组成，所以单主机（包括多处理器）的安全产品并不是网闸产品，无法完成物理隔离任务。其所谓的单向传输只是基于数据包的过滤，类似防火墙产品，并不是物理隔离产品。 问题：
现场总线及通讯协议 现场总线的现状和未来发展 一、引言 计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。现场总线(field bus)是指现场仪表和数字控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多站的通讯系统。 二、现场总线的产生 纵观控制系统的发展史，不难发现，每一代新的控制系统推出都是针对老一代控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，最终在用户需求和市场竞争两大外因的推动下占领市场的主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生也不例外。 1、模拟仪表控制系统 模拟仪表控制系统于六七十年代占主导地位。其显著缺点是：模拟信号精度低，易受干扰。 2、集中式数字控制系统 集中式数字控制系统于七八十年代占主导地位。采用单片机、PLC、SLC 或微机作为控制器，控制器内部传输的是数字信号，因此克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。集中式数字控制系统的优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制机时的选择上可以统一调度和安排；不足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，当系统任务增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。 3、集散控制系统（DCS） 集散控制系统（DCS）于八、九十年代占主导地位。其核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，若干台下位机下放分散到现场实现分布式控制，各上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。因此，这种分布式的控制系统体系结构有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。在集散控制系统中，分布式控制思想的实现正是得益于网络技
现场总线技术在电力自动化中的应用 1、概述 现场总线（Fieldbus）是当前自动化领域的热门话题，被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，随着工业电网的日益复杂，人们对电网的安全要求也越来越高，现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 2、现场总线 现场总线是80年代末、90年代初国际上形成的，用于生产现场、在微机化测量控制设备之间的实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。 现场总线系统FCS称为第五代控制系统，人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DSC系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。
2.1 特点 现场总线技术是计算机，网络通讯、超大规模集成电路、仪表和测试、过程控制和生产管理等现代高科技迅猛发展的综合产物，因此现场总线的内涵现在已远远不是指这一根通讯线或一种通讯标准。现场总线的控制系统在精度、可靠性、经济性等许多方面都要比传统的控制系统要优越得多，其主要特点如下。 A 系统的开放性。 传统的控制系统是个自我封闭的系统，一般只能通过工作站的串口或并口对外通讯。在ＦＣＳ中, 工作站同时靠挂于现场总线和局域网两层网络，通过后者可以与其它计算机系统或网络进行高速信息交换，以实现资源共享。另外，现场总线的技术标准是对所有制造商和用户公开的，没有专利许可要求，实行技术共享。它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。 B 可操作性与互用性 不同厂家生产的DCS产品不能互换，要想更新技术和设备，只能全部更换。FCS可实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。
1、网闸全称是什么？ 网闸的全称是安全隔离网闸。 2、网闸的英文名称是什么？ 网闸的英文名称是"GAP"。 3、安全隔离网闸是什么？ 安全隔离网闸是一种由带有多种控制功能专用硬件在电路上切断网络之间的链路层连接，并能够在网络间进行安全适度的应用数据交换的网络安全设备。 4、安全隔离网闸是硬件设备还是软件设备？ 安全隔离网闸是由软件和硬件组成。 5、安全隔离网闸硬件设备是由几部分组成？ 安全隔离网闸的硬件设备由三部分组成:外部处理单元、内部处理单元、隔离硬件。 6、为什么要使用安全隔离网闸？ 当用户的网络需要保证高强度的安全，同时又与其它不信任网络进行信息交换的情况下，如果采用物理隔离卡，信息交换的需求将无法满足；如果采用防火墙，则无法防止内部信息泄漏和外部病毒、黑客程序的渗入，安全性无法保证。在这种情况下，安全隔离网闸能够同时满足这两个要求，又避免了物理隔离卡和防火墙的不足之处，是最好的选择。 7、隔离了，怎么还可以交换数据？ 对网络地隔离是通过网闸隔离硬件实现两个网络在链路层断开，但是为了交换数据，通过设计的隔离硬件在两个网络对应的上进行切换，通过对硬件上的存储芯片的读写，完成数据的交换。 8、安全隔离网闸能够交换什么样的数据？ 安装了相应的应用模块之后，安全隔离网闸可以在保证安全的前提下，使用户可以浏览网页、收发电子邮件、在不同网络上的数据库之间交换数据，并可以在网络之间交换定制的文件。 9、安全隔离网闸的主要性能指标有那些？ 性能指标包括： 网闸SCSI最大总带宽:5G(5120Mbit/s) 硬件切换时间：12.5ns 最大并发连接数：8192个 10、安全隔离网闸通常具备的安全功能模块有那些？ 安全隔离、内核防护、协议转换、病毒查杀、访问控制、安全审计、身份认证 11、为什么说安全隔离网闸能够防止未知和已知木马攻击？ 通常见到的木马大部分是基于TCP的，木马的客户端和服务器端需要建立连接，而安全隔离网闸从原理实现上就切断所有的TCP连接，包括UDP、ICMP等其他各种协议，使各种木马无法通过安全隔离网闸进行通讯。从而可以防止未知和已知的木马攻击。
问题：网闸工作原理解答：网闸基本原理：切断网络间通用协议连接；数据包进行解或重组静态数据；静态数据进行安全审查包括网络协议检查代码扫描等；确认安全数据流入内部单元；内部用户通严格身份认证机制获取所需数据。 问题：网闸解答：网闸两同安全域间通协议转换手段信息摆渡式实现数据交换且系统明确要求传输信息才通其信息流般通用应用服务注：网闸闸字取自于船闸意思信息摆渡程内外网（游）未发物理连接所网闸产品必须要至少两套主机物理隔离部件才完物理隔离任务现市场现单主机网闸或单主机两及处理引擎滤产品真网闸产品符合物理隔离标准其包滤安全产品类似防火墙注：单主机网闸单向网闸掩耳目。 问题：隔离网闸设备解答：隔离网闸种由专用硬件电路切断网络间链路层连接能够物理隔离网络间进行适度安全数据交换网络安全设备。 问题：隔离网闸硬件设备软件设备解答：隔离网闸由软件硬件组设备。 问题：隔离网闸硬件设备由几部组解答：隔离网闸硬件设备由三部组:外部处理单元、内部处理单元、隔离硬件。 问题：单向传输用单主机网闸解答：隔离网闸组必须由物理三部组所单主机（包括处理器）安全产品并网闸产品完物理隔离任务其所谓单向传输基于数据包滤类似防火墙产品并物理隔离产品。 问题：要使用隔离网闸解答：用户网络需要保证高强度安全同与其信任网络进行信息交换情况采用物理隔离卡信息交换需求满足；采用防火墙则防止内部信息泄漏外部病毒、黑客程序渗入安全性保证种情况隔离网闸能够同满足两要求避免物理隔离卡防火墙足处物理隔离网络间数据交换佳选择。 问题：政府机关网计算机必须内外网物理隔离 解答：政府建立内部网工程安全保密问题直工程建设重点内容内部网信息涉密或内部信息家明确规定涉及家秘密计算机信息系统直接或间接与际互联网或其公共信息网络相联接必须实行物理隔离确保家秘密安全。 问题：隔离网闸与防火墙何同解答：主要几点同：A、隔离网闸采用双主机系统内端机与需要保护内部网络连接外端机与外网连接种双系统模式彻底内网保护起即使外网黑客攻击甚至瘫痪内网造伤害防火墙单主机系统 B、隔离网闸采用自身定义私通讯协议避免通用协议存漏洞防火墙采用通用通讯协议即