计算机工业控制网络技术

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计算机控制技术第2章工业控制计算机简介

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(2) 元器件筛选除进行一般静态与动态技术指标的测试外，需进行高温老化与高低温冲击试验，以剔除早期失效的器件。
(3) 接插件和各种开关采用双触点结构，并对其表面进行镍打底镀金处理。 (4) 安装工艺当前的发展趋势是采用多层印制电路板高密度表面安装技术，减少印制电路板面积和提高抗干扰性能，以减少外引线数目和长度。
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6. 现场控制站的可靠性与可维护性
在DCS中，现场控制站是直接与生产过程相联系的单元，因此对它提出了最高的可靠性要求。目前平均无故障工作时间(MTBF) ≥10万小时，而平均修复时间（MTTR）≤10分钟，为保证这么高的可靠性指标，所采取的技术措施有以下几个方面： (1) 元器件选用采用低额定值的原则，即将功率额定值与使用温度的额定值分别控制在其标准额定值的50％和75 ％以内。另外，尽量选用CMOS电路与专用集成电路(ASIC)，能显著降低功耗与减少外引线，大大提高可靠性。
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②实时性好：工控机对生产过程进行实时控制与监测，因此要求它必须实时地响应控制对象各种参数的变化。当过程参数出现偏差或故障时，工控机能及时响应，并能实时地进行报警和处理。为此工控机需配有实时多任务操作系统(RTOS)。
实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定的时间内对外来事件做出反应的特性。主要考虑两个要素：一是根据生产过程出现的事件能够保持多长的时间；二是该事件要求计算机在多长的时间以内必须做出反应，否则，将对生产过程造成影响甚至造成损害。
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6）信号调理板在DCS系统中，输入信号中存在各种微弱信号或强电信号，它们是不能直接输入I／O功能模板上的，必须先将其转化为0~5V或4~20mA的标准信号，这项工作就是由信号调理板来完成。这些信号调理功能包括：信号放大隔离多路复用滤波传感器激励同步采样与保持

“十一五”期间工业控制计算机技术发展探讨

术进步奖，在核心刊物上发表
１８９４年６月１１日成立了中国电子学会电子计算机分会工业计算
９６２日转建为 “ 国计算机学会工业控制计中了４多篇学术论文。０现任 “ 北京康拓生化控制工程公司”总经理，国家机学组，１８年３月２ “ ，从此，我国工业控制计算机技术的发展进入工业控制机及其系统工程技术研究中心”副主任，航天科技集团 “ 工业算机专业委员会”
控制及管理软件生产力促进中心 ” 副主任，“ 中国计算机行业协会”副会长，“ 中国计算机行业协会ＰＣ／Ｒ ”会长，中国计算机学会工业控ＩＭＧＰＣ “ 制计算机专委会秘书长、副主任，“ 北京自动化学会副理事长。
了一个崭新的阶段。１８年，中国研制ＳＤ总线工控机的科研９８Ｔ人员和企业，合发起成立了中国ＳＤ总线工控机协会，联Ｔ英文名字叫ＳＤ／ＲＴＭＧＰＣ。１９年，ＳＤ９１ＴＭＧ／ＲＰＣ改建为中国计算机行业协会工业控制机分会，并在民政部备案。１９年２月ＳＤ９８ＴＭＧ／
Ｉｔｌ０８ｎｅ８８微处理器的世界上第一台ＩＭＣ机，ＢＰ其采用的局部总互连模式、低功耗的嵌入式计算机。Ｃ１仍然属于第二代工控Ｐ／０４线互联结构就是后来风靡全球的ＩＡ（ｎｕｔｙｔｎａｄ机技术的范畴。ＳＩｄｓｒＳａｄｒＡｒｈｔｔｒ）总线，即ＩＥＰ９ｔ。８ＳＤ总线兼容８ＩＡｃｉｃｕｅｅＥＥ９６位Ｔ位Ｓ１Ｖ．ＭＥ总线工控机技术４总线技术，１位ＳＤ总线通过周期窃取和总线复用技术进一步６Ｔ１７年，美国Ｍｏｏｏａ９９ｔｒｌ公司推出了第一款６００ＣＵ，后８０Ｐ随做到了与１位ＩＡ总线兼容，在软件上与ＭＳＤＯＳ６Ｓ－兼容，这是的１８年，几乎与ＩＭ推出Ｐ９１ＢＣ的同时，推出了ＶＭＥ总线工控ＳＤ总线取得成功的一个重要因素。Ｔ机标准。ＭＥＶ总线工控机采用欧洲卡结构、针孔连接器和垂直安ＳＤ总线工控机技术在中国是从１８年开始兴起的，９年装模式，特别适合在恶劣工业和军事装置中运行。１８Ｔ９３０９２年，由代初期发展到顶峰，０９年代末基本结束。当时推动这一技术的主ＭｏｏｏａＭｏｔｔｒｌ和ｓｅｋ公司发起成立了ＶＭＥ总线制造商协会ＶＩＡＴ要企业和科研单位有北京康拓公司、北京工业大学、四通公司工（ＶＭＥｕｔｎｔｎｌｎｆｃｒｒＧｏｐ，目前该组织拥有ｂｓｎｅａｉａＭａｕａｔｅｓｒｕ）Ｉｒｏｕ

《工业控制网络》课程教学大纲(本科)

《工业控制网络》课程教学大纲课程编号：081408271课程名称：工业控制网络英文名称：Industrial Control Networks课程类型：学科基础课程要求：必修学时/学分：32/2（讲课学时：32 实验学时：0 上机学时：0）适用专业：自动化一、课程性质与任务1．课程性质：工业控制网络是自动化专业的学科基础课，是一门基础知识综合应用能力要求较高且应用性较强的学科基础课程。

2．课程任务：开拓学生的视野，培养和提高学生综合应用基础知识以及学习、掌握新理论和新技术的能力。

工业控制网络是目前工业控制领域重要的技术，也是从事工业控制相关课题研究必不可少的现代控制技术。

通过本课程的学习要使学生较为全面、系统、深入的了解工业控制网络的基本知识和基本理论，以及控制网络的集成技术和其构建实现方法，并为自动化专业学生学习后续有关专业课程和将来从事专业工作打下良好基础；同时还要让学生知道工业控制网络仍在不断完善和发展。

；要注重培养学生分析问题、解决问题的能力。

二、课程与其他课程的联系先修课程：《大学计算机基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《计算机软件技术基础》、《信号与系统》、《微机原理与接口技术》、《单片机原理》、《检测与转换》、《电气控制及PLC技术》、《计算机控制技术》后续课程：《PLC应用技术》三、课程教学目标课程学习的总体目标：不仅要使学生能够正确了解工业控制网络的基本理论和控制网络的集成技术和其构建实现方法，还要使学生能够更加系统、深入的了解工业控制网络技术的本质、核心关键技术和实现方案分析，为将来从事专业工作打下坚实的理论基础。

1．通过本课程的学习，学习控制网络基本概念和原理，掌握控制网络的结构、特性等基本知识，了解各种现场总线；了解典型控制网络的基本结构；掌握计算机网络和通信技术的基本概念，以及控制网络的集成技术和其构建实现方法达成毕业要求1.5、3.2、10.3 2．使学生初步具有综合运用控制网络的理论知识和分析手段对控制网络的集成技术和其构建实现方法，设计过程中能够综合考虑节省制造材料、降低能耗和环境污染等因素，培养学生的工程伦理素养，达成毕业要求7.1和11.2。

计算机控制技术的发展及趋势

计算机控制技术的发展及趋势张赟枫自动化13040901130425一、计算机控制技术的发展1、第一代工业计算机控制技术第一代工控机技术起源于20世纪80年代初期，盛行于80 年代末和90年代初期，到90年代末期逐渐淡出工控机市场，其标志性产品是STD总线工控机。

STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线，随后发展成16位总线，统称为STD80，后被国际标准化组织吸收，成为IEEE961标准。

国际上主要的STD总线工控机制造商有Pro- Log、Winsystems、Ziatech等，而国内企业主要有北京康拓公司和北京工业大学等。

STD总线工控机是机笼式安装结构，具有标准化、开放式、模块化、组合化、尺寸小、成本低、PC兼容等特点，并且设计、开发、调试简单，得到了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用，国内的总安装容量接近20万套，在中国工控机发展史上留下了辉煌的一页。

2、第二代工业计算机控制技术1981年8月12日IBM公司正式推出了IBM PC机，震动了世界，也获得了极大成功。

随后PC机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及化的人才资源，于80年代末期开始进军工业控制机市场。

美国著名杂志《CONTROL ENGINERRING》在当时就预测“90年代是工业IPC的时代，全世界近65%的工业计算机将使用IPC，并继续以每年21%的速度增长”。

历史的发展已经证明了这个论断的正确性。

IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段是从20世纪80年代末到90年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。

90年代末期，ISA总线技术逐渐淘汰，PCI总线技术开始在IPC中占主导地位，使IPC工控机得以继续发展。

但由于IPC工控机的结构和金手指连接器的限制，使其难以从根本上解决散热和抗振动等恶劣环境适应性问题，IPC开始逐渐从高可靠性应用的工业过程控制、电力自动化系统以及电信等领域退出，向管理信息化领域转移，取而代之的是以CompactPCI总线工控机为核心的第三代工控机技术。

工业网络技术

工业网络技术工业网络技术的发展与应用工业网络技术是指将计算机网络和通信技术运用于工业自动化领域的一种技术。

它的出现和发展，极大地推动了现代工业的高效、智能化升级。

本文将从工业网络技术的概念、发展历程、关键技术以及应用领域等方面进行介绍和探讨。

一、工业网络技术的概念工业网络技术是一种将计算机网络技术应用于工业自动化领域的技术手段。

它通过将工业设备与计算机网络相连，实现对工业生产过程的监控与控制。

工业网络技术的目标是提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和实现智能化生产。

二、工业网络技术的发展历程工业网络技术的发展具有相对较长的历史，可以追溯到上世纪的工业自动化和计算机网络技术的起步阶段。

当时，由于计算机技术的快速发展，工业生产中的大量数据需要被准确地采集、传输和处理，这促使了工业网络技术的初步应用。

进入21世纪，工业网络技术得到了快速的发展和普及。

以太网、工业以太网、现场总线等通信标准的出现，为工业网络技术的应用创造了条件。

传感器和执行器的智能化、通信技术的进步以及计算机处理能力的提升，使工业网络技术得以广泛应用于各个领域。

三、工业网络技术的关键技术1. 网络通信技术：工业网络技术的基础是网络通信技术。

以太网、工业以太网、现场总线等网络通信标准，为工业设备之间的通信提供了标准化的解决方案。

2. 数据采集与传输技术：工业网络技术要实现对工业生产过程的监控与控制，就需要对工业设备产生的数据进行采集和传输。

传感器技术和数据传输协议的发展，为工业数据的采集和传输提供了技术支持。

3. 数据处理与分析技术：工业生产过程中产生的大量数据需要进行分析和处理，以实现对生产过程的优化和改进。

数据挖掘、机器学习等技术的应用，为工业网络技术的数据处理与分析提供了新的方法和手段。

4. 安全保障技术：工业网络技术的应用过程中，网络信息安全问题愈发凸显。

网络安全技术的发展和应用，能够有效保障工业网络的安全可靠运行，防范网络攻击和数据泄露的风险。

工业控制网络技术培训讲义PPT课件( 41页)

application software is written independently from the type of controller
OperatorIT
Historian (Information
Manager)
the drivers still exist, but the clients do not see them anymore
•系统的分散性 •系统的开放性 •产品的互操作性 •环境的适应性 •使用的经济性 •维护的简易性 •系统的可靠性
几种有影响的现场总线
(1)CAN总线
CAN是德国Bosch公司从20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。
(2)LonWorks控制网络和Lon总线
操作站高速数据通道
监控机
数据采集装置
过程控制单元
其基本结构由监控机、操作站、数据采集装置、过程控制单元及高速数据通道等5部分组成。
第二代DCS的基本结构
•第二代DCS的基本结构
主计算机
操作站
LLAANN
子
系
网关
统
网关
一般工业网
组成：
系统管理站 (1)局部网络 (LAN) ； (2)节点工作站，即指过程控制单元(PCU)； (3)中央操作站，它是挂接在LAN上的节点工作站，负责对全系统的信息进行综合管理，是系统的主操作站；
给定
检测
DDC计算机控制
生产过程
图 SCC系统原理图
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计算机工业网络基础
• 网络协议及其层次结构
在通信网络中，对所有的节点来说，它们都要共享网络中的资源或相互之间要进行信息交换，但由于连接到网上的计算机或设备可能出自不同的生产厂家，型号也不尽相同，再加上软硬件的差异，这些都给节点之间的通信带来了困难。因此在通信网络中所有“成员”必须遵循某种相互都能接受的一组规则，以便实现彼此的通信和资源共享。这些规则的集合称为网络协议。在计算机网络中各终端用户之间，用户与资源之间或资源与资源之间的对话与合作必须按照预先规定的协议进行。

工业控制计算机网络技术发展与应用

工业控制计算机网络技术发展与应用本文将介绍工业控制计算机网络技术发展与应用。

首先，它将阐述工业控制计算机网络技术的起源和发展历程。

然后，它将介绍当前工业控制计算机网络技术的应用，并讨论未来发展方向及其挑战。

最后，本文将探讨工业控制计算机网络技术的未来发展前景。

一、工业控制计算机网络技术的起源和发展在20世纪60年代，计算机开始用于工业生产实践。

然而，起初的计算机控制系统仅支持单机系统，没有网络配置。

随着计算机技术的不断发展，局域网和广域网的发展使得计算机与控制系统之间建立了通信网络，使其变得更加集成化。

在这样的背景下，互联网的到来使得工业制造的信息从单点、局域网扩展到了全球范围，现代化的工业控制计算机网络正在发挥更加重要的作用。

工业控制计算机网络是以计算机为核心，采用网络通信技术和工业自动化技术，构成分布式、模块化、可靠性高的控制系统。

二、工业控制计算机网络技术的应用工业控制计算机网络技术广泛应用于许多行业，如制造业、交通运输、能源、通信等领域。

现有的应用主要包括以下几个方面：1.生产工艺控制工业控制计算机网络技术用于实时监测和控制生产过程。

它可以有效地提高生产效率、精度。

例如，采用控制网络技术的智能制造系统在较小的制造成本下实现了数据共享、生产过程协同、物联网等应用。

另外，控制技术可以帮助厂商对生产数据进行实时处理和获取实时监控数据。

2.交通运输在交通运输方面，工业控制计算机网络技术被用作交通模拟、交通流量监测和交通优化控制。

例如，城市交通控制系统可以根据实时交通数据自主调整灯控时间，从而优化路段车辆的通行效率。

3. 智能能源智能能源是指通过互联网连接并集成能源生产和消费的各个环节，从而优化整个能源供应链管理。

利用工业控制计算机网络技术，能够实现能源数据实时监测、分析和交互。

例如，利用工业控制计算机网络技术建立智慧电网，使各类电源可以相互协作，从而达到最佳运行效果。

4. 医疗卫生工业控制计算机网络技术还得到广泛应用于医疗保健领域。

计算机控制技术的发展趋势

计算机控制技术的网络化、扁平化、智能化和综合化引言计算机控制技术系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工控机）来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体（包括硬件、软件和网络结构）和控制对象两大部分组成。

随着计算机技术和现代控制理论的快速发展，计算机控制技术诞生并迅速蓬勃发展起来，其应用遍及国防、航空航天、工业、农业、医学等多种领域。

网络化现在，计算机技术和网络技术正在以迅猛的速度发展着，与此同时，各种层次的计算机网络在控制系统中的应用也越来越广泛，规模越来越大，控制系统的网络化时代渐渐到来。

除了集散控制系统外，现场总线控制系统也是计算机控制技术网络化下诞生的一个新的系统。

现场总线是顺应智能现场仪表而发展起来的一种开放型的数字通信技术，其发展的初衷是用数字通信代替一对一的I/O连接方式，把数字通信网络延伸到工业过程现场。

根据IEC和美国仪表协会ISA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式、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、总线式的全数字通信。

随着现场总线技术与智能仪表管控一体化(仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录)的发展，这种开放型的工厂底层控制网络构造了新一代的网络集成式全分布计算机控制系统，即现场总线控制系统(简称FCS)。

传统的DCS系统由各种工作站通过局域网络连接而成，操作站和信息管理站完成系统的组态、监控和运行管理，现场测控站则完成生产过程信息的采集和控制。

DCS的主要问题是开放性差，分散不够，需要用大量的电缆传递信号。

FCS则突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷，把基于封闭、专用的解决方案变成了基于开放、通用标准化的解决方案，把集散系统结构变成了新型全分布式结构，把DCS控制站中基本且可独立的功能块彻底下放到现场智能仪表中去，从而构成虚拟控制站，更好地体现了DCS思想的精华。

计算机控制技术在工业上的应用

计算机控制技术在工业上的应用计算机控制技术在工业上的应用计算机控制技术在工业上的应用【1】摘要：随着科学技术的快速发展，计算机应用技术被应用到各个领域，包括国防、航空航天、工业、农业、医学等行业，不仅提高了生产效率，也促进了企事业单位的快速发展。

本文主要阐述了计算机技术在工业自动控制系统中的应用。

关键词：计算机应用;工业;自动控制自从工业技术革命以来，工业生产技术得到了快速发展。

在工业生产过程中自动化系统的发展受到了人们的广泛关注，计算机技术在自动化系统中的应用，取得了非常明显的效果。

当前，它已经成为了工业生产中不可或缺的工具。

“计算机控制系统”综合了计算机、自动控制理论和自动化仪表等项技术，并将这些先进技术集成起来应用于工业生产过程。

计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物，利用计算机来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体和受控对象两大部分组成。

一、计算机控制技术的发展计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期，美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作，进行计算机控制的研究，他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配，根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。

这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此，计算机控制技术迅速发展，并被各行各业广泛应用。

伴随着计算机技术的飞速发展，计算机控制技术也紧随其后，迅猛的发展起来，其发展过程大致可以分为四个阶段：(1)开创时期(2)直接数字控制时期(3)小型计算机时期(4)微型计算机时期。

如今计算机控制技术的发展又多了许多新的方向：计算机控制的网络化;计算机控制的集成化;计算机控制的智能化;计算机控制技术的标准化。

二、计算机控制技术的应用领域(1)计算机控制技术在工业领域的应用：计算机控制技术在工业上的发展有几个阶段：最初能实现如信息处理、数据采集、过程控制、在线优化、甚至实时调度、生产计划等操作控制功能;到能满足如非线性、时变动态特性等要求的递阶控制;再到基于微处理器的分散控制;再到过程诊断技术，目前主要应用于电力和化工工业;然后到广泛地用于产品质量检测与控制等方面的传感器开发及高级控制技术;现在，美国、日本及其它工业发达的国家正投入大量的人力、物力和财力致力于机器人的研制与开发。

计算机控制技术的内容

计算机控制技术的内容计算机控制技术是指利用计算机技术和相关的硬件设备，对各种工业生产过程进行控制和调节的一种技术。

它在现代工业生产中起着至关重要的作用，可以实现自动化、智能化和精细化的生产过程。

计算机控制技术主要包括以下几个方面的内容：一、控制原理和方法控制原理是计算机控制技术的基础，它研究的是控制系统中各个组成部分之间的相互关系和作用机理。

常见的控制原理包括反馈控制原理、前馈控制原理、模糊控制原理等。

控制方法则是在具体的控制系统中应用这些原理的具体手段和方法，常见的控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

二、传感器与执行器传感器是计算机控制系统中获取外部信息的重要组成部分，它可以将各种物理量转化为计算机可识别的电信号。

常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

执行器则是控制系统中实现控制目标的设备，它根据计算机的指令来执行相应的动作。

常见的执行器有电机、气缸、阀门等。

三、控制系统硬件控制系统硬件包括计算机、控制器、输入输出设备等。

计算机是控制系统的核心，它负责处理控制算法和实时控制任务。

控制器是计算机控制系统的重要组成部分，它负责控制和管理各个硬件设备的工作。

输入输出设备用于与外部环境进行数据交互，常见的输入输出设备有键盘、显示器、传感器等。

四、实时控制系统实时控制系统是指对控制过程进行实时监测和调节的控制系统。

它要求控制系统能够及时地获取外部信息并做出相应的控制决策，以实现对生产过程的准确控制。

实时控制系统在工业生产中的应用非常广泛，例如在自动化生产线上对产品进行实时检测和控制。

五、网络控制技术随着计算机网络的发展，网络控制技术在工业生产中的应用越来越广泛。

它可以实现远程监控和控制，使得生产过程更加灵活和高效。

网络控制技术还可以实现不同设备之间的数据共享和通信，提高生产过程的协调性和一体化管理水平。

六、人机界面设计人机界面设计是计算机控制技术中非常重要的一环，它关系到控制系统的易用性和效率。

计算机控制系统的发展趋势？

计算机控制系统的发展趋势计算机控制系统随着计算机科学、自动控制理论、网络技术、检测技术的发展，在工业4.0 以及中国制造2025 计划的推动下，其发展趋势大致如下。

随着计算机技术和网络技术的不断发展，各种层次的计算机网络在控制系统中得到了广泛应用。

计算机控制系统的规模越来越大，其结构也发生了变化，经历了计算机集中控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统，向着网络控制系统（Network Control System，NCS）发展。

网络控制系统的结构示意图如图所示。

在工业自动化向智能化的发展进程中，通信已成为关键问题之一，但由于多种类型现场总线标准并存，不同类型的现场总线设备均配有专用的通信协议，互相之间不能兼容，无法实现互操作和协同工作，无法实现信息的无缝集成。

使用者迫切需要统一的通信协议和网络。

因此，基于TCP/IP 的以太网进入工业控制领域并且得到了快速发展。

比如，惠普公司应用IEEE 1451.2 标准，生产的嵌入式以太网控制器具有10-Base 以太网接口，运行FTP/HTTP/TCP/UDP，应用于传感器、驱动器等现场设备。

再如，FF 提出的IEC 61158 标准中类型 e 所定义的HSE（High Speed Ethernet）协议，用高速以太网作为H2 的一种替代方案，选用100Mbit/s 速率的以太网的物理层、数据链路层协议，可以使用低价位的以太网芯片、支持电路、集线器、中继器和电缆。

国内浙大中控也推出了基于EPC（Ethernet for Process Control）的分布式网络控制系统，将Ethernet 直接应用于变送器、执行机构、现场控制器等现场设备间的通信。

网络化控制系统就是将控制系统的传感器、执行器和控制器等单元通过网络连接起来。

其中的网络是一个广义的范畴，包含了局域网、现场总线网、工业以太网、无线通信网络、Internet 等。

随着物联网概念的提出以及控制系统发展的需求，以无线通信模式为新特征的物联网控制系统，必将成为计算机控制系统的重要发展方向。

工业互联网与计算机控制技术的融合探索

工业互联网与计算机控制技术的融合探索随着信息技术的迅猛发展，工业互联网与计算机控制技术的融合成为当今工业领域的热点话题。

工业互联网是指将物理世界与网络世界相连接，实现设备之间、设备与系统之间的无缝协同工作，而计算机控制技术则是通过计算机实现对设备和系统的智能化控制。

本文将围绕工业互联网与计算机控制技术的融合展开讨论，探索其带来的机遇与挑战。

一、工业互联网的概念与特点工业互联网作为“互联网+”的延伸，其概念在近年来逐渐被提出并广泛应用于工业领域。

工业互联网可实现设备之间的高效连接和信息共享，通过传感器、嵌入式系统和网络技术等手段，实现对设备状态、实时数据和生产过程的监控与管理，从而提高生产效率和产品质量。

其特点主要体现在以下几个方面：1. 大规模设备连接：工业互联网通过物联网技术，将工厂中的各类设备连接起来，实现设备之间的信息交流和协同工作。

2. 数据驱动决策：工业互联网通过采集和分析设备和生产过程中的大数据，为决策者提供准确的决策依据，优化生产过程和资源配置。

3. 开放共享平台：工业互联网倡导设备制造商、系统集成商和服务提供商之间的合作与共享，通过开放的平台促进创新和价值创造。

4. 安全保障与隐私保护：工业互联网提出了网络安全和数据隐私保护的关键问题，并通过技术手段对其进行保障，确保信息的安全性和可靠性。

二、计算机控制技术在工业互联网中的应用计算机控制技术是工业互联网实现智能化和自动化的核心支撑。

它通过利用计算机技术对工业设备和生产系统进行控制和优化，实现工业过程的智能化、可控性和高效性。

1. 嵌入式系统：工业互联网需要大量的嵌入式系统来实现实时数据采集和处理，将各类设备连接起来，并实现设备之间的通信和协同工作。

2. 控制算法：计算机控制技术利用各种控制算法对设备和生产过程进行控制和优化，提高生产效率和产品质量。

3. 人机界面：计算机控制技术通过人机界面的设计和优化，实现操作者与设备之间的交互和信息共享，提升生产过程的可视化和智能化。

《工业控制网络》课程教学大纲

《⼯业控制⽹络》课程教学⼤纲《⼯业控制⽹络》课程教学⼤纲课程编码：T1060260课程中⽂名称：⼯业控制⽹络课程英⽂名称：INDUSTRIAL CONTROL NETWORK总学时：40讲课学时：28实验学时：12学分:2.5授课对象：电⽓⼯程及其⾃动化专业先修课程：电路集成电⼦技术嵌⼊式系统原理及应⽤⼀、课程教学⽬的⼯业控制⽹络即现场总线是3C（Computer,Communication and Control）技术发展汇集成的结合点，是信息技术、数字化智能化⽹络发展到现场的结果。

现场总线是⾃动化及电⽓⼯程领域当前和今后的发展热点。

现场总线已在国民经济各个领域和国防领域中获得了⼴泛应⽤，⽽且应⽤得越来越普遍。

例如，对于电⽓⼯程领域，在现代电机驱动与控制装置（如变频器）中、在数字化变电站、配电系统/继电保护装置中、在智能电器中、在楼宇⾃动化装置中，⼏乎均要求配置现场总线通信接⼝；对于国防领域，在航空航天设备、舰船、装甲车辆中均使⽤了现场总线系统。

本课程以现场总线基本技术及其节点设计为主要内容，⽬的是使学⽣掌握现场总线通信与⽹络基本知识，学会阅读并理解现场总线协议/规范，能够设计⼀般设备的现场总线通信接⼝，掌握典型现场总线系统的基本应⽤技术，并为学⽣进⾏现场总线系统设计和现场总线分析奠定⼀定的基础。

⼆、教学内容及基本要求本课程的主要内容包括计算机⽹络与现场总线的基础知识、国际标准现场总线及其它主流现场总线协议/规范、现场总线节点设计以及现场总线系统应⽤技术基础。

第1章绪论现场总线的发展历程、概念、组成、技术特点与优点，标准及应⽤领域。

第2章数据通信与计算机⽹络基础数据编码⽅式、信号传输⽅式、通信⽅式等数据通信基础知识；⽹络拓扑结构、传输介质、硬件组成与介质访问控制⽅式等计算机⽹络基础知识；协议分层、接⼝和服务、服务原语等计算机⽹络基本理论；OSI参考模型和TCP/IP参考模型及其优缺点，OSI参考模型与TCP/IP参考模型的⽐较。

工业控制网络复习重点

⼯业控制⽹络复习重点⼯业控制⽹络题型：填空（15*1’）选择（10）分析（2）简答（5）操作（10’）第⼀章1.现场总线定义：国际电⼯委员会制定的国际标准IEC61158对现场总线（fieldbus）的定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的⾃动控制装置之间的数字式、串⾏、多点通信的数据总线称为现场总线。

现场总线——控制⽹络现场总线——⼯业电话线现场总线——底层控制⽹络2.输⼊输出设备总线上的数据输⼊设备：包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等，传输其位置状态、参数值等数据；总线上的输出数据⽤于：驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。

3.现场总线特点适应⼯业应⽤环境。

要求实时性强，可靠性⾼，安全性好。

多为短帧传送。

(短帧传输体现实时性)通信的传输速率相对较低。

4.⼏种现场总线Foundation Fieldbus，FFLonWorksProfibusControlNetDeviceNetCANHart5.现场总线系统组成与组织结构硬件：◆总线电缆，⼜称为通信线、通信介质（媒体/媒介/介体）。

◆连接在通信线上的设备称为总线设备，亦称为总线装置、节点（主节点、从节点）、站点（主站、从站）。

软件包括：系统平台软件：为系统构建、运⾏以及为系统应⽤软件编程⽽提供环境、条件或⼯具的基础软件。

包括组态⼯具软件、组态通信软件、监控组态软件和设备编程软件。

系统应⽤软件：为实现系统以及设备的各种功能⽽编写的软件，包括系统⽤户程序软件、设备接⼝通信软件和设备功能软件。

6.在现场总线控制系统中，总线设备主要分为6类变送器／传感器（输⼊设备）；执⾏器（输出设备）；控制器；监控／监视计算机；⽹桥／⽹关/中继器/集线器/交换机/路由器（⽹络互联设备）；其他现场总线设备（HMI）。

7.现场总线技术特点：1、现场通信⽹络2、数字通信⽹络3、系统的开放性4、现场设备互连⽹络5、系统结构和功能⾼度分散性6、互操作性与互换性⽹络优点（5个）：1、导线和连接附件⼤量减少2、仪表和输⼊／输出转换器（卡件）⼤量减少3、设计、安装和调试费⽤⼤⼤降低4、维护开销⼤幅度下降5、提⾼了系统的可靠性6、提⾼了系统的测量与控制精度7、系统具有优异的远程监控功能8、系统具有强⼤的（远程）故障诊断功能9、⽤户具有⾼度的系统集成主动权10、现场设备更换和系统扩展更为⽅便11、为企业信息系统的构建创造了重要条件12.概括现场总线是综合⾃动化的发展需要综合⾃动化要求对企业信息的优化利⽤。