工业以太网控制系统论文
工业以太网与现场总线技术及应用
工业以太网与现场总线技术及应用摘要：工业控制需要高速、廉价、易于集成的通信网络。
以太网就是这样的一种网络。
本文分析了工业以太网在现场总线控制系统中的应用前景,指出工业以太网的介入使现场总线能更好的满足实时控制的要求,并给出了工业以太网应用实例。
关键词：现场总线控制系统以太网 FCS一引言随着计算机和网络技术的发展，以智能化仪表和分散控制为特色的现场总线技术，把控制领域带入了一个新的时代。
它所倡导的全开放、全分散、互操作的思想，成了未来控制领域崭新的特点。
但是,目前的现场总线技术仍具有很大的局限性,在全开放、全分散控制等方面,仍存在许多需要解决的问题。
首先,在目前现场总线控制系统中,主要是低速现场总线,现场仪表和设备的计算能力和信息处理能力较低,主要用于数据采集和控制信号的输出,并实现PDI控制等一些简单的控制算法。
复杂的控制功能,如预测控制、神经网络控制、系统优化等,仍需要在PC机或工作站上实现。
其次,由于现场总线位于整个系统的最底层,只是系统的一个组成部分,仅仅现场总线仍不足以实现系统的全开放结构。
同时,目前已经出现了Profibus 、Foundation Fieldbus等几十种现场总线。
由于每种现场总线代表着不同厂商的利益,各大厂商进行了激烈的市场竞争,这些现场总线很难实现统一。
因为不同现场总线产品不能实现互操作,一旦用户选择某种现场总线,今后就会被局限于这种现场总线,再选择另一种现场总线,必须付出高昂的代价。
因此,在现场总线的迅速发展过程中，形成一个统一的协议却始终是一个争论的焦点。
为了解决以上全分散、全开放、不同协议的现场总线系统集成问题,人们开始逐步达成一个共识，即向以太网靠拢将成为今后现场总线发展的一个趋势。
二以太网进入现场总线以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势,由于它支持几乎所有流行的网络协议,所以在商业系统中被广泛采用。
它具有如下特点：(1)以太网是目前应用最广泛的计算机网络技术,它受到广泛的技术支持,因此容易获得控制领域生产厂家的认可。
基于PLC的工业以太网控制技术实现
中国矿业大学毕业设计（论文）任务书任务下达日期：2004年2月15日设计（论文）日期：2004年2月15日至2004年6月7日设计（论文）题目：基于PLC的工业以太网控制技术实现设计（论文）专题题目：设计（论文）主要内容和要求：1．S7系列PLC的上位机软件的设计。
2．S7－300系列控制模块的掌握和认识。
3．S7－300系列控制模块的连接和设计。
4．基于S7－300的工业以太网的设计。
5．基于以太网控制的实现。
院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计（论文）指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计（论文）评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日计算机科学与技术学院本科毕业设计论文答辩委员会审定书所提论文基于PCL的工业以太网控制技术实现Industrial Ethernet control realization technically base on PLC 符合本科毕业设计论文要求、业经本委员会评审认可。
答辩组成员：指导教师：教授院答辩委员会主任：2004年6月中国矿业大学毕业设计（论文）答辩及综合成绩基于PLC的工业以太网控制技术实现Industrial Ethernet control realization technically base on PLC学生姓名：郭建光Student: jianguang guo 指导教师：周勇Advisor: yong zhou中国矿业大学计算机科学与技术学院毕业设计论文A ThesisSubmitted to School of Computer Science and TechnologyChina University of Mining and Technologyin Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Undergraduate Thesis in Computer ScienceJune 2004Xuzhou, Jiangsu, China2004年6月摘要本论文提出的“基于PLC的工业以太网控制的实现”，是通过研究工业以太网与西门子S7-300系列PLC，最终实现交通灯信号控制。
浅谈工业以太网的流水线自动化控制
浅谈工业以太网的流水线自动化控制传统现场总线在实际应用中的诸多不足长期困扰着工业流水线自动化控制的发展。
推进工业以太网在工业自动化控制系统的应用具有很大的实际意义，文章首先分析工业以太网的特点，在此基础上设计出流水线自动控制系统的结构和控制模式，结合自动化流水线的具体功能，在计算机网络的基础上设计出工业控制系统的层次框架，促进工业以太网在工业生产自动控制系统中的应用。
标签：工业以太网；自动控制；工业流水线精密制造技术日益先进，对自动化的控制提出更高要求，对于自动化控制系统的要求也就愈高。
工业自动化的发展得益于网络技术的成熟，改变传统工业自动化控制方式主要采用电气控制的局面，取之以无人化自动控制。
目前，现场总线技术在自动化控制领域中仍占主导。
但面对生产规模的不断升级，系生产线上机电设备不断增多，伴随而来的是越来越多的实时监测和自动化控制设备，此背景下，自动化流水线的监控需求已经完全超出现场总线的操控能力，由于现场总线具有针对性，往往使得各个机电装备成为“控制孤岛”，相互独立的设备互不兼容，无法通讯，不便于设备后期的维护。
随着以太网通信技术的提升，组网价格变得低廉、通信协议兼容性良好、联网技术一体化的工业以太网得到推广，成为替代现场总线的良好选择。
本文研究工业生产中的自动化流水线控制系统，设计分析基于工业以太网的流水线自动化控制系统。
一、工业以太网设计（一）工业以太网概述在工业生产制造领域中，通过工业以太网的网络通信协议在工业以太网中实行网络传输。
企业内部互联网、外部互联网以及国际互联网已应用于生产的自动化过程。
工业自动化技术日益提升使得对自动化控制的要求变高，如实现监控一体化、无人化等，正是因为有了这样的高要求，使得工业以太网在自动化流水线中的应用愈加普及，最佳的方式是将工业以太网与控制相结合，几乎能够满足目前大多数工厂的自动化控制系统的功能需求。
本文将工业以太网结合，研究工厂流水线自动化控制，探讨工业以太网在工厂自动化流水线控制中的应用。
基于工业以太网的数控机床网络控制系统
基于工业以太网的数控机床网络控制系统将创造车间的数控设备与计算机联网构成DNC（DistributedNumericalContro1）系统，已成为实现CAD／CAM一体化及计算机辅助生产管理集成化迫切需要解决的核心技术之一。
而通信网络的实现又是构建集成DNC系统的最关键的技术，它普通包括两个层次，上层是DNC主机与CAD／CAM／CAPP、 MRPII系统币睥间服务器的通信，下层是DNC主机与车间各种数控设备的通信数控机床联网的办法无数引，如串行通信办法口、MAP通信技术、现场、以太网等。
这些通信办法虽然在一定程度上实现了数控机床的联网，但在应用中它们或多或少地存在一些不足。
为了提高数控机床联网控制系统的可集成性和满足实时调度功能，笔者提出了基于工业以太网的数控机床联网控制系统。
1 系统结构系统的结构主要按照实际需要而选定，需要考虑的因素主要有车间的环境、工厂的程度与管理层的信息集成等。
系统采纳工业以太网作为网络平台，工业以太网的抗干扰设计保证了在车间恶劣劣环境下的通信畅通及实时性，且易于与管理层集成。
系统采纳总线+星型的拓扑结构。
主干网采纳总线结构，易于组成冗余环网。
局部采纳星型结构，避开了某一台设备的故障影响其他设备。
系统的拓扑结构1如示。
实现数控机床和工业以太网衔接的协议转换器实质就是工业以太网数据包与RS232数据包的转换器。
它向上接人工业以太网，采纳工业级RJ45接口形式，向下衔接带有RS232串口的数控机床。
协议转换器可以作为数控机床的一个部件安装在机床上。
2 系统功能2．1通讯功能（1）NC程序的双向传输全部数控设备实施联网集中管理，利用网络举行NC程序（包括机床参数，刀补文件，宏程序等）的双向传输，从第1页共4页。
基于工业以太网的运动控制系统促进弯管生产设备的革新
只用一周时间，就设计出样机的控制程序。 Ｍｎ程序软件具备的多任务内核可以加快软 ｉ ｔ
转向器和汽车座椅的加工。 对比于液压系统 ， 全电动系统的高可重复性
件的开发速度， 可以把实时控制程序划分为若干 和自动工具调整在所有的优点中最为突出。 这意 个独立的软件模块。编制 １ 个单一的弯管任务模 味着当系统成功运行后， 全部设定参数可以被储 块， 在不同的条件下用于整个设备中， 可以进一 存起来 ， 在后续的生产中能重复使用， 无需复杂 步简化核心控制程序的设计。 这些模块同时运行， 的机械部件的调整。 从而保证不同＿位的同步控制。 １ ： ｒ 第 台 品设置 新坐标的控制程序码即可。 全电动产品只消耗同等液压产品 １％一０ ０ ２％ 新型的驱动技术也使设备运行更安静。
了４ 个工位。如果要增加更多的工位，只需编制 的能源，而且启动电流的冲击也大大减小。
Ｍｎ程序语言的关键结构是高层次的运动控 Ｕ ｉ ｎ公司的新产品只有 ５ — ０ Ｂ 的噪音 ， ｉ ｔ ｎｓ ｏ ５ ６ｄ
制指令集． 在此基础上可以迅速开发运动控制的 这相当于普通办公室的噪音水平。 传统的液压
进行． 减少了材料的消耗和设备的占地面积。 ｎ 言支持 Ａ ｔｅ Ｕｉ — ｃｖＸ技术，这也有助于简化程序的设 ｉ
ｓｏｎ
公司开发的新产品ＢｅｚＵ ｉ ｘ ｒ ｅ ｎ ｅ 就采用了这 计。例如：在 Ｕ ｉ ｎ ｅ ｆ ｌ ｎｓ 公司以前生产的产品中，１ ．
项技术， 应用积木式多＿ Ｔ位加Ｔｌ Ｔ艺．实现了弯 个 ＶｓａＢ ｓ ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ界面需要几百条代码去处理复杂
与传统的多头弯管机的加工方式相比， 并行 驱动器控制。 ４ 有 台电 机用于弯管操作， 其余的 处理提高了生产效率。Ｂｌ ｒ ａ ｏ 电气公司的 Ｎ ｘ 电机用于管材的进给 、 ｄ ｅｔ — 旋转和夹紧。 一些辅助
基于工业以太网的分布式智能传输控制系统分析
基于工业以太网的分布式智能传输控制系统分析摘要：随着工业的发展，自动化水平的提高，生产流水线的自动化水平不断提高，大量的电动机控制设备已投入到流水线中，而传统的工业控制设备一直被国外厂商所垄断，国产的 PLC系统无法与之相结合。
本文介绍了一种基于工业以太网的分布式智能传输控制系统，通过与 PLC组网的特殊通讯模块实现对电动机的智能传输，并对其工作原理、硬件结构、各子板卡的功能和选择进行了详细的说明。
该系统在实际生产中得到了检验，能够在复杂的工业环境中稳定可靠地工作。
同时，还增加了条码扫描、存储等功能，满足了我国某些行业的特定要求，使得条码的使用更加广泛。
关键词：工业以太网；分布式；智能传输控制系统引言近几年来，我国工业控制市场的规模很大，外国公司利用专利技术和其他技术手段，迫使用户在使用国外的主要控制设备后，很难与国内的下游产品进行匹配。
所以，突破工业控制产品的特殊通讯协议的局限性是非常重要的。
该系统采用工业以太网与 PLC进行通讯，通过RS485接口，利用 ModBus协议对变频调速进行控制。
另外，该系统还具有手动控制，信息存储，条码扫描，参数配置，本地 IP设置，位置检测，状态指示等，其上游由 PLC统一管理，下游控制电机。
该系统安装成本低，施工周期短，维护方便，故障诊断简单，性价比高，适用于汽车装配生产，物流分拣，自动化仓储，食品药品灌装等生产流水线。
一、系统架构设计为了满足国内行业应用场景复杂、功能多样化的要求，本系统根据功能分为通信、控制、存储、面板四大模块，每一块板都有各自的功能，可以利用工业以太网进行固件更新，方便了系统的扩充和维护。
系统的外部采用工业以太网与PLC相连接，并利用 CAN总线与系统内的各个板卡进行连接。
通信盘的主要功能是与 PLC通信，对命令进行分析后，送至主控板或存储器。
主控面板的主要作用是根据 PLC的要求对变频调速系统进行存取，由变频调速系统对电动机进行工作，并对其进行状态参数采集。
工业以太网在工业自动化系统中的运用及其发展趋势
工业以太网在工业自动化系统中的运用及其发展趋势随着社会经济的发展，工业以太网得到了广泛的普及，同时在以太网基础上发展的工业自动化系统也得到了广泛的研究与应用，从而大大促进了工业自动化控制系统的发展。
由于工业自动化系统的控制是基于计算机网络计术进行的，因此，研究工业以太网时，必须进行相关的网络控制系统研究。
本文通过研究工业以太网的特点，分析其在工业自动化控制系统中的应用，来预测工业以太网在工业自动化系统中的发展趋势，推动我国的工业自动化发展。
标签：工业以太网；工业自动控制化系统；应用；发展0 引言随着社会经济的快速发展，越来越多的精密仪器出现在人们的生活中。
精密仪器的精度与工业生产息息相关，因此对工业生产控制自动化的要求也逐渐提高。
计算机网络技术作为工业发展的一部分，它的发展也逐渐推动了工业自动化的发展。
目前，工业自动化控制系统已经脱离传统的控制生产方法，逐渐向网络监测方向发展。
因此工业以太网逐渐使用到工业自动化系统中，本文通过阐述工业以太网在现代工业自动化系统中的应用，分析其优点与不足。
研究研究工业以太网在工业自动化系统中的发展趋势，为推动工业以太网的进一步应用提供可行建议。
1 工业以太网概述及其设计以太网是一种方便快捷，使用广泛的网络结构，经过不断的研究，当前的以太网的开放性良好，使用人员众多，而且相应信息资源丰富，因此得到了广泛的使用。
由于以太网的发展前景巨大、价格低廉，因此逐渐被引入到工业系统中。
形成了工业以太网结构。
工业以太网作为一种特殊的网络结构，它可以直接控制工业生产的整个流程，同时监测产品信息并将信息传递出去，进行相应的物质转换。
当前主要使用的是基于基于IEEE803.2（Ethernet）结构运行的以太网。
这种结构不仅可以无缝连接，同时可以将企业的信息与全球的信息联合起来，形成一个信息完善的管理系统。
工业以太网就是在以太網的基础上，使其连接进入相应的商业信息。
使其满足工业自动化生产的需求，是一种典型的工业网络系统[1]。
西门子工业以太网应用论文
西门子工业以太网应用论文摘要：该改造完成后，在一年多的生产中，系统工作稳定。
同时证明了利用西门子以太网通信方式代替传统的硬线模拟信号通信方式，在连续工业生产应用中，具有极大的优越性。
随着信息技术的不断发展，信息交换技术覆盖了各行各业。
在自动化领域，越来越多的企业需要建立包含从工厂现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络管控平台，建立以工业控制网络技术为基础的企业信息化系统。
唐钢炼焦制气厂已投产多年，针对本体、热风、喷煤各系统的现状和问题，在对部分控制程序修改的同时，利用西门子先进的网络通讯对各系统间的通讯进行优化设计，原设计中由硬线模拟通讯故障率高的问题得到了彻底解决。
1 工业以太网技术1.1 以太网技术以太网的核心思想是使用共享的公共传输信道，这个思想源于夏威夷大学。
在局域网家族中，以太网是指遵循IEEE 802.3标准，可以在光缆和双绞线上传输的网络。
以太网也是当前主要应用的一种局域网（LAN——Local Area Network，局域网）类型。
1.2 工业以太网工业以太网技术在Internet中广泛应用，使得它的技术更为成熟，无论从技术上还是产品价格上，以太网较之其他类型网络技术都具有明显的优势。
另为，随着技术的发展，控制网络与普通计算机网络、Internet的联系更为密切。
控制网络技术需要考虑与计算机网络连接的一致性，需要提高对现场设备通信能力的要求，这些都是控制网络设备的开发者与制造商把目光转向以太网技术的重要原因。
1.3 西门子工业以太网西门子公司在工业以太网领域有着非常丰富的经验和领先的解决方案。
其中SIMATIC NET工业以太网基于经过现场验证的技术，符合IEEE 802.3标准并提供10Mbit/s以及100Mbit/s快速以太网技术。
经过多年的实践，SIMATIC NET工业以太网的应用已多于400000个节点，偏布世界各地，用于严酷的工业环境，并包括有高强度电磁干扰的地区。
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工业以太网控制系统论文
一、工业以太网技术的特点
以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢迎的通信网络之一。
近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。
这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。
以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显：
（一）Ethernet是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。
（二）以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络。
（三）软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
（四）通信速率高，随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高，对信息量的需求也越来越大，有时甚至需要音频、视频数据的传输，目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用，千兆以太网技术也逐渐成熟，10G以太网也正在研究，其速率比目前的现场总线快很多。
（五）可持续发展潜力大，在这信息瞬息万变的时代，企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络，信息技术与通信技术的发展将更加迅速，也更加成熟，由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。
二、工业以太网在控制领域应用现状
工业以太网与现场总线相比，它能提供一个开放的标准，是企业从现场控制到管理层实现全面的无缝的信息集成，解决了由于协议上的不同导致的`“自动化孤岛”问题，但从目前的发展看，工业以太网在控制领域的应用主要体现在以下几种形式。
（一）混合Ethernet/Fieldbus的网络结构
这种结构实际上就是信息网络和控制网络的一种典型的集成形式。
以太网正在逐步向现场设备级深入发展，并尽可能的和其他网络形式走向融合，但以太网和TCP/IP原本不是面向控制领域的，在体系结构、协议规则、物理介质、数据、软件、实验环境等诸多方面并不成熟，而现场总线能完全满足现代企业对底层控制网络的基本要求，实现真正的全分布式系统。
因此，在企业信息层采用以太网，而在底层设备级采用现场总线，通过通信控制器实现两者的信息交换。
（二）专用工业以太控制网络
如何利用工业以太网单独作为控制网络是工业以太网的发展方向之一，也是工业控制
领域的研究热点之一。
如德国JetterAG公司的新一代控制系统JetWeb，是融现场总线技术、100Mb/s以太网技术、CNC技术、PLC技术、可视化人机接口技术和全球化生产管理技术为一体的工业自动化控制系统，同时具有广泛的兼容性，可兼容第三方自动化控制产品，提出“网络就是控制器”的观点，是取代所有底层现场总线的工业网络结构。
这种工业控
制网络是将以太网贯穿于整个网络各层次，使它成为透明的覆盖整个企业范围的应用实体。
它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合，实质上是一个单层的扁平结构，其良好的
可扩展性和互连性，使之成为真正意义上的全开放网络体系结构的大统一。
（三）基于Web的网络监控平台
嵌入式以太网是最近网络应用热点，就是通过Internet使所有连接网络的设备彼此
互通，从计算机、PDA、通信设备到仪器仪表、家用电器等。
在企业内部，可以利用企业
信息网络，进行工厂实时运行数据的发布和显示，管理者通过Web浏览器对现场工况进行
实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。
实现的最简单办法就是采用独
立的以太网控制器，连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS-232或RS-485接口的
现场设备。
以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。
三、以太网交换技术的发展趋势
以太网和通信技术的突飞猛进，促使工业以太网技术进一步发展。
目前它已经在工业
企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接
应用于工业控制现场的趋势。
从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看，目前工业以
太网在制造执行层已得到广泛应用，并成为事实上的标准。
未来工业以太网将在工业企业
综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。
总的来说，工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面：
（一）工业以太网与现场总线相结合
工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。
而现场总线经过
十几年的发展，在技术上日渐成熟，在市场上也开始了全面推广，并且形成了一定的市场。
就目前而言，全面代替现场总线还存在一些问题，需要进一步深入研究基于工业以太网的
全新控制系统体系结构，开发出基于工业以太网的系列产品。
（二）工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋
随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展，为以太网的通信确定性
的解决提供了技术基础，从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍，
为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。
为此，国际电工委员会IEC正
着手起草实时以太网Real-timeEthernet,RTE标准，旨在推动以太网技术在工业控制领域
的全面应用。
论文关键词:工业以太网；特点；趋势；全开放网络
论文摘要:工业以太网控制系统是集散控制系统DCS和现场总线控制系统FCS之后产生的一种新型的工业控制系统。
本文简要介绍了工业以太网的特点，并详细论述了工业以太网在控制领域的应用现状以及以太网交换技术的发展趋势，并提出了以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络的观点。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。