本文作者：袁靜濤、皮小蘭 單位：武漢市第一輕工業學校

1局域網

1.1局域網的一般概念及應用

局域網（LocalAreaNetwork，LAN）是指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組。一般是方圓幾千米以內。局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、工作組內的日程安排、電子郵件和傳真通信服務等功能。局域網是封閉型的，可以由辦公室內的兩臺計算機組成，也可以由一個公司內的上千臺計算機組成。局域網在地域上范圍較小，在造紙工業中常見的是小到一個工段、一個車間，大到整廠的全集成自動化系統。

網絡中的計算機等設備要實現互聯，就需要以一定的結構方式進行連接，這種連接方式就叫做“拓撲結構”，通俗地講這些網絡設備如何連接在一起的。

1.1.1目前常見的網絡拓撲結構主要有以下四大類：

星型結構：星形網通過點到點鏈路接到中央結點的各站點組成的。通過中心設備實現許多點到點連接。環型結構：由連接成封閉回路的網絡結點組成的，每一結點與它左右相鄰的結點連接。

總線型結構：采用單根傳輸線作為傳輸介質，所有的站點都通過相應的硬件接口直接連接到傳輸介質。

樹型樹型：采用分級的集中控制式網絡，

由于星形拓撲結構單個連接點的故障只影響一個設備，不會影響全網，容易檢測和隔離故障,便于維護；任何一個連接只涉及到中央結點和一個站點，因此控制介質訪問的方法很簡單，所以星形拓撲結構在在現代造紙工業中得到普通應用。

1.1.2網絡傳輸介質

網絡傳輸介質是網絡中發送方與接收方之間的物理通路，它對網絡的數據通信具有一定的影響。常用的傳輸介質有：雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳輸媒介。雙絞線電纜：將一對以上的雙絞線封裝在一個絕緣外套中，為了降低信號的干擾程度，電纜中的每一對雙絞線一般是由兩根絕緣銅導線相互扭繞而成，也因此把它稱為雙絞線。目前市面上出售的一般為5類和超5類兩種，在傳送信號時超5類雙絞線的衰減更小，抗干擾能力更強，最大傳輸范圍可達500米。因此在造紙行業的網絡組裝中得到運用。

同軸電纜：由一根空心的外圓柱導體和一根位于中心軸線的內導線組成，內導線和圓柱導體及外界之間用絕緣材料隔開。由于日常維護不方便，一旦一個用戶出故障，便會影響其他用戶的正常工作，現在企業網路組裝中已很少使用。

光纖：是由一組光導纖維組成的用來傳播光束的、細小而柔韌的傳輸介質。光纖的電磁絕緣性能好、信號衰小、頻帶寬、傳輸速度快、傳輸距離大。主要用于要求傳輸距離較長、布線條件特殊的主干網連接。

無線電波無線電波是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻頻段的電磁波。無線電技術是通過無線電波傳播聲音或其他信號的技術。

2造紙工廠網絡的構成分析

一般來說，一個造紙廠應該包括信息管理系統、財務管理系統、系統維護及其它三個方面。而在實際造紙過程中，又包括了漿廠、紙廠、堿回收、電力四個子系統（圖1-1）。當計算機剛應用于工業及其管理時,信息管理系統與控制系統之間是相對獨立的,而控制系統之間也是相互獨立的,這種傳統的結構僅能解決局部控制問題,而不能實現大系統協調工作。為了實現控制協調,相關的控制系統之間應有數據的交流,如:漿廠的控制后段與紙廠的質量控制系統是緊密地聯系在一起的,這就要求這兩個系統之間的數據是動態快捷的相互流動,以實現產品的質量控制在最穩定的狀態。由于計算機技術的發展限制及通訊協議的多重性,解決數據流動的方法是采用通訊“接口”,這種對策解決了局部數據的流動問題。可以分析出,數據流的流動均通過“接口”,這就要求“接口”具有強大的數據收發能力及龐大的數據承載空間能力,以達到數據的“及時到位”控制地點。

而事實上由于軟、硬件的限制,“接口”只能處理少量數據的接發。大量工作都需要數據服務器來完成。而服務器要完成數據處理，必須保證網路的通暢。在實際運用過程中，拓撲結構我們通常采用星型網絡，在網絡出現故障時候能夠保障其它系統正常運行。

眾所周知,對于制漿及造紙過程的控制來說,數據的實時通迅是控制系統的又一要求,所謂實時控制網就是為此目的而開發的,它的主要特點是:實時、通迅速度高(可達100Mb/s)、系統可靠性好、易擴展以及普理維修快捷。在實時運用過程中，我們為了管理方便快捷，我們把漿廠自控系統、紙廠自控系統、堿回收系統組合成為實時控制系統。

由于過程控制系統又是受工廠管理系統的影響,來實現生產的計劃管理以形成工廠的大系統運行。工廠管理網絡的特點是:非實時、量大以及用戶多。控制網絡與廠管理網絡混在一個網絡線上,這樣網絡結構簡單,花費小。但會影響實時控制信息的傳輸質量。試想:當工廠的管理人員向財務部門調用財務報告時,自控操作員也發出了某個目標的控制命令,而此時財務的數據正在網上傳送,這樣,操作員命令就有可能被延誤。為了解決這個問題,將控制系統的優先權提高就會影響管理數據的傳送。如果將控制網絡與廠管理網絡分成兩個網絡,那么,這兩個網絡之間又如何實現數據交換呢?在實時運用過程中，我們為了管理方便快捷，我們把信息管理系統、財務管理系統、系統維護組合成為網絡控制系統。

為了實現更好控制和管理，我們需要將網絡控制系統和實時控制系統實現組合，這時，我們便可以采用性能高的千兆交換機來實現。而大量數據處理則交給數據處理服務器來實現（如圖1-2）。在工廠管理網絡中,使用一定的公共協議如:TCP/IP,而在數據服務器中運行開放的數據庫:OR-ACLE,這樣通過數據服務器對實時控制信號的訪問(如需要可將數據進行一定模式的過濾),而管理網絡上的節點只需通過一定的軟件聯接方式如:SQL,就可通過網絡訪問數據服務器中的數據庫,將數據讀入并可用其他軟件處理,如:PC機的數據庫可以是ACESS。

3工業控制網絡搭建簡要介紹

3.1主干網

主干網主干網為一光纖環形網，通訊速率100Mbps以上。保證主干網的通訊速率在大型網絡中顯得尤為重要。環網由若干個網段首尾相連而成。中間節點為光纖交換模塊OSM。OSM是保證網絡通訊速率達到100Mbps以上的關鍵部件，它能保證網絡工作在交換式雙式模式下。

網絡發生故障后的高速重配置時間對工業應用是至關重要的，否則網絡上連接的設備（終端或子網）會將通信連接清除。這可能引起工廠生產過程的失控或緊急停車而造成重大損失。因此要求通訊控制過程要相當可靠，至少在發生故障（電纜斷線或交換模塊失效）后零點幾秒內網絡能夠重新配置（通訊再恢復）。

主干網還可以根據工程實際情況采用星型網絡。另外，將光纖交換模塊OSM更換成電氣交換模塊ESM，將光纖改換成超5類雙絞線。一般來講，使用多模玻璃光纖（62.5/125UM）和光纖交換模塊OSM來構筑環網，環網上的OSM$數量不超過50個，每個網段最大傳輸距離不超過3000米，因此網絡最大覆蓋范圍一般能達150000米.使用單模玻璃光纖（10/125UM）和光纖交換模塊OSM來構筑環網，每個網段最大傳輸距離不超過26KM，因此理論計算機網絡最大覆蓋范圍一般能達26*50=1300KM。

因此，僅使用電氣器件和介質，就能很容易地構筑一個中型廠集成自動化系統。由于實際的工程項目有大有小，考慮到系統需要處理的數據量和傳輸量的繁重與否，環形網可以采用1個或2個乃至多個服務器。當然，在構筑簡單的小規模系統時，也可以不采用服務器.

3.2網絡擴展

在主干網上的交換模塊一般具有4個甚至6個分支連接端口，每個端口均可通過雙絞線連接若干個操作員站OS或工程師站（ES），也可通過光纜或雙絞線與子網相連。

4小結

現代化的工廠特別是制漿及造紙廠,使用網絡管理及控制是至關重要的,而選擇正確的網絡形式是關鍵中的關鍵。根據本文的分析可得出:將管理網絡與實時控制網絡分開并使用數據服務器將其有機的聯系在一起,這樣,既能實現兩個網絡之間的數據自由流動,又使它們工作在最高效率狀態。選擇好的網絡管理將給本廠生產效率的提高和現代化建設帶來極大作用。