工业控制网络的发展综述
Controlnet工业网络综述
ControlNet工业网络综述摘要：ControlNet作为符合IEC国际标准的现场总线，综合了现有各种网络的能力，提供了控制器与现场测量控制设备之间的高速通信链路。
它是一种高速确定性网络，适用于对时间有苛刻要求的应用场合，在工业控制系统中，ControlNet 网络得到了很好的推广和应用。
关键词：ControlNet；生产者／消费者模式；控制器1.ControlNet总线协议概述ControlNet基础技术是美Rockwell Automation公司自动化技术研究发展起来的，最早于1995年10月面世。
1997年7月由Rockwell等22家企业联合发起成立了ControlNet International 组织，是个非赢利独立组织，主要负责向全世界推广ControlNet技术（包括测试软件）。
随着国际自动化系统网络技术的不断进步，ControlNet International 到目前为止，成员公司已扩展到50多个，其中不乏世界知名的大公司，如ABB Roboties、Honeywell Inc、Toshiba International。
ControlNet可广泛应用于交通运输、汽车制造、冶金、矿山、电力、食品、造纸、水泥、石油化工、娱乐及其它各个领域的工厂自动化和过程自动化。
2.ControlNet物理层ControlNet网络的主要物理介质是同轴电缆。
这种电缆安装简便，价格便宜．广泛用于电视传输。
一个ControINet物理网络是由这种电缆和连接器、接收器和端子设备组成的，每网段最长可达1000m，还可通过中继器延长。
第二种介质是光纤．可用于户外和危险环境，具有本征安全特性，与电缆组合使用可构成长选25km 的系统。
3.通信模式3.1.信息连接在ControlNet上传输的数据可分成非连接(Unconneted) 和连接(Connected)两种。
非连接信息管理器UCMM(UnconnectedMessage Manager)用于在未建立连接的节点间传输信息，这些信息可以是建立连接的请求或简单的非重复性、无时间苛求的数据。
电子信息工程中的网络与通信技术发展综述
电子信息工程中的网络与通信技术发展综述近年来，随着信息技术的快速发展，电子信息工程中的网络与通信技术也取得了长足的进步。
本文将对网络与通信技术的发展进行综述，以展示其在电子信息工程领域的重要性和应用前景。
一、网络技术的发展1. 互联网技术发展互联网技术是网络技术中最具影响力的一项，它的出现极大地改变了人们的生活方式和工作方式。
互联网的发展经历了从狭义的因特网到广义的互联网的演进过程，现如今已成为人们日常生活的重要组成部分。
互联网的快速发展，推动了电子商务、在线教育、社交媒体等相关产业的繁荣。
2. 无线通信技术的进步随着移动通信技术的不断发展，无线通信已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
从2G、3G、4G到如今的5G，无线通信技术实现了高速度、低延迟和大容量的数据传输，极大地促进了信息传播和互联互通。
3. 物联网技术的崛起物联网技术是近年来网络技术领域的重要创新，它将各种物体与互联网进行连接，实现了智能化、自动化的管理和控制。
物联网的发展为各行各业带来了巨大的变革，包括智能家居、智慧城市、智能工厂等领域的发展。
二、通信技术的发展1. 光纤通信技术的进步光纤通信技术是目前最快、最可靠的通信传输方式之一。
光纤通信技术以其高带宽、低衰减、抗干扰等优势，广泛应用于电信、广播电视、数据传输等领域。
随着光纤通信技术的不断突破，更高速、更低成本的传输方式将进一步推动通信技术的发展。
2. 卫星通信技术的发展卫星通信技术作为一种远程通信方式，在信息传输、广播电视、天气预报等方面发挥着重要作用。
随着卫星通信技术的不断改进，卫星通信的带宽和数据传输速度逐渐提高，进一步促进了全球通信的无缝连接。
3. 5G通信技术的崛起5G通信技术是近年来通信技术领域的重要突破，具有较低的时延、较高的传输速度和大容量的特点。
5G通信技术的广泛应用将极大地改变人们的生活和工作方式，推动智能交通、远程医疗、虚拟现实等技术的快速发展。
三、网络与通信技术的应用前景1. 智能化生活随着物联网技术的发展和5G通信技术的普及，智能家居、智能交通等智能化生活方式将更加普及。
PLC文献综述
PLC文献综述PLC（可编程逻辑控制器）文献综述一、引言可编程逻辑控制器（PLC）是一种广泛应用于工业控制领域的设备，它集计算机技术、通信技术、控制技术和电子技术于一体，具有灵活性强、可靠性高、易于编程和维护等优点。
随着工业4.0和智能制造的快速发展，PLC在自动化生产线、机器人控制、过程控制等领域的应用越来越广泛。
本文将从PLC的定义、发展历程、研究现状和未来趋势等方面对其进行文献综述。
二、PLC的定义和发展历程PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下的应用而设计。
它采用可编程的存储器，用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
PLC的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时美国汽车工业生产线上出现了一种名为“可编程序控制器”的设备，用于控制生产线的运行。
随着计算机技术和微电子技术的发展，PLC的功能不断增强，应用范围也越来越广泛。
目前，PLC 已经成为工业自动化领域的重要组成部分。
三、PLC的研究现状目前，PLC的研究主要集中在以下几个方面：1.PLC的硬件设计：PLC的硬件设计主要包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出模块等。
随着技术的发展，PLC的硬件设计越来越先进，例如采用多核CPU、高速存储器和大容量输入输出模块等，提高了PLC的处理速度和性能。
2.PLC的软件设计：PLC的软件设计主要包括编程语言、编程环境和应用程序等。
目前，PLC的编程语言主要有梯形图（Ladder Diagram）、指令表（Instruction List）、结构化文本（Structured Text）等，编程环境也越来越友好，例如采用图形化编程方式等。
此外，PLC的应用程序也不断丰富，例如实现运动控制、过程控制、网络通信等功能。
3.PLC的通信技术研究：随着工业自动化和信息化的融合，PLC的通信技术研究越来越重要。
工业以太网在工业控制网络中的应用与发展综述
较 大影 响力的现场总线主 要＿ 如下 ５种 ： 仃 ① Ｆ ｎ ａｉｎ ｉｌ ｂ ｓ 金 会现 场 总 线 ｕ ｄ ｔ Ｆ ｅｄ ｕ 基 ｏ （ ＦＦ总 线 ） ② Ｐ ｏ ｉ ｕ 过 程 现 场 总 线 。 。 ｒ ｆｂ ｓ
③ ＣＡＮ 总 线 。 ④ Ｌ０ ｎＷ Ｏ ｋ 总 线 。 ⑤ ｒ
钺 ＿
＿＿ Leabharlann Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｎ ｒｄ ｃ ｓ ｈ ａ ｐｃ ｔ ｎ ｃｕ ｌｉｓ ｏ ｔｅ ｈ ａ ｅ ｉ ｏ ｕｅ ｔ ｅ ｐ ｌａ ｉ ａ ｔ ａ ｔ ｆ ｈ ｔ ｉ ｏ ｉｅ ｆ ｌ ｕ ｏ ｔｏ ｎ ｔ ａ ｄ ｎ ｕｔｉｌＥ ｈ ｒｅ ｉ ｔｅ ｆｅ ｉ ｄ ｓ ｃ ｎ ｒｌ ｅ ｎ ｉ ｓ ｒ ｔ ｅｎ ｔ ｎ ｈ ｉｄ ｅｂ ｄ ａ ｌ
干汽车 内部测 孑 执行部 件之 间的数据通 信协议 ，现 已逐步发展剁机械制造 、数控 机床 、变电站检 测设 备的监控 与应用 卜。 闩前阁内外工 业控制 络还没有形成 统 一的格局 ，协议 多种 多样 ，埘下用户而
言 ，各 种设 备很 难 实现 互 联 互 通 ， 刚络 适 接较为 复杂 ，这 尢疑 埘工、 络的应用及
Ｐｏ ｎ ｔ ８ ｒｆ ｅ 共 种现场总线的 １ 种类型。② ｉ ０ ２ 工业 以太 网技 术分析
Ｉ ６ ０ ６包括的 ４种现场总线 国际标 准 ： ＥＣ ２ ２ ＡＳ Ａｃｕ ｔｒＳ ｎ ｏ ｉｔｒａｅ ｉ（ ｔ ａｏ ｅ ｓ ｒ ｎ ｅ ｃ ）执 行 ｆ ２ １工业以太叫发展现状 ． 工 业 以 １ ｝ 术是 普 通 以 太 技 术 仟 人网 支 工 业控 制 络 中的 延伸 。所 谓工 业以太 网 ， 是 指 其 在 技 术 上 与 商 用 以 太
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网络 中的应用与发展综述
工业4.0与工业控制网络
工业4.0与工业控制网络技术摘要第四次工业革命（“工业4.0”）是德国版的再工业化战略，以提高德国制造业的竞争力为主要目的，是从嵌入式系统向信息物理融合系统（CPS）发展的技术进化。
它的主要内容包括“1个核心”、“2重战略”、“3大集成”、“8项举措”。
本文简单介绍了“工业4.0”概念、主要内容、技术基础以及新工业时代所面临问题与挑战。
随后介绍了工业控制网络技术的概念、主要内容包括现场总线技术与工业以太网技术。
最后描述了自己对“工业4.0”与工业控制网络技术之间的关系与相互作用的认识，以及本专业（控制科学与工程）在“工业4.0”下体现。
关键字：工业4.0；工业控制网络技术；控制科学与工程；工业革命一、工业4.0综述1. 工业4.0概念工业4.0（Industry 4.0）是指利用物联信息系统（CPS）将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化，最后达到快速、有效、个性化的产品供应。
与国际社会关于第三次工业革命的说法不同，德国学术界与产业界认为，前三次工业革命的发生，分别源于机械化、电力和信息技术。
他们将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0，20世纪初的电气化为2.0，始于20世纪70年代的生产工艺自动化定义为3.0，而物联网和制造业服务化迎来了以智慧制造为主导第四次工业革命，或革命性的生产方法，即为“工业4.0”。
德国“工业4.0”战略旨在通过充分利用信息通讯技术和物联信息系统（CPS）相结合的手段，推动制造业向智能化转型。
2. 工业4.0主要内容工业4.0简单可以概括为“1个核心”、“2重战略”、“3大集成”、“8项举措”。
2.1 “1个核心”工业4.0的核心是“智能+网络化”，即通过虚拟-实体系统（Cyber-PhysicalSystem,CPS)，构建智慧工厂，实现智能制造的目的。
CPS系统建立在信息和通讯技术（ICT）高速发展的基础上。
（1）通过大量部署通过大量部署各类传感元件实现信息的大量采集；（2）将IT控件小型化与自主化，然后将其嵌入各类制造设备中从而实现设备的智能化；（3）依托日新月异的通信技术达到数据的高速与无差错传输；（4）无论后台的控制设备，还是在前端嵌入制造设备的IT控件，都可以通过人工开发的软件系统进行数据处理与与指令发送，从而达到生产过程的智能化以及方便人工实时控制的目的。
网络控制系统综述
１ 引言
网络控制系统（ ｔ ｒ ｅ ｏ ｔｏ Ｓ ｓ ｍｓＮＣ ） Ｎｅｗｏｋ ｄ Ｃ ｎｒ ｌ ｙｔ ， Ｓ ， ｅ 又称为 网络化 的控制 系统 ，是一种全分布 、 网络化 实时 反馈控制系统 。它 是指某区域现场传感器 、控 制器 及执 行器和通信网络的集合 ， 以提供设备之 间的数据传 输 ， 用 使该 区域 内不 同地 点 的用户实 现资源共 享和协 调操作 。 它是上世纪 ９ ０年代初提出的概念 ， 是计算机技术 、通信
２ 计 算 机 控 制 系统 的 发 展 历 程
２ ０世纪 中期的 自动控制生产规模很小 ， 数字计算机
支结构的通信网络 。它突破了 Ｄ Ｃ Ｓ系统 中采用专用 网络 的缺 陷 ， 把专 用封闭协议 变成标 准开放协议 。 同时它使 系统具有 完全数字计算和 数字通信能力 。结构上 它采用 了全分布式方 案 ， 把控制功能彻底 下放 到现场 ， 提高了系
Ａ ｅ ｆｈ ｔ ｒｅ ｎｒｌ ｙ ｔ ｍｓ Ｓｕｖ ｙｏ ｅＮｅｗｏ ｋ ｄＣｏ ｔ ｓｅ ｒ ｔ ｏＳ
ＸＵ ｎ － ｉ ＸＵ ａ ｇ ｙ ｎ Ｆｅ ｇ ｑ ｎ， Ｘｉ ｎ － ｕａ
（ｉｎｉ ｏｙｅｈ ｉ Ｕｎｖｒｉ ｏ ｕｅ ｅｈ ｏｏ ｙａ ｄＡｕｏ ｔｄＩｓ ｔｔ，ｉ ｊｎ３ ０ ６ ，ｈｎ ） ＴБайду номын сангаасｊ Ｐ ｌｔｃ ｎｃ ｉ ｅｓｙＣ ｐ ｔｒ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｔｍａ ｔｕｅ ａ ｉ ０ １ ０Ｃ ｉａ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｎ ｉ Ｔｎ
一
３ ２ 网络 时延 ．
网络控 制 中的时 延 ，主要来源 于数据在 网络 上的传 输时延和控制器的运算时延（ｒ ， ） 这些时延的位置分布 如图 ２所示『ｌ ７。数据在 网络上 的传输 时延由传感器 到控 制器 时延（ ） ｒ 以及控制器到执行器时延（ｒ ） 两段构成， 他们具有相 似的特点 ， 通常都是时变的 ， 控制器执行运算 产生 的时延 ｒ 通 常也 是时变的 。但依据不 同的 网络结 构与协议又 可以分 为周期性 、确定性 时延 以及 随机性 时 延两种情 况。针对 不 同的时 延 ， 多人提 出了不同的处 很
网络控制系统发展趋势综述
突 破集 中控制 模 式 的束 缚 ，系 统可靠 性 有 限 。
现场 总线技术 （ Ｃ ）兴起于２ 世纪９ 年代 ，其 ＦＳ ０ ０
适 应 了各行 业 现 场 测 控方 面 的 需 求 ，形 成 了多标 准 并 存 的局 面 。Ｆ Ｓ 以现 场 总 线 作 为 底 层 网络 ，通 过 网 Ｃ是 络 集 成 构 成 的 自动 控 制 系 统 。 它 突 破 了Ｄ Ｓ 统 中采 Ｃ系 用专 用 网络 的缺 陷 ，把 专 用封 闭协 议 变 成标 准 开 放 协 议 ，将 现 场 的 各种 控 制 器 和 仪表 设备 相 互 连接 ，把 控
了三 次 比较 大 的变 革 ，７ 年代 无 动 态 流 程 图 、操 作 站 ０ 是 专用 的 ，通信 网络 采 用 轮询 方 式 。８ 年 代通 信 网 络 ０
制 系 统和 计 算 机 集 中式 控 制 系 统 的优 点 ，体 现 了 管理 的 集 中性 和 控 制 的分 散 性 。 虽然 与Ｄ Ｓ 比 ，Ｄ Ｓ 有 Ｄ相 Ｃ具
系统扩展和维护 以及能够实现信息资源共享 。随着 自
动控 制 、计 算机 、通 信 、 网络 等 技 术 的 发展 ，企 业 的
信息系统也在不断 的更新发展 ，因此网络控制系统须 满足复杂控制系统和远程控制系统 的客观要求 。
一
由于控制系统的开放性差等原因使得工业以太 网
技 术迅 猛 发 展 。 由于 以太 网具 有广 泛 的技 术 支持 ，传
制单元作为 网络系统连接起来共同完成控制任务的系
统 。网络 控 制 系 统 充分 体 现 了 控制 系 统 向网络 化 、 集
成化、分布化 、节点智能化方 向的发展趋势，在工业
未来网络技术与发展趋势综述
未来网络技术与发展趋势综述一、本文概述随着科技的飞速发展和社会的不断进步，网络技术已成为现代社会不可或缺的重要组成部分。
网络技术不仅改变了人们的生活方式，也极大地推动了经济的发展和社会的进步。
然而，随着网络技术的广泛应用，其面临的挑战和问题也日益凸显。
因此，对未来网络技术及其发展趋势进行深入研究和探讨，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在全面综述未来网络技术的主要特点、关键技术和发展趋势，以期为相关领域的研究人员和实践者提供有价值的参考。
文章首先对网络技术的历史发展进行了简要回顾，然后重点分析了未来网络技术的主要特征，包括高速、智能、安全、泛在等方面。
接着，文章深入探讨了支撑未来网络技术发展的关键技术，如5G/6G通信技术、云计算技术、物联网技术、边缘计算技术、技术等。
文章展望了未来网络技术的发展趋势，包括网络融合、网络智能化、网络安全保障等方面。
通过本文的综述，读者可以对未来网络技术的发展有一个清晰、全面的认识，从而更好地把握网络技术的发展方向，为未来的网络建设和应用提供有力支持。
二、未来网络技术的主要特点未来网络技术以其独特的特点和优势，正在塑造一个全新的网络世界。
这些特点主要体现在以下几个方面：超高速度和超大容量：随着科技的不断进步，未来网络技术将实现更高的传输速度和更大的网络容量，以满足日益增长的数据需求。
新的传输技术和协议，如可见光通信、量子通信等，将进一步推动网络速度的提升和容量的扩大。
高度智能化和自动化：人工智能和机器学习等技术的深入应用，将使未来网络具备更强的智能化和自动化特性。
网络将能够自我优化、自我修复，甚至能够预测和应对潜在的问题，大大提升网络的稳定性和可靠性。
高度安全性和隐私保护：随着网络安全威胁的日益严重，未来网络将更加注重安全性和隐私保护。
通过先进的加密技术、身份认证技术和入侵检测技术，未来网络将为用户提供更加安全、私密的网络环境。
全面覆盖和深度融合：未来网络技术将实现更广泛的覆盖，包括偏远地区和深海等难以覆盖的区域。
关于工业以太网在工业控制中的应用探讨
曹 正 明
科
关于工业 以太网在工业控制Fra bibliotek中的应用探讨
摘 要： 当前 ， 在工业控 制领域 中关于“ 工业以太网” 问题 已经成 究的热点 ， 的 本文 围绕 工业以太网在工业控制领域 申的应用展开 ， 分别介 绍其主要 的发展优势、 特点和应 用现状 ， 同时结合 实际分析 工业以太网未来的发展前 景。 关键词：－ Ｖ ＿￣ Ａ太网； ｒ 工业控制 ； 势特 点； 优 现状 ； 发展前景
工业以太网是应用于工业控制领域的以太 稳定性与可靠性 。传统 以太网并不是 为工 从计算机、Ｄ 、 Ｐ Ａ 通信设备到仪器仪表、 家用电器 网技术 ， 它的重点在于利用交换式 以太网技术 ， 业应用而设计， 没有考虑工业现场环境 的适应性 等。 在企业内部 ， 可以利用企业信息网络 ， 进行工 为控制器 、 操作站等各种工作站之间的相互协调 需要 。 由于工业现场的机械 、 、 气候 尘埃等条件恶 厂实 时运 行数据 的发布 和显 示 ，管 理者通过 合作提供一种交互机制并与上层信息网络进行 劣 ，因此对设备 的工业可靠性提出了更 高的要 Ｗｅ ｂ浏览器对 现场 工况进行实时远程监控 、 远 无缝集成 。 前工业以太 网在工业监控中逐渐 占 求 在工厂环境 中。 目 工业网络必须具备较好的可 程设备调试和远程设备故障诊断和处理。 实现的 据主导位置 ， 以下就针对其发展特点 、 应用现状 靠性 、 可恢复性及可维护性。而工业 以太网交换 最简单办法就是采用独立的以太网控制器 ， 连接 以及发展前景几个问题展开详细地分析论述 。 机等产品的开发和生产帮助解决了这一问题。 具有 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ界面的控制主机 以及具有 Ｒ ＿ ３ Ｓ２２ １发展优势和特点 安全性 。工业系统的网络安 全是工业 以太 或 Ｒ － ８ 接 口的现场设备。 太 网控制器在这 Ｓ－ ５ ４ 以 随着互联网技术的发展和普及推广 。以太 网应用必须考虑的—个问题 。 工业以太 网可以将 里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间 发展 ， 以太网 企业传统 的信息管理层、 使 过程监控层 、 现场设备 的一个桥梁。 技术全面应用于工业控制领域成 为可能 ，而 目 层合成一体 ， ３发展前景 使数据的传输 速率更快 、 实时性更 前， 工业以太网技术的发展优势及特点主要体现 高 ， 可与网络无缝集成， 并 实现数据的共享 ， 提高 据美 国权威调查机构 Ａ ＲＣ报告指出，今后 在 以下 几个 方 面 ： 工厂的运作效率。 但同时也引入了一系列的网络 以太网不仅继续 垄断商业计算机网络通信和工 １ ． １发展优势 安全向题 ，工业 网络可能会受到包括病毒感染 、 业控制系统的上层网络通信市场 ， 也必将领导未 应用广泛。以太网是应用最广泛的计算 机 黑客的非法入侵 与非法操作等网络安全威胁 。 来 现场总线的发展 ，以太 网和 Ｔ Ｐ Ｐ将成为器 Ｃ／ Ｉ 件总线和现场总线的基础协议。美国 Ｖ Ｃ调查 Ｄ 网络技术 ， 几乎所有的编程语言如等都支持以太 ２应用现状 网的应用开发 。 工业 以太网与现场 总线相 比，它能提供一 报告也指出 ， 以太网在工业控制领域 中的应用将 快速以太网已开始广泛应用 ，Ｇ ／ 以太 网 个开放 的标准， １ ｂｓ 是企业从现场控制到管理层实现 越来越广泛， 市场占有率的增长也越来越快。 技术也逐渐成熟， 而传统 的现场总线最高速率 只 全面的无缝的信息集成， 解决了由于协议上的不 ２ ０ 年 ９ ， 国科技部发布了基于高速 ０１ 月 我 有 １Ｍ ／ 显然 ， ２ｂ。 ｓ 以太网的速率要 比传统现场总 同导致 的“ 自动化孤 岛” 问题 ， 从 目前 的发 展 以太 网技术 的现场总线设备研究项 目，其 目 但 标 线要快的多， 完全可以满 足工业控制网络不断增 看 ， 以太网在控制领域的应用主要体现在以 是 ： 工业 攻克应用于工业控制现场 的高速以太网的关 长的带宽要求。 下几种形式 ： 键技术 ， 中包括解决以太网通信 的实时性、 其 可 成本低廉 。以太网网卡的价格较现场总线 ２ 混合 ＥｌｍｅＦ ｌ ｕ 的网络结构 ． １ ｔ ｔ ｉｄ ｓ ｌ ／ｅｂ ｅ 互操作性 、 可靠性、 抗干扰性和本质安全等问题 ， 网卡要便宜得多（ 约为 １ ０ ； ／ ）另外 ， １ 以太网 已经 这种结 构实 际上就是信息网络和控制 网络 同时研究开发相关高速以太 网技术 的现场设备 、 应用 多年 ， 人们对以太 网的设计 、 应用等方 面有 的一种典型的集成形式 。 太 网正在逐步 向现场 网络化控制系统和系统软件。 以 很多经验， 具有相当成熟的技术 。大量的软件资 设备级深 ＾ 发展 ， 并尽可能的和其他网络形式走 以太网有 “ Ｅ网到底” 的美誉 ， 它可以一直延 源和设计经验可以显著降低系统的开发和培训 向融合 。 以太网和 Ｔ ＰＩ 原本不是面向控制 伸到企业现场设备控制层 ， 但 Ｃ／ Ｐ 被人们认为是未来控 费用 ， 降低系统 的整体成本 ， 并大大加快系统的 领域 的， 在体系结构 、 协议规则、 物理介质、 据、 制网络 的最佳解决方案。 数 虽然 目前工业以太网还 开发和推广速度。 软 件、 实验环境等诸多方面并 不成熟 ， 而现场总 不适合所有的工业 自动化设备 ， 并不能全面地应 但是 工业控制 资源共享能力强。 随着 Ｉ ｅ ｅ ｎ ａｅ 的 线能完全满足现代企业对底层控制 网络的基本 用于工业控制领域 ， 以太网在进 ＾ ｎ ｍ ｔ ｔｎｔ ｔ ／Ｉ ｒ 发展 ， 以太网已渗透到各个角落 ， 网络上 的用户 要求 ， 实现真正的全分布式系统。 因此 ， 在企业信 领域的过程中将逐步成熟 ， 并具有巨大的发展潜 已解除了资源地理位置上的束缚 ， 在联人互联网 息层采用 以太网 ，而在底层设备级采用现场总 力和非常广阔的前景 ， 其应用领域将不断地得到 扩展 ， 而且应用广度和深度也将继续扩大。 的任何一台计算机上就能浏览工业 控制 现场的 线 ， 通过通信控制器实现两者的信息交换。 ２ 专用工业 以太控制网络 ． ２ 参 考 文献 数据 ， 实现“ 控管一体化”这是其他任何一 种现 ， 场总线都无法 比拟的。 如何利用工业 以太 网单独作为控制网络是 ［１ １陈凯． 工业 以太网在工业 自动化 系统 中的应用 可持续发展潜力大。以太 网的引人将为控 工业以太 网的发展方向之一 ， 也是工业控制领域 及 发展 叨． 西部 科技 ，０ ８２ ） 中国 ２ｏ （２ ． 制系统 的后续发展提供可能性 ， 用户在技术升级 的研究热点之一。如德国 Ｊ ｔ Ｇ 司的新一 『 曹文彪． ｅｅ Ａ 公 ｔｒ ２ １ 工业以太网的应用和发展啊． 成功（ 教 ｅ Ｗｅ ，是 融 现 场 总 线 技 术 、 育 ） ０ （ ） ２０ ８ ８． 方面无需独 自的研究投入 ， 这一点 ， 任何现有 的 代 控 制 系 统 Ｊｔ ｂ 现场总线技术都无法 比 。 拟 同时 ， 机器人技术 、 智 １ ０ ／以太网技术 、 Ｎ ０ Ｍｂｓ Ｃ Ｃ技术 、Ｌ Ｐ Ｃ技术、 可视 【】 ３陈凌凌， 陈以． 以太网在．． 控制网络 中的 工业 Ｙ＿ －ｋ ｔ 能技 术的发展都要求通信 网络具有更高的带宽 化人机接 口技术 和全球化生产管理技术 为一体 应 用与发展 综述叨． 中国科技信息’ ｏ （８ ． ２ ７１） Ｏ 和性能， 通信协议有更高 的灵活性 ， 这些要求 以 的工业 自动化控制 系统 ，同时具 有广泛 的兼容 『１ ４杨金奇， 刘学军． ｋ ＂ｔ￣太网技术及其应 用现状 ｒ 太网都能很好地满足。 性， 可兼容第三方 自动化控制产 品， 提出“ 网络就 与发周 Ｊ 四川工业学院学报００２ ３ ． 】 ． ０ （） ｌ － ２发展特点 是控制器” 的观点 ， 是取代所有底层现场 总线的 作者简介 ： 曾正 明（９ ６ ） 河北唐 山，Ｏ ｏ １７ 一 ， ２ｏ 毕业后一直 通信确定性与实时性 。工业控 制网络不同 工业 网络结构 。 这种工业控制网络是将 以太网贯 年毕业于沈阳黄金 学院 自动化专业 。 予普通数据网络的最大特点在于它必须满足控 穿于整个网络各层 次， 使它成为透明的覆盖整个 从事相 关专业工作。 制作用对实时性 的要求 ， 即信号传输要足够快和 企业范围的应用实体 。 它实现了办公 自 动化与工 满足信号的确定性。 实时控制要求对 某些变量数 业 自 动化的无缝结合 ， 实质 匕 是—个 单层的扁平 据准确定时刷新 ， 快速以太网与交换式以太 网技 结构 ， 良好 的可扩展性和互连性 ， 其 使之成 为真 术的发展 ， 使这一应用成为可能 。 采用交换式集 正意义上的全开放 网络体系结构的大统一。 线器和全双工通信， 可使网络上的冲突域不复存 ２ 基于 Ｗｅ 的网络监控平 台 － ３ ｂ 在 （ 全双工通信 ） 或碰撞机率大大降低 （ ， 半双 嵌入式 以太网是最近网络应用热点 ，就是 工 ）使 以太网通 ， 通过 Ｉ ｅ ｔ ｎ ｍｅ使所有连接网络的设备彼此互通 ， ｔ
仪表控制、IPC、PLC、DCS、FCS控制系统的特点及应用综述
论文题目：仪表控制、IPC、PLC、DCS、FCS控制系统的特点及应用综述学院：自动化与电气工程学院专业班级：自动化071姓名：赵常博学号：107031012指导教师：马连伟2010年10月17日仪表控制、IPC、PLC、DCS、FCS控制系统的特点及应用综述1.引言自动控制技术应用系统是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，它一般由控制装置和被控对象构成。
控制装置可以由各种嵌入式控制器、可编程序控制器、工业控制计算机、分布式控制系统、回路调节器、变频器以及其它技术(如现场总线技术、无线通信技术等)构成；控制对象包括各种电动机、生产单元、生产过程等；过程通道完成控制装置与控制对象之间的信号匹配。
控制装置选用不同的技术，就组成了不同的自动控制系统，就出现了如仪表控制系统，PLC控制系统，集散控制系统，现场总线控制系统等主要形式。
由于近几十年来在冶金、石化、纺织、电力、汽车制造等诸多领域的迅速发展，出现了各种不同优势的自动控制系统，而对这些控制系统的研究也层出不穷，虽然其理论基础已比较坚实，但是自动控制系统的研究仍然处于开拓阶段，各种控制系统仍有一定的局限性。
所以有必要对各种控制系统模型与特点做一个综述性的分析和讨论。
以便学者能更清楚各种控制技术的应用场合。
本文主要介绍近几十年中处于主导地位的自动控制技术。
第2部分介绍仪表控制系统与计算机作控制器的IPC模型与特点，第3部分介绍了PLC的系统模型与特点，第4部分介绍了DCS的系统模型与特点，第5部分讨论了FCS在控制系统中重要作用，第6部分给出了控制技术的应用前景，第7部分对本文做了总结。
2.仪表控制系统仪表控制系统指由模拟式仪表组成的闭环控制系统，控制的作用是保证被控对象的一个最基本的运行单元能够按照预定的参数正常运行。
如图 1所示，控制器的输入有两个：设定值和测量值；控制器的输出是对被控过程的控制。
被控过程的输出作为控制系统的被控变量，即控制目标，检测元件得到过程的输出值，并作为控制器的测量值送给控制器．用以产生控制量。
工业控制系统网络安全剖析论文
工业控制系统网络安全剖析论文•相关推荐工业控制系统网络安全剖析论文摘要：在智慧水务建设过程中，保障网络空间安全问题尤为重要，其安全领域可分为工业控制系统网络安全和传统网络信息安全两大类。
其中，工业控制系统网络安全主要包括物理感知数据采集和设备自动控制两部分，直接和人民生命财产安全相关。
通过分析智慧水务建设中的工业控制系统网络安全问题，探讨了问题根源，并提出合理的解决途径，为实际智慧水务建设提供了借鉴参考。
关键词：智慧水务；网络空间；工业控制；信息安全0引言根据马太效应，随着人类社会的飞速发展，未来城市发展将日趋巨大，人口日趋密集。
目前，我国城市涉及民生公共服务等相关问题日趋严重。
自IBM2008年提出智慧地球的概念后，利用智慧手段管理城市成为热门话题之一。
为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，智慧城市的理念应运而生。
所谓智慧城市就是充分运用工业自动控制、城域网、大数据分析技术、云计算、移动支付等信息化和通信技术手段，以数字化、智能分析、整合城市运营的各项关键信息，从而实现智能化管理和运营各类城市公共服务、民生生活和各类工商业活动，满足人民日益增长的美好生活需求。
在智慧城市的大框架下，智慧水务应运而生。
智慧水务是利用现代化技术将传统水务的水源管理、供水、排水、水质监测、污水处理及回收利用等所有涉水业务流程数字化管理[1]，以达到优化资源配置、增强水资源利用效率、满足不同用户的用水需求、保障城市用水安全的目的。
然而随着现代化技术的广泛应用，也带来了新一轮的安全问题，即网络空间安全问题。
“没有网络安全，就没有国家安全”，网络空间已成为继陆海空天之后的第五空间，网络空间安全已经上升到国家安全的高度[2]。
我国在中央和各省市大力推进智慧城市建设的过程中，城市的网络空间安全问题研究显得尤为重要。
正如前文所说，智慧水务就是利用现代化技术将传统水务的水源管理、供水、排水、水质监测、污水处理及回收利用等所有涉水业务流程的数字化管理，这里的现代化技术包括工业自动控制、大数据分析、网络支付等。
关于智能控制的文献综述
关于智能控制的文献综述一、智能控制概述智能控制，也称为自动化智能控制，是一种将人工智能理论与控制理论相结合的技术。
它通过模拟人类思维模式，实现对复杂系统的智能化控制。
智能控制的目标是提高系统的性能，优化系统的运行状态，以满足各种实际应用的需求。
二、智能控制发展历程智能控制的发展可以分为四个阶段：萌芽期、形成期、成熟期和最新发展阶段。
萌芽期主要是在20世纪50年代，人工智能和控制理论开始被独立研究；形成期是在20世纪70年代，随着计算机技术的发展，人工智能和控制理论开始融合；成熟期是在20世纪90年代，智能控制的相关理论和技术开始应用于各个领域；最新发展阶段是从21世纪初至今，随着物联网、大数据、云计算等新技术的出现，智能控制得到了更广泛的应用和发展。
三、智能控制的主要技术智能控制的主要技术包括专家控制、模糊控制、神经网络控制和遗传算法等。
这些技术通过模拟人类的思维模式，实现对系统的智能化控制。
其中，专家控制是基于专家知识的控制；模糊控制是通过模糊逻辑理论的控制；神经网络控制是通过模拟人脑神经元网络的控制方式；遗传算法是一种基于生物进化理论的优化算法。
四、智能控制在各领域的应用智能控制已被广泛应用于各个领域，如工业自动化、航空航天、医疗保健、农业等。
在工业自动化领域，智能控制可以实现生产线的自动化检测、控制和优化；在航空航天领域，智能控制可用于飞行器的自主导航、自主控制和自主决策；在医疗保健领域，智能控制可用于医疗设备的智能化操作和病人的智能化监护；在农业领域，智能控制可用于智能化灌溉、智能化施肥和智能化养殖等。
五、智能控制面临的挑战与展望智能控制面临的挑战包括如何提高控制的精度和稳定性、如何处理大规模复杂系统的控制问题、如何降低控制成本和提高经济效益等。
展望未来，随着新技术的不断涌现和应用，智能控制将面临更多的挑战和机遇。
未来智能控制的发展方向包括：更加智能化、更加自主化、更加集成化、更加网络化等。
物联网控制系统综述
物联网控制系统综述摘要：随着社会的发展，我国的科学技术发展迅速，物联网控制系统被广泛应用到各行各业中。
本文在分析和融合了物联网体系架构和网络控制系统结构的基础上，分别讨论了单层物联网控制系统和双层物联网控制系统的结构，然后从改善网络性能和智能控制的角度探讨了控制器的设计方法，最后对物联网控制系统的其他关键技术进行了总结。
关键词：物联网控制系统；系统结构；时延；智能控制引言随着物联网概念的深入，从智能家居、智能安防到农业物联网、工业物联网，物联网渗透到了各行各业，影响到了我们的衣食住行。
物联网应用不仅仅是通过传感和识别技术获取物品的各种状态信息并进行分析处理，还包括根据控制策略来对物品进行智能化的控制。
在工业控制领域，系统经历了集中控制系统、分散控制系统、现场总线控制系统，以及网络控制系统等不同阶段的发展变化。
其中集中控制系统、分散控制系统、现场总线控制系统偏重于局域网，而网络控制系统侧重于分布式的网络，使分布在不同地点的传感器、控制器、执行器都通过网络连接起来，组成一个或多个控制闭环回路。
从分布式的角度来看，物联网控制系统与网络控制系统非常类似，因此在构建系统时有很多可以参考借鉴的地方。
1相关概念1．1物联网体系架构我国目前对物联网体系框架进行研究时，主要参考的是国际电信联盟描述的泛在网体系架构。
上述架构自下而上包括三层：感知层、网络层、应用层。
感知层包括了基于Zigbee、蓝牙、WIFI等多种类型的传感网，传感网中的网络节点通过ＲFID、二维码等识别技术，以及各种传感技术来感知数据，并通过传感网的网关或ＲFID读写器把数据发送给网络层。
为了实现广泛互联，网络层支持专线、ADSL等各种接入技术来接收传感网网关发送的信息，再通过NGN（下一代网络）把数据转发给应用层。
应用层分为通用平台和面向最终用户的应用/服务层，其中通用平台采用数据库等技术对各种传感数据进行管理，对登陆的身份进行认证，按照既定的策略对数据进行分析，按照业务要求进行逻辑处理，并为应用/服务层数据的可视化展示提供WEB接口。
智能制造技术研究的毕业论文文献综述
智能制造技术研究的毕业论文文献综述智能制造技术是当今制造业发展的重要方向之一，其应用已经深入到各个领域，为提高生产效率、降低成本、优化资源配置等方面带来了巨大的变革。
本文将对智能制造技术的相关文献进行综述，探讨其发展现状、关键技术和未来趋势，为相关研究提供参考和借鉴。
一、智能制造技术的发展现状随着信息技术、人工智能、大数据等技术的不断发展，智能制造技术在工业生产中得到了广泛应用。
智能制造技术通过传感器、控制系统、云计算等手段实现设备之间的互联互通，实现生产过程的智能化、自动化。
在制造业中，智能制造技术已经应用于工艺设计、生产计划、设备控制、质量检测等各个环节，极大地提高了生产效率和产品质量。
二、智能制造技术的关键技术1. 传感技术传感技术是智能制造技术的基础，通过传感器获取生产过程中的各种数据，如温度、压力、湿度等，为后续的数据分析和决策提供支持。
传感技术的发展使得生产过程更加智能化、精准化，为实现智能制造奠定了基础。
2. 人工智能人工智能在智能制造技术中发挥着重要作用，包括机器学习、深度学习、专家系统等技术的应用。
通过人工智能技术，生产设备可以实现自主学习、自主决策，提高生产过程的智能化水平，为制造企业提供更加智能化的生产解决方案。
3. 云计算云计算技术为智能制造技术的发展提供了强大的计算和存储支持，使得制造数据可以实现集中管理和共享。
通过云计算技术，制造企业可以实现生产过程的远程监控、数据分析和决策支持，提高生产效率和管理水平。
4. 物联网技术物联网技术是智能制造技术中的重要组成部分，通过物联网技术，不同设备之间可以实现信息的互联互通，实现生产过程的智能化协同。
物联网技术的应用使得生产设备可以实现远程监控、故障诊断等功能，提高了生产过程的可靠性和稳定性。
三、智能制造技术的未来趋势1. 智能制造与大数据的深度融合随着大数据技术的发展，智能制造技术将与大数据技术深度融合，实现生产过程的数据驱动和智能化决策。
工业大数据技术综述
工业大数据技术综述一、本文概述随着信息技术的飞速发展和数字化转型的深入推进，工业大数据已经成为驱动现代工业发展的重要力量。
本文旨在全面综述工业大数据技术的发展现状、关键技术和未来趋势，以期为相关领域的研究者和实践者提供有价值的参考。
本文将简要介绍工业大数据的概念、特点和价值，阐述其在工业领域的广泛应用。
接着，重点分析工业大数据的关键技术，包括数据采集与预处理、存储与管理、分析与挖掘、可视化与决策等方面。
在此基础上，本文还将探讨工业大数据技术在智能制造、工业物联网、工业安全等领域的应用案例和实践经验。
本文还将关注工业大数据技术的挑战与问题，如数据质量、隐私保护、安全可信等，并提出相应的解决策略和建议。
本文将展望工业大数据技术的未来发展趋势，探讨新技术、新应用和新模式对工业领域的影响和推动。
通过本文的综述，希望能够为工业大数据技术的发展和应用提供有益的参考和指导，推动工业领域的数字化转型和创新发展。
二、工业大数据技术的核心组成工业大数据技术是一个多层次、多维度的复杂系统，其核心组成主要包括数据采集与预处理、数据存储与管理、数据分析与挖掘，以及数据应用与服务四个部分。
数据采集与预处理是工业大数据技术的起点。
在工业环境中，数据来源于各种传感器、执行器、控制系统等，具有多源、异构、动态等特点。
因此，数据采集需要解决如何有效地获取这些数据，同时保证数据的准确性和实时性。
预处理则主要对原始数据进行清洗、去噪、转换等操作，以消除数据中的冗余和错误，提高数据质量，为后续的数据分析和挖掘提供可靠的基础。
数据存储与管理是工业大数据技术的关键环节。
由于工业数据通常具有海量、高速、多样的特点，因此需要设计高效的数据存储方案，如分布式文件系统、NoSQL数据库等，以满足大规模数据存储的需求。
同时，还需要考虑数据的组织、索引、查询等问题，以实现快速、准确的数据访问和管理。
接下来，数据分析与挖掘是工业大数据技术的核心。
通过对工业数据的深入分析，可以揭示出隐藏在数据中的规律和模式，为工业优化、预测、决策等提供有力支持。
工业工程毕业论文文献综述
工业工程毕业论文文献综述工业工程（Industrial Engineering，IE）作为一门综合性学科，涵盖了诸多领域，包括生产系统、供应链管理、质量控制、运作研究等。
在现代工业发展的背景下，工业工程的研究与应用显得尤为重要。
本文将综合分析和梳理近年来关于工业工程的相关研究文献，旨在探讨工业工程领域的进展与趋势。
一、生产系统优化管理在工业领域中，生产系统的优化管理一直是研究的热点。
文献综述表明，传统的生产系统存在着生产效率低、生产成本高等问题。
因此，许多学者和研究人员致力于改善生产系统的运作效果。
例如，李等（2017）通过引入智能制造和物联网技术，提出了一种新的生产系统优化管理方法，从而实现生产效率的提升和成本的降低。
二、供应链管理与优化供应链的高效管理对于工业企业的发展至关重要。
文献综述显示，在供应链管理领域，研究者们致力于实现供应链的优化与协调。
例如，陈等（2019）提出了一种基于供应链网络的协同调度方法，通过有效的资源配置和任务分配，实现了供应链的高效运作。
此外，供应链金融在供应链管理中也扮演着重要角色。
王等（2018）的研究表明，运用供应链金融技术可以提升供应链的金融效率和风险控制能力。
三、质量控制与改进质量控制在工业工程中占有重要地位。
文献综述显示，各类质量控制工具和方法被广泛应用于工业领域。
例如，Six Sigma作为一种重要的质量管理方法，被许多企业采用。
刘等（2016）研究发现，Six Sigma方法可以显著提升产品质量，并降低不合格品率。
此外，近年来，随着人工智能和大数据技术的发展，质量控制领域也涌现出许多新的研究方向。
四、运作研究与优化运作研究与优化是工业工程领域的核心内容之一。
文献综述发现，运作研究主要集中在生产调度、作业安排、设备管理等方面。
例如，杨等（2019）通过引入智能算法，提出了一种新的生产调度方法，有效降低了生产时间和成本。
此外，运作研究还与可持续发展密切相关。
计算机控制系统的发展综述
计算机控制系统的发展综述【摘要】在工程和科学领域，自动控制担负着重要的角色。
自动控制理论和技术的不断发展，为人们提供了获得动态系统最佳性能的方法，提高了生产效率，并使人们从繁重的体力劳动和大量重复性的手工操作中解放出来，本文讨论了计算机控制系统在工业控制上的应用及其发展趋势，加深了对计算机控制系统的理解。
【关键词】计算机控制系统;自动控制;发展趋势一、计算机控制系统的工作原理随着科学技术的进步，人们越来越多地用计算机来实现控制系统，因此，充分理解计算机控制系统是十分重要的。
我们可以把计算机控制系统看作是模拟控制系统的一种近似，但这种看法是相当贫乏的，因为它没有充分发挥计算机控制的潜力，最多只能获得与采用模拟控制时一样的控制效果。
计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统。
在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出是数字信号，因此需要有A/D和D/A转换器。
因此，从本质上看，计算机控制系统的工作原理可以归纳为3个步骤：①实时数据采集②实时控制决策③实时控制输出以上过程不断重复，使得整个系统按照一定的品质指标进行工作，并对被控量和设备本身的异常现象即使做出处理二、计算机控制系统的组成计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两大部分组成。
工业控制机指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两个组成部分。
生产过程包括被控对象和测量变送、执行机构、电气开关等装置，这些装置都有各种类型的标准产品，在设计计算机控制系统时，根据需要合理地选型即可。
三、计算机控制系统的发展概况1.开创时期（1955-1962）早期的计算机使用电子管，体积庞大，价格昂贵，可靠性差，只能从事一些操作指导和设定值控制。
2.直接数字控制时期（1962-1967）在这个时期，就是那件直接控制过程变量，完全取代了原来的模拟控制，因而称这样的控制为直接数字控制（DDC）。
网络控制系统研究综述与前景展望
参考内容
随着互联网技术的快速发展，人们的生活与数字世界的交织越来越紧密。网 络不仅改变了我们的生活方式，也深刻影响了我们的思维方式。网络心理学作为 一门新兴的学科，旨在探讨人们在网络环境中的心理行为和过程。本次演示将探 讨网络心理学的研究现状以及未来的发展前景。
一、网络心理学研究现状
1、网络行为的心理机制：网络心理学的一个重要研究领域是探究人们在网 络环境中的心理行为机制。这包括在线社交、信息获取、购物行为、游戏娱乐等 多个方面。通过研究这些行为的心理机制，有助于我们理解网络环境对人类行为 的影响。
ห้องสมุดไป่ตู้
引言
随着科技的不断发展，GIS（地理信息系统）技术在许多领域得到了广泛应 用。自20世纪90年代以来，GIS技术在考古学研究领域的作用逐渐凸显，为考古 学研究提供了新的方法和手段。通过GIS技术，考古学家可以更好地理解和解释 文化遗产的空间分布和模式，进一步深入揭示历史时期人类活动与地理环境之间 的相互关系。
3、安全可靠：网络安全已经成为当前的热点问题之一。未来的网络控制系 统将更加注重安全可靠性的设计和实现。通过引入加密算法、防火墙技术等手段， 保证数据传输的安全性和完整性；同时，系统也将具备自我防御和快速恢复的能 力，防止恶意攻击和数据篡改对系统造成的影响。
4、跨领域融合：随着各领域对自动化和智能化需求的不断提高，网络控制 系统将在更多领域得到应用和推广。未来的网络控制系统将实现跨领域的融合发 展，不仅限于工业、交通、医疗等领域。例如，在智能家居、智慧城市等领域中， 网络控制系统也将发挥重要作用，为人们的生活带来更加便捷和智能化的体验。
感谢观看
1、研究领域拓展
未来GIS考古研究将更加环境变化、人类活动和文化遗产保护等方面的研究。 通过结合多学科领域的知识和技术，GIS考古研究将更好地揭示文化遗产的价值 和意义，为人类社会的可持续发展提供支持。
现代工业控制技术发展综述
现代工业控制技术发展综述一、现代工业控制技术的“变形记”你知道吗，工业控制技术就像是一个不断变脸的“变形金刚”，从最初的机械时代，到今天的数字化、智能化，简直就是一场大变革。
没错，最早的工厂里，机器就是死死地按着指令工作，咱们人类直接拿着开关就能搞定一切。
可是随着时代的推移，越来越多复杂的东西开始冒出来，机器不再是“傻大黑粗”的模样，而是开始拥有了感知、判断、控制的能力，甚至能在没有人指挥的情况下自我运行。
想象一下，你在家里开个冰箱，冰箱自己就能告诉你哪些食物快过期了，甚至提前提醒你该去超市补货，这样的“聪明”家电背后，正是工业控制技术的创新和进步。
现代工业控制技术的崛起，离不开计算机的加持。
从传统的模拟控制，到数字控制，再到如今的网络控制、智能控制，技术的更新换代让工业生产效率大大提升。
就像是给工厂装上了“超级大脑”，你再也不需要担心机器运行不稳定、工人操作失误了。
对了，大家一定也听说过PLC（可编程逻辑控制器）吧？这东西可以替代原本庞大复杂的继电器控制系统，不仅节省了空间，还让控制更加精准，大家都能感受到它在工厂中大显身手。
二、智能化与物联网——工业控制的新宠儿要说近几年最火的两个词儿，那非“智能化”和“物联网”莫属。
你别说，物联网的到来简直就像是给工业控制加了“外挂”。
以前咱们说“工厂自动化”，可能大家还会觉得挺科幻，但现在呢？工厂自动化已经不再是“遥不可及”的梦想。
如今的工厂，通过互联网把每一台机器、每个设备都连接到一起，实时采集各种数据，监控运行状况。
这些数据不仅能帮助工作人员做出决策，还能实现故障预测、维修安排，让整个生产过程几乎是“无人值守”的。
可以想象，一台设备就像是“自带”诊断功能的医生，能够提前告诉你“我快生病了”，你还不用等到它坏了再去找麻烦。
这种智能化的提升，不仅仅局限于设备的“聪明”，它让整个生产过程都变得灵活多变。
比如，生产线上的设备可以根据需求的变化进行调整，仿佛是“自由调度”的工人，随时准备迎接不同的任务。
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2014 ~ 2015 学年第2 学期
《工业控制网络》
课程报告
题目：工业控制网络的发展综述
电气工程学院
2015年5月25 日
工业控制网络的发展综述
1.引言
工业控制网络在提高生产速度、管理生产过程、合理高效加工以及保证安全
生产等工业控制及先进制造领域起到越来越关键的作用。
图1总结了工业控制网络的4大主要类型：传统控制网络、现场总线、工业以太网以及无线网络。
传统控制网络现在已经很少使用，目前广泛应用的是现场总线与工业以太网，而工业以太网关键技术的研究是目前工业控制网络研究的热点。
图1 工业控制网络的主要分类
2.现场总线
现场总线控制系统FCS是在基地式气动控制信号控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、直接数字控制系统DDC、集散控制系统DCS之后发展起来的新一代控制系统，它将DCS 中集中与分散相结合的模式变成了新型的全分布式控制模式，控制功能彻底下放到现场，现场控制设备通过总线与管理信息层交换信息，代表了工业控制网络技术的发展方向。
2.1现场总线主要技术特点
现场总线打破了传统控制系统的结构形式，图2为现场总线控制系统与传统控制系统的结构对比。
在传统模拟控制系统中采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间，控制器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接；而在FCS中，所有的设备作为网络节点连接到总线上，不仅节省了电缆，而且还方便了布线。
图2 现场总线控制系统与传统控制系统的结构对比
2.3 主流现场总线的比较
目前现场应用比较广泛的现场总线主要有FF、Profibus-DP、CAN 总线等，这些现场总线在技术上各有特色，目前它们还不能相互代替而应用到所有的领域，几种总线的特性和应用对比见表1。
表1 几种现场总线的比较
3.工业以太网
以太网最早出现在上世纪70年代，是一种总线式局域网，采用CSMA / CD 协议，以太网是现有局域网采用的最通用的通信协议标准，包括在局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网在互联设备之间以100~1000 Mbps 甚至更高的速率传输信息包如图3。
以太网组成的网络节点分为两大类：
图3工业以太网
（1）数据终端设备，如工作站、服务器、智能设备等；
（2）数据通信设备，接收和转发网络中数据包，如中继器、交换机和路由器等。
3.1工业以太网的主要技术特性
l) 系统响应的实时性。
在工业自动化控制中需要及时地传输现场过程信息和操作指令，要能够支持和完成实时信息的通信。
这不仅要求工业以太网传输速度要快，而且响应也要快，即响应实时性要好。
2 ) 网络传输的确定性。
即要保证以太网设备间的传输不能发生冲突或数据的碰撞，让不同设备对网络资源的使用合理有序化。
现在随着以太网速率不断提高，加上确定性调度算法的研究突破，使网络负荷进一步减轻、碰撞减少，系统的确定性已得到了很大的提高。
3) 要求极高的可靠性。
工业控制网络必须连续运行，它的任何中断和故障都可能造成停产，甚至引起设备和人身事故，因此必须具有极高的可靠性。
3.2工业以太网的优点
1）具有相当高的数据传输速率( 目前已达到100Mb/s)，能提供足够的带宽；
2）由于具有相同的通信协议，Ethernet 和TCP/IP 很容易集成到IT世界；
3）能在同一总线上运行不同的传输协议从而能建立企业的公共网络平台；
4）在整个网络中，运用了交互式和开放的数据存取技术；
5）沿用多年，已为众多的技术人员所熟悉，市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具，成为事实上的统一标准；
6）允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构。
3.3工业以太网技术的发展趋势与前景
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。
工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面：
（1）工业以太网与现场总线相结合的形式
近一段时间内，工业以太网技术的发展将与现场总线相结合，具体表现在：1）物理介质采用标准以太网连线，如双绞线、光纤等；
2）使用标准以太网连接设备（如交换机等），在工业现场使用工业以太网交换机；3）采用IEEE 802.3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议栈；
4）应用层（甚至是用户层）采用现场总线的应用层、用户层协议；
5）兼容现有成熟的传统控制系统，如DCS、PLC等；
4.无线网络
4.1工业无线网络概述
工业无线网络是从新兴的无线传感器网络发展而来的,具有低成本、低能耗、高度灵活性、扩展性强等特点,已经成为继现场总线技术后的又一个研究热点。
由于工业现场环境复杂以及工业应用的特殊要求,工业无线网络面临着通信实时性、可靠性、安全性以及抗干扰能力等问题。
4.2工业无线网络发展现状
目前, 工业无线网络的研究热点主要集中于网络技术和通信协议方面。
在数据管理、软件开发环境和工具等方面的研究工作还不多, 研究成果很少。
工业无线
网络技术尚缺乏统一的国际标准, 这严重阻碍了无线网络技术的应用和普及。
目前，无线通信在工业自动化领域的研究主要有以下几类：无线总线RFieldbus、无线传感器与执行器网络wSAN、基于IEEE 802．11的无线局域网WLAN以及基于IEEE 802．15的无线个域网WPAN等。
以下对工业无线通讯标准的特点及应用进行简单介绍。
无线HART协议，要求HART无线通信技术保证支持产品的互操作性，与有线HART 仪表的无缝连接，提升HART智能仪表的智能和可连接性。
1个无线HART传感器网络由无线 HART网络设备、至少1个无线HART网关和1个无线HART网络管理器组成。
其组成结构如图4所示。
图4无线HART网络的组成结构
无线HART标准为过程测量与控制、设备资产管理提供了一个健全的无线协议。
无线HART是基于已经被人们熟悉并证实了的有线HART协议，通过与现有设备、工具和系统的兼容，使人们快速简便地感受无线技术的特点。
4.3工业无线网络的发展趋势
无线通信网络技术在工业现场中的应用并不是简单的化有线为无线，它延伸了原有的工业网络的控制范围，并提供了极高的灵活性，成为有线网络、现场总线的一个有效补充。
在未来的若干年内，工业无线网络将会得到快速的发展。
但是无线通讯并不会代替有线通讯，无线只会在有线不能实现或成本比较高的地方代替有线。
两种通讯技术结合起来，有线的稳定性、可靠性和无线的灵活性、经济性互相补充，将会有效地促进我国工业技术的发展。
5.工业控制网络技术未来发展方向
工业控制网络的发展历经了从传统控制网络到现场总线，再到目前广泛研究的工业以太网以及无线网络的过程。
以太网的广泛使用为工业控制的发展提供了良好的基础结构，但如何保证工业通信的实时性是研究的关键。
本文综述了目前广泛
研究的工业控制网络技术的几项关键技术。
最后就工业控制网络未来发展的一些技术难题及相关解决方法进行总结，主要包括：
(1)提高通信的实时性； (2)提高通信的安全性； (3)提高通信可靠性； (4)多总线集成； (5)实时异构网络
6．总结
工业控制网络既是一个开放的通信网络，又是一个全分布控制系统，它作为智能设备的联系纽带，挂接在总线上，作为网络节点的智能设备连接成网络系统，并通过组态进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化以及测、控、管一体化的综合自动化功能。
工业控制网络是一个以智能传感器、自动控制、计算机、通信、网络等技术为主要内容的多学科交叉的新兴技术，在过程自动化、制造自动化、楼宇自动化、交通、电力等领域都有广泛的应用前景，被誉为21世纪最有希望的自动化技术。