网络传输对控制系统性能的影响分析

刘星

【摘要】 随着网络技术的高速发展，在控制系统当中也开始使用网络控制。网络控制与传统的控制相比较有其自身的独特性和优越性，但是在信号传输过程当中也有很多的不足之处需要改进。本文主要就是针对网络传输对系统控制的性能进行分析。

【关键词】 网络 控制 系统性能 传输

当前网络技术得到快速的发展和广泛的使用，在控制系统中使用网络加以传输，在使用上面变得更加方便、简单，符合当前人们追求智能化的需求。下面主要从网络传输在控制系统中的优缺点着手分析，并提出相应的优化措施。

一、网络传输控制系统概述

利用网络传输来控制系统，使得控制系统变得更加的简便。在传统的控制系统当中，必须在点和点之间用专门的信号线连接，通过信号线来传输相关的控制指令，在简单的系统之中其弊端还不是非常明显，一旦信号接口点过多的时候，就会发现连接线路非常复杂，同时系统的成本也变得非常的高。而通过网络传输相关数据来控制系统直接省去了布置线路这一复杂的过程，无论再多的传感器、执行器、控制器等都可以利用网络传输数据来进行系统控制，系统变得极为的简单，同时也方便后期控制系统的维护。当然，利用网络传输来进行系统的控制也存在着很多的弊端需要解决：如网络传输延迟、数据丢失、数据错误等。需要采取相应的措施将发生这种情况的几率降到最低，尽可能使得网络传输不会影响到系统控制的性能。

二、网络传输对控制系统性能的优缺点

任何一样事物都具有正面和负面的双重影响，网络传输对控制系统性能的影响当让也不例外。分别分析出其正面和负面的影响，尽可能的控制其负面影响，扩大其所产生的正面影响，是此次分析的根本意义所在。

2.1网络传输对控制系统性能的优点

根据网络传输应用于控制系统中的特点，其主要具有以下几个优点：

1、网络传输的结构多样化。网络传输的控制系统使其结构不再局限于分层递阶结构，其结构可以具有多种方式：如总线型、星形、树形等。传统的控制系统，一般采用的都是分层控制，逐级的进行信号传输控制，形式单一，在现代较大的控制系统中，此种控制结构跟不上控制的需要。随着网络传输引入控制系统当中，其本身所具备的网络化结构，使得网络传输控制的结构变得多样化，很大程度上使控制系统变得更加适用、更加稳定。

2、网络传输的节点智能化。网络传输控制系统当中最大的优点之一就是节点智能化。传统的控制系统必须在节点处用信号线连通，通过信号线来传输控制的相关指令，这在实际使用过程中极为不便，特别是遇到控制系统中节点特别多的情况时，布置信号线显得更为繁琐，而且在后期的维修上变得非常的麻烦。网络传输的控制系统中节点智能化，两节点之间直接通过网络实现相关的指令信息传输，每个节点都是相对独立的单元，具备独立的功能，使得不需要通过信号线传输，省去布置线路的麻烦和后期的维修麻烦。

3、网络传输控制现场化、功能分散化。网络传输的控制系统可以通过现场的智能化设备直接进行控制，而传统的控制系统控制必须要在中央控制系统上面进行控制才能够得以实现，使得人们在使用的时候变得非常的方便。同时，网络传输的控制系统通过将控制功能分散到单独的智能设备上，同传统的控制系统相比危险的系数也得到分散，提高了系统的可靠性和安全性。

4、网络传输控制系统开放化。网络传输的控制系统其中涉及到的智能设备都是遵循一定的标准进行生产的，在出现问题需要更换时，更容易找到相应的产品进行更换。不同于传统的控制系统，相关的系统控制配件是某个厂家独有的型号，其它厂家的存在不匹配的问题，在出现问题的时候更换极为麻烦。

2.2网络传输对控制系统性能的缺点

网络传输在控制系统中也存在着一些常见的问题，以下是网络传输对控制系统性能的缺点：

1、网络传输延迟导致系统性能变差。通过利用网络传输来控制系统，相关的控制指令在传输的过程中，必然受到网络带宽的影响。如果网络带宽不足或者使用的人较多，就会造成控制指令在传输过程中出现拥堵、排队的现象，等传输到相关接受设备并做出指令的动作，中间有一段等待时间，这就是网络传输延迟，这种现象直接影响着控制系统的正常使用和系统的稳定性。

2、网络传输数据丢包影响系统正常使用。网络传输数据丢包指的是在传输过程中部分控制指令丢失，没有被相关的设备接收到。在网络传输控制的过程中，很多时候存在着同时传输多个控制信号的现象，但是在传输途中，由于网络不畅或者突然性断网，导致传输的网络信号中断。当然，目前的网络传输大多都存在自动重新传输的功能，但是这其中存在着一定的时间限制。如果在中途又发送过其它的指令，网络传输的实时性会自动选择后面的指令信号，导致部分网络数据丢失的现象出现，从而影响控制系统的整体性能。

3、网络传输出现误码导致系统控制出错。网络传输的控制指令首先需要进行编码，然后在进行传输，相关设备接受到编码进行解码，做出控制指令的动作。网络传输环境所具备的不确定性，使得控制指令的数据编码在传输过程中存在着不确定性，误码的现象也就变得不可避免，直接导致所发出的指令和做出的实际动作存在着差异性，对系统的精确控制造成影响。

4、网络传输出现数据错序影响系统控制。网络传输的数据在经过多台计算机或者通讯设备且路径不单一时，就容易出现数据包的时序错乱的现象。数据包的时序发生错乱，使得最后设备接收解码时出现错误的现象，系统控制的指令也就发生相应的错误，为系统控制带来不利的影响。

三、网络传输在控制系统中的优化措施

网络传输在控制系统中存在的一部分问题（网络延时、数据丢包、误码、数据错序等）是无法避免的，但是这部分问题又对系统控制的稳定性和安全性存在在着很大的负面影响，因此，如何对网络传输在系统控制中进行优化变得极为重要。

1、提供良好的网络环境。通过分析可以知道网络延时、数据丢包、误码、数据错序等问题很大程度上都是因为网络的质量或者外部环境不好所导致。因此为了减少这部分问题出现的频率，应当尽可能的提升网络环境。第一，提高网络的带宽。将整个控制系统所用的网络带宽提高，使用独立的网络，保证控制系统在使用的时候不会存在拥挤的现象，提升网络传输的整体性能。第二，提升网络传输的外部环境，尽可能的营造一个有利于网络传输的环境。

2、提高控制系统相关设备的质量。控制系统中的相关设备的质量也对网络传输控制性能有很大的影响，因此在选取相关设备的时候尽量选择具有一定质量保证的设备，保证网络传输顺利完成后，相关设备能够及时的执行所发出的控制指令。

四、结束语

经过本文的分析和研究，了解通过网络进行控制其控制性能主要受到两方面的影响：网络的质量影响和控制设备的质量影响，这两者都会对网络传输控制性能造成直接的影响。因此在考虑提高网络传输的控制系统性能时从提升网络的质量和提升控制设备的质量两方面入手，来达到综合提高网络传输在控制系统中的性能。通过对网络传输在系统控制中的不利因素分析，更为方便具有针对性的制定相关的预防措施。

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