控制网络系统及网络控制技术

网络化控制系统——理论、技术及工程应用（第一讲）第一章网络化控制系统概论1.1网络化控制系统的产生与发展随着计算机技术和网络通信技术的不断发展，工业控制系统也发生了重大的变革。

网络化控制系统（Networked Control System, NCS）应运而生，其主要标志就是在控制系统中引入了计算机网络，从而使得众多的传感器、执行器、控制器等主要功能部件能够通过网络相连接，相关的信号和数据通过通信网络进行传输和交换，避免了点对点专线的铺设，而且可以实现资源共享、远程操作和控制，增加了系统的灵活性和可靠性（工程技术大系统：大型工业联合企业// 电力系统、水源系统、能源系统、交通系统、邮电系统、通信系统、大型计算机网、生产协作网等）。

在控制系统中使用网络并不是一个新的想法，它可以追溯到20世纪70年代末期集散控制系统（Distributed Control System, DCS）的诞生。

DCS将控制任务分散到若干小型的计算机控制器（也叫现场控制站）中，每个控制器采用直接数字控制（Direct Digital Control，DDC）的控制结构处理部分控制回路，而在控制器与控制器、控制器与上位机（操作员站或工程师站）之间建立了计算机控制网络，这种控制结构使得操作员在上位机中能够对被控制系统的实时运行状态进行监控，某个控制回路的控制策略的设计也可以在上位机中组态完成，通过控制网络下载到对应的控制器中实时运行。

DCS大大提高了控制系统的可靠性（和DDC相比较），并实现了集中管理和相对分散控制。

随着处理器体积的减小和价格的降低，带有微处理器的智能传感器和智能执行器出现了，这为控制网络在控制系统中更深层次的应用提供了必要的物质基础，从而在20世纪80年代产生了现场总线控制系统（Fieldbus Control System,FCS）。

FCS作为网络化控制系统的新技术把控制网络一直延伸到了产生现场的控制设备，信号的传输完全数字化，提高了信号的转换精度和可靠性，同时由于FCS的智能仪表（变送器、执行器）带有微处理器，能够直接在生产现场构成控制回路，控制功能也可完全下放，实现了完全的分散控制。

动车组网络控制系统及其技术分析摘要：动车组网络控制系统(TCMS)系统是一列车的神经中枢，负责完成与各个子系统之间的数据传输、逻辑控制、故障诊断等工作，是一列车能够安全运行的保障。

现在世界各国轨道交通行业中，TCN网络无论是在动车组、地铁还是轻轨，都得到了广泛的应用。

关键词：动车组；网络控制系统；技术前言迄今为止，我国铁路已经经历了6次大提速，列车运行速度不断加快，不仅方便了人们的出行，同时也进一步加深了我国各地区之间的联系。

列车运行的基础是安全，尤其是在当前列车运行速度进一步提升的隋况下，安全是重中之重。

网络控制系统作为整个动车组的中枢神经，是动车组平稳安全运行的重要保障。

1网络控制系统CR400BF动车组通信网络由WTB(列车总线)与MVB(多功能车辆总线)构成，属于2级通信网络，二者的数据传输速率略有差异。

动车组网络控制系统的基本构成为：中央控制单元、输入输出模块、无线传输装置、司机显示屏、、MVB中继器、网关、牵引控制装置、制动控制装置、空调控制装置、辅助变流器装置、旅客信息系统、车门控制装置以及充电机控制装置。

2动车组网络控制系统关键技术2.1以太网通信网络控制技术动车组采用以太网作为数据传输总线，总线通信控制方案同样采用传统网络的两级总线架构，分为列车级总线和车辆级总线，并由最小的可配置编组单元通过列车级以太网线级联构成整个列车通信网络。

实现不同的最小可编组单元的级联，为列车快速地建立起一个高可靠性的灵活可配置的控制网络，提高传输列车控制信息的实时性，确保列车的正常运行；车辆级总线采用线性拓扑结构，传输速率为100Mbit／s，使用TRDP协议进行封装传输，符合IEC61375—3—4标准。

最小可编组单元设有ECN，其中ECN可以根据可配置编组单元内含有的车辆数灵活增加，通过ECN级联，实现可配置编组单元内子系统与网络控制系统的建列车级以太网车辆级以太网车辆控制器数据采集模块远程数据传输装置通信，实现以太网数据交换。

自动控制原理网络控制知识点总结自动控制原理是指利用现代计算机和网络技术，对工业过程进行监测、控制和调节的一门学科。

在当今工业生产中，网络控制已经成为不可或缺的一部分。

本文将就自动控制原理中的网络控制知识点进行总结和分析，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。

一、网络控制基础知识网络控制是在现代计算机和网络技术的支持下实现的，因此对于网络控制的学习，首先需要了解计算机网络和控制系统的基本概念。

1. 计算机网络计算机网络是指将多台计算机通过通信链路连接在一起，共享资源并进行信息交流的系统。

计算机网络的组成部分包括服务器、客户端、路由器、交换机等。

2. 控制系统控制系统是指用来控制和调节工业过程的系统。

根据反馈信号的不同，控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。

二、网络控制的主要技术1. 远程监控远程监控是指通过网络将工业过程中的数据传输到中心控制室，实时监测工业过程中的各项指标，并根据需求进行相应的控制和调节。

2. 自动化控制自动化控制是指通过计算机和网络技术，将传感器采集到的数据输入到控制计算机中进行处理，然后通过执行机构对工业过程进行控制和调节，实现自动化的控制。

3. 数据采集数据采集是网络控制中的重要环节，通过传感器将工业过程中的数据采集到计算机中进行处理和分析，为后续的控制决策提供依据。

4. 调度管理调度管理是指根据工业过程的特点和需求，合理安排生产计划和资源的分配，通过网络控制实现对工业过程的调度和管理，提高生产效率和质量。

5. 通信协议通信协议是网络控制中不可或缺的一部分，它规定了计算机和网络设备之间进行通信所必须遵循的规则和标准，确保网络控制的稳定和可靠。

三、网络控制的应用领域1. 工业自动化工业自动化是网络控制的重要应用领域之一。

通过网络控制可以实现对工厂设备、生产线等的自动化控制和管理，提高生产效率和产品品质。

2. 智能交通系统智能交通系统是指利用网络和控制技术对交通系统进行监测、控制和管理的系统。

动车组网络控制系统及技术分析摘要：动车组的网络控制系统相当于人的大脑和神经，它在保证列车的行车安全、可靠性、舒适性方面具有至关重要的作用。

为了给相关产品的网络控制系统设计提供借鉴，通过梳理中车已有典型动车组产品的网络控制系统，提取共性特征，总结归纳了动车组网络控制系统的组成、系统功能、拓扑功能、主要参数等内容。

同时，乘客需求的提升以及轨道交通装备技术的不断升级，对动车组在速度、舒适性、智能化等方面提出了更高要求，为了明确动车组列车网络控制系统的发展方向，通过查询专利文献等途径，得出动车组网络控制系统新技术研究多集中在多网融合、列车冗余优化设计、列车自动驾驶、无线通信等方向，可以为轨道交通技术特别是网络控制系统技术的相关研究提供参考。

关键词：动车组；网络控制系统；多网融合；轨道交通技术引言动车组的控制、监测与诊断系统（简称ＴＣＭＳ）是车载分布式的计算机网络系统，承担动车组牵引及制动控制等指令的传输，同时对列车上的主要设备进行状态监测，并具有故障诊断及故障记录功能。

信息通过车载网络进行传输，从而减轻了列车重量并提高了系统可靠性。

该系统能够给司乘人员提供操作指导，并给维修人员提供技术支持。

本文总结中车已有典型动车组产品的网络控制系统技术，提取共性要素，对动车组的网络控制系统进行简单介绍。

1动车组网络控制系统组成网络控制系统组成主要有：主处理单元／网关单元（ＣＣＵ／ＧＷ）、主控／网关／事件记录仪单元（ＣＣＵ／ＧＷ／ＥＲＭ）、远程输入输出单元（ＲＩＯＭ）、二层网管型以太网交换机（ＣＳ）、三层网管型交换机（ＥＴＢ）、人机交互单元（ＨＭＩ）、接口网关单元（ＥＣＮ／ＭＶＢ／Ｌｏｎｗｏｒｋｓ）。

1.1主处理单元主处理单元主要负责列车控制、监视和故障诊断的功能。

所有列车网络控制系统的子系统都通过车辆总线与主处理单元进行通信，交换数据。

主处理单元根据所连接车辆总线的不同分为牵引主处理单元和舒适主处理单元，其中牵引主处理单元（ＭＰＵ－ＬＴ）连接到ＭＶＢ信号线和ＭＶＢ牵引线，用于牵引、辅助和制动等列车运行相关系统的控制、监视和故障诊断，而舒适主处理单元（ＭＰＵ－ＬＣ）连接到ＭＶＢ信号线、ＭＶＢ舒适线和ＣＡＮ总线上，用于空调、厕所、塞拉门等其他辅助系统的控制、监视和故障诊断。

网络安全与控制技术网络安全与控制技术是一门关于保护计算机网络系统免受未经授权的访问、破坏、窃取、篡改和中断的学科。

网络安全和控制技术的发展是为了应对不断增长和日益复杂的网络安全威胁。

以下是与网络安全和控制技术相关的一些主要内容：1. 认证和访问控制：认证是验证用户身份的过程，访问控制是对用户的权限进行管理和控制，以确保只有授权的用户可以访问系统和资源。

常见的认证和访问控制技术包括用户名和密码、双因素认证、生物特征识别等。

2. 防火墙：防火墙是位于网络边界的安全设备，用于监控和控制通过网络传输的数据流量。

它可以根据预先设定的安全策略，来过滤和拦截不安全的数据包。

防火墙有助于阻止恶意攻击者对网络系统的未经授权访问和入侵。

3. 入侵检测与防御系统：入侵检测与防御系统用于监控网络和主机系统，及时发现并响应可能的入侵行为。

它可以基于已有的攻击特征或异常行为模式，来检测和预警潜在的安全威胁。

入侵检测与防御系统可以分为网络入侵检测系统(NIDS)和主机入侵检测系统 (HIDS)。

4. 数据加密与解密：数据加密是将敏感数据通过算法转换成不可读的密文，以保护数据在传输和存储过程中的安全性。

数据解密则是将密文恢复成可读的明文。

常见的数据加密算法包括对称加密算法(如DES、AES)和非对称加密算法(如RSA、DSA)等。

5. 安全审计与日志管理：安全审计与日志管理是对系统和网络的活动进行记录和分析，以寻找和报告任何异常行为。

它有助于发现潜在的安全事件和入侵行为，并为事后的溯源和调查提供证据。

6. 恶意代码检测与处理：恶意代码是指那些以破坏、窃取信息、蠕虫感染等恶意目的，通过各种途径传播和运行的计算机程序。

恶意代码检测与处理技术可以及时发现恶意代码，隔离和移除感染的系统，并预防进一步的传播和损害。

综上所述，网络安全与控制技术是通过认证和访问控制、防火墙、入侵检测与防御系统、数据加密与解密、安全审计与日志管理以及恶意代码检测与处理等一系列措施，保护计算机网络系统的安全性和可用性，以应对日益复杂的网络安全威胁。

网络安全控制技术网络安全控制技术是保护计算机系统、网络和数据免受未经授权的访问、损坏或干扰的一种方法。

在网络安全领域，存在许多不同的技术来控制和保护网络安全。

以下是几种常见的网络安全控制技术。

1. 防火墙（Firewall）：防火墙通常位于网络边界处，监视进出网络的数据流量，并根据预定义的规则来允许或阻止特定的网络连接。

防火墙可以阻止潜在的恶意流量，如恶意软件攻击、网络钓鱼等。

2. 入侵检测系统（Intrusion Detection System，简称IDS）：IDS是一种监测网络流量和系统活动的技术。

它可以检测并报警可能存在的入侵行为，如端口扫描、恶意软件传播等。

IDS可以帮助发现和响应潜在的安全威胁。

3. 虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN）：VPN 通过加密和隧道技术在公共网络上建立安全的连接。

它可以保护用户的数据在传输过程中的机密性，并提供远程访问网络资源的安全通道。

4. 超文本传输安全协议（Hypertext Transfer Protocol Secure，简称HTTPS）：HTTPS是一种基于SSL/TLS协议的加密通信协议，用于在客户端和服务器之间进行加密的数据传输。

HTTPS可以防止数据在传输过程中被窃听或篡改。

5. 访问控制列表（Access Control List，简称ACL）：ACL是一种基于规则的访问控制机制，用于限制用户对网络资源的访问权限。

ACL可以根据用户身份、IP地址、时间等条件来控制网络的访问权限，从而保护网络资源的安全。

6. 数据加密技术：数据加密技术可以将敏感数据转换为密文，并通过加密算法保护数据的机密性。

只有掌握正确密钥的人才能解密数据，从而保证数据在存储和传输过程中的安全。

这些网络安全控制技术都是为了保护网络资源和用户数据的安全而设计的。

在实际应用中，可以根据实际需求和安全风险评估选择合适的控制技术，以建立安全可靠的网络环境。