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工业自动化论文范文1
【摘要】
本文以一个信息化改造项目为例讨论了实时系统与信息系统的集成。我曾参加了一个中等规模的现代化生产企业的数字化改造项目，该企业拥有4座自动化连续式工作的窑炉，以及8座自动化间隙式工作的窑炉以及多台半自动的中大型辅助机器。该企业希望能将这些设备实现数字化，并且重点要建立起一个中央监控室，能实现对设备的运行状态参数的监督和记录两大任务，前者用于防止意外事故，后者可用于向该企业的决策人员和技术开发部门提供信息。
通过我们的开发组与该企业相关人员一起努力，分四个步骤共同完成了这一工作。第一步是实现设备状态参数的数字化输出；第二步是建立中央监控室的监督和记录功能；第三步健全监控室的控制功能及相应信号的输出；第四步则是实现生产设备自动化控制的数字信号接入功能。
我在其中的主要工作有三个方面：
（1）作为公司开发组和企业间联络的桥梁；
（2）负责确定该项目中各部分之间的分工，在发生冲突或出现问题时提出相应的具体解决办法；
（3）帮助解决与协调在工作过程中出现的各种困难。
【正文】
现代化企业发展生产与提高效率的根本途径之一是加速信息化的进程。在所从事的专业生产领域中，我参与开发项目的这家企业可以认为已经具有相当程度的现代化的基础了，比如它已拥有4条自动化连续式工作的窑炉、8座自动化间隙式工作的窑炉和多台半自动的中大型辅助机器。但是这些设备的自动化控制在改造前还主要依靠模拟量控制，也不具备信息与数据的记录、汇总与分析功能。该企业一方面出于对今后发展的需要，希望记录下这些设备在工作过程中连续的状态参数的变化情况，有运行的日志与历史记录，以提供给其技术开发部门，作为产品质量改进研究中的参考；进一步还可提供给企业管理部门决策分析时的参考。另一方面，企业希望能够对设备生产状态有全面的监督和一定的紧急控制与应变的能力，能对生产设备的操作意外和设定不当，或者发生突然的未预料到的事件，防止造成事故与损失。
我们根据该企业的要求，结合项目的资金、时间、人员等现实状况，再三考虑了该企业的经营情况、产品的市场和前景、项目开发所面临的风险等诸多因素，经过仔细分析，得出了如下的4条意见：
（l）由于资金的限制，切实地在相应各个环节上节约成本是相当重要的，因此要尽可能地在原有设施与条件的基础上进行改造，而不是进行根本性的替换；
（2）此企业需要的是“实时控制系统和企业信息系统的初步集成”，而不是一个功能相当丰富和完善的系统，该企业现阶段既不具备开发这样一个系统的能力和条件，也不具备管理维护和应用高级集成系统的相关人员，所以，项目的目标应当切合于目前条件下企业的总体要求。这样既有利于控制成本，也有利于减少项目风险；
（3）由于该企业的生产情况和资金、人员的限制，项目必须分阶段地进行。大体上可划分为如下四个阶段：①实现设备状态参数的数字化输出；②建立中央监控室的监督和记录功能；③健全中央监控的控制功能和相应信号的输出；④实现生产设备自动化控制的数字信号接入功能；
（4）参与本项目涉及到的双方的大多数人员都不精通对方的专业领域，因此必须在加强互相沟通的同时，确定明确的分工关系。
上述四条意见在经过双方的磋商与研究后，获得了双方全体项目参与人员的一致认同，成为这个项目开发过程中双方必须理解与遵循的准则。
在第一阶段，我们开展了对半自动的中大型辅助机器的自动化改造。事实上，该企业早有这类打算，并且已做了相应的技术储备，因而这一部分的工作由该企业自身的技术人员全权负责并加以实施。项目中所涉及到的所有自动化生产设备都已具有依据状态参数模拟信号量进行控制的能力，对于所采集到的状态参数模拟量，企业曾计划采用一类以模拟信号远程地传至中央监控室，再进行模数转换的方案。此方案对企业来说实现比较简单，但存在着成本较高、远传过程易受到干扰等不利因素。随着模数转换设备成本的显著下降和可靠性提高，经我们建议和双方讨论，企业有决心在生产设备的控制设备上就地实现现场模数转换，再远传数字信号至监控室，这一工作同样地由熟悉这项技术的企业技术人员实行。
第二阶段的工作主要由我方开发组成员负责。我们将人员大体上分为3组，第一组主要是根据企业长期累积的资料以及公开发表的相关技术，建立起一个合理有效的模型，其中包括诸如数据采样记录的间隔时间，不同生产阶段的数据处理时所采用的数学模型等数据处理的相关内容；第二组负责监控记录软件的输入输出接口，用户图形界面的选定和设计等软件外围功能的实现；第三组则集中力量编写一个简单实用的、针对性强和小巧的相关数据记录的专用数据库。这一阶段是控制质量和成本的关键性阶段。出于对成本的考虑，以及根据数据的流量不很大，对数据的实时性处理要求不是很高（通常情况下，设备的实时控制仍由原来的自动化系统所承担）的实际情况，中央监控室采用了一套有双机备份的服务器作为数据处理用的服务器，另一套同样有双机备份的服务器作为数据库服务器，并且没有使用价格昂贵的商用数据库，而采用了由自己开发的一个经济实用的专用数据库。
第三阶段可以看成是第二阶段的自然延伸，在第二阶段成功的基础上，利用第二阶段模块处理后所获得的数据，依据设备的多种临界指标，进行相应的判断，允许在紧急情况下，发出相应的警报，并同时依据设备本身的相应紧急情况处理办法，发出控制信号加以处理实现。这一阶段的关键有两方面内容：一个问题是要求数据转换设备拥有相对较高的可靠性与可用性，另一个问题是要注意做好与自动化设备原有控制系统的自我保护功能的配合协调工作。
第四阶段则仍然由该企业的技术人员为主实施，在实现过程中主要是解决好第三阶段所遇到的上述两个关键问题。对于第一个问题，使用了更好的设备和部件来实现数模转换和动态控制；对于第二个问题，则在控制设备中设立了优先级判断，使自我保护装置的启动优先级离开中央监控室（由于自我保护启动速度更快，但是功能较弱）而加以解决。
从总的项目实施进程上来看，一、四两个阶段相连贯，二、三两个阶段相连贯，而它们之间则可并行地进行，从而满足了时间进度上的要求。
工业自动化论文范文2
1．问题的提出
随着计算机及网络技术的飞速发展，Internet/Intranet应用在全球范围内日益普及，当今社会正快速向信息化社会前进，信息系统的作用也越来越大。各级政府、大公司和大企业凭着雄厚的资金和人才优势，加快了信息化的步伐，建立了高质量、高效率的办公自动化信息系统，从而提高了效率，增强了竞争力。与此同时，越来越多的中小企业为了适应信息革命的要求，提高自身的竞争力，正打算或正在建立符合企业特色的办公自动化信息系统。但是，这些中小企业由于自身信息化基础比较薄弱，计算机软、硬件配置较差，而且员工的素质也参差不齐，同时，其经济实力并不雄厚，不可能像政府或大公司、大企业那样进行大量投资建设信息系统。那么，中小企业应如何建设办公自动化信息系统？本文以采用一种结合C/S和Web的方式开发的中小企业办公自动化系统为例讨论办公自动化系统的设计与实现。
2.用户需求分析
办公自动化系统的建立，需要进行用户需求调查与分析，以确定系统目标，这是系统建设的重要环节。
中小企业需要规模相对较小，但其在功能上对系统的需求却是全面的。大体可分为：一方面是通过收发电子邮件为主的方式，与其它员工交流各种信息，基于工作流的方式实现诸如请假申请、物品申领审批过程；员工管理个人日程安排，各种图书资料的查阅等日常办公功能。另一方面则是面向公司办公业务方面的业务管理功能。即完全采用计算机技术处理办公业务，使企业内部人员能够方便快捷地共享信息、交流信息，高效地协同工作，既兼顾个人办公效率的提高，又可以实现群体协同工作。
在软、硬件方面对系统的需求，由于中小企业信息化水平比较低，软硬件配置较差；而且资金实力并不雄厚。所以其对硬件的配置要求是尽可能的低，对软件配置的要求则是系统最好是基于日常办公软件如OFFICE系列上的应用系统，这样既不用花大量资金添置软件，员工又较容易学会使用应用系统。
在开发方式上对系统的需求，由于中小企业的经济实力有限，应着重考虑投入/产出比问题。一般商业软件是无法满足上面的要求，而从基础语言开始开发成本高、周期长，更不现实；因此利用现有软件进行改进，即二次开发，通过对几个商业化软件功能进行修改、增删和开发来实现中小企业建立具有自身个性的办公自动化系统。即通过系统集成的方法来将各个功能集成为一个整体发挥作用。即通过两次开发的方式来实现降低成本、节约开支、提高效率。
3.系统设计
3.1系统基本目标
3.1.1实现办公规范化和制度化
绝大多数中小企业由于办公自动化起步较慢，大多数还停留在使用没有联网的计算机和MSOffice系列应用软件来提高个人办公效率，没有从根本上改变过去复杂、低效的手工办公方式，办公方式远没有实现规范化和制度化。因此，中小企业建立办公自动化系统就是要使办公方式规范化和制度化。即企业办公基于工作流，完全采用计算机技术处理办公业务，使企业内部人员能够方便快捷地共享、交流信息，高效地协同工作，既兼顾个人办公效率的提高，又可以实现群体协同工作；同时又能实现迅速、全方位的信息采集、信息处理，为企业的管理和决策提供科学的依据；从而提高效率，增强企业的竞争力，使企业能够在激烈的市场竞争中取胜、不断发展壮大。
3.1.2管理多种数据类型
中小企业规模较小，但其办公自动化信息系统所包括的范围应该是整个日常办公和部分企业业务。因此，其数据量相对大企业、大公司虽然比较少，但是其数据类型并不会比大企业、大公司少，不仅包括日常办公所产生的各种数据，还要包括业务办公所产生的各种数据，有些中小企业业务数据涉及大量的图形数据；这些数据既有规范的、结构化数据又有不规范的、非结构化数据，中小企业办公自动化信息系统就是要科学地管理这些各种类型的数据，实现各种数据的"无缝"联接，保障数据的一致性和安全性。
3.1.3系统设计的先进性
办公自动化系统应在开发出来时在技术上应具有一定的先进性，代表当时办公自动化信息系统的先进水平，这样才能使系统在建成后一段时间内，不会因技术的落后而需要大规模的调整，并且能够跟随着逐步的升级而保持整个系统的先进性。同时要求系统对计算机硬件要求不能太高，运行速度要快。因为中小企业从经济实力上无法大量投资去购置高档硬件、软件，短时间内对系统进行全面升级；另外，大多数中小企业经营规模经常变化、人员经常流动。系统应能够适应企业的不断变化，应具有可扩展性、易升级性和开放性。
3.2系统结构设计
在办公自动化系统开发中，基于Web技术的开发方式正以其特有的跨平台、统一美观的界面、简单的操作、开发的系统容易升级、系统开发时间较短，成本较低越来越受到欢迎，但是这种系统具有传输速度较慢，不利于大数据量的传输的缺点。而这正是基于C/S结构的开发方式的优点所在。
本实例以某一地产策划公司自动化系统为例。本系统主要有二个方面的内容：一是日常事务管理；二是业务事务管理，针对公司核心业务是地产策划，以项目为单位进行运作。而在业务事务中要涉及大量图形数据（如地形图和规划图等）。因此本系统开发采用一种结合C/S和Web的方式。利用Web完成日常办公和某些需要远程通讯的业务，而C/S结构可以在局域网内实现特别功能和大的业务数据(如图形数据)传输。
服务器以WindowsNT为操作系统，Oracle、SQLServer或MSAccess为数据库，Exchange作为邮件存储提供者、通信录提供者和传输提供者，IIS实现Web。
客户端以Windows98/95为平台，用Outlook进行邮件接受、发送以及它的浏览窗口进行网页浏览，MSProject进行项目规划，Word进行文档编辑，AutoCAD进行地图编辑浏览。
首先，确定以Exchange为基础建立C/S结构网络，并辅以IIS。客户机上采用Outlook为基础平台软件，由于它本身既是Exchange客户程序又具有网页浏览窗口实现了二者的无缝联接。然后在Outlook基础上对其它程序进行控制，并构造各程序数据的流通桥梁；最后各部分数据尽量存储在数据库中，用数据库对各种类型数据实现进一步集成。如图1：
图1系统集成结构图
图1系统结构图
①通过VBA6利用OLE、API等技术对客户端多个应用程序进行集成形成自己的系统；
②Outlook通过浏览窗口访问WebServer并通过它访问数据库；
③Outlook通过ExchangeServer进行邮件发送和接收；
④Word访问数据库中的文档；
⑤MSProject通过数据库实现资源数据共享；
⑥AutoCAD访问共享图形数据。
3.3系统功能设计
中小企业虽然员工较少、规模较小，其办公自动化系统的功能也有其自身的特色，不仅包括企业日常办公的常用功能，还包括日常办公中的许多小功能；同时还包括部分业务办公功能。
本实例在充分进行用户需求分析的基础上把系统划分为八个子系统：日常管理分行政管理、人事管理、工作管理、文档图书管理、公告板和电子邮件，业务事务则为项目管理，另外还包括系统维护。如图2：
图2
.行政管理功能。公司行政方面的各种功能，包括考勤管理、会议管理、用餐管理、传真管理、复印管理，用车管理等。
.人事管理功能。公司人事方面的各种功能，包括员工调动管理、晋升管理、培训管理，客户信息管理等。
.文档管理功能。包括各种档案管理、各种业务信息管理和图书管理等。
.工作管理功能。包括员工个人日志、个人工作报表和员工考核等。
.电子邮箱功能。包括收发企业内部电子邮件等。
.公告板功能。企业内部的论坛和通知等。
.项目管理功能。与公司业务相关的功能。包括项目小组成员选择，项目情况查询和项目成果监控等。
.系统维护功能。包括用户基本信息维护、权限管理和重要数据的安全性的维护。
由于本系统是采用Web和C/S相结合方式开发的。因此在功能模块的使用上则相对较灵活，可以针对员工的不同职位及员工所从事的不同业务提供不同的功能。例如：用餐管理功能则只提供给行政经理；客户信息管理功能则只提供给人事经理和总经理；而项目管理功能则提供给经常参与项目运作的项目小组成员，而行政经理和人事经理则不提供此功能。采用这种方式提供功能既方便员工使用本应用系统又有利于系统的安全性，保证员工不能越权操作。正好适应了中小企业员工流动性大、员工的职位变化快的特点。
本系统在有30多名员工的该地产策划公司运行良好，使公司的运作完全规范化和制度化。简洁明了的登录界面增强了系统的安全性；特别是行政管理子系统中的用餐管理、考勤管理和用车管理等功能大大提高了工作效率；工作管理子系统的个人日志、工作报表和员工考核功能既有利于员工提高工作效率，又有利于领导对员工进行全面而准确的考核；项目管理子系统则对企业核心业务是以项目以单位的地产策划进行了规范化管理；而特色功能内部电子邮件功能和公告板功能增进了员工之间的交流与合作，活跃了企业的文化氛围。
5.结束语
本文通过一个采用Web技术和C/S结合方式开发的中小企业办公自动化系统实例分析了中小企业办公自动化系统的设计与实现。采用这种方式既发挥了Web技术的优势，使信息流转、信息、查询和维护更加方便；系统的功能扩展和规模扩展更加便利；系统开发速度更快、开发成本更低；又发挥了C／S结构有利于大数据量（如图形数据）的传输的优点。这种开发方式更加贴近中小企业的实际需求，也符合中小企业的实际情况。既满足中小企业对日常办公的需要，又满足其对业务办公的部分需求。另外，采用这种开发方式充分考虑了投入／产出比，节约了成本。而且，采用这种开发方式开发的办公自动化系统具有良好的扩充升级功能，能够适应企业未来发展的需要。
参考资料
(1)邝孔武、王晓敏编著，信息系统分析与设计,北京：清华大学出版社，1999
工业自动化论文范文3
关键词：数字技术；工业电气化；创新
1数字技术在工业电气自动化中的应用
1.1数字技术在工业电气自动化中应用的可靠性好
数字技术是一种新型技术，其具有一定的应用价值，在现代工业进程中，有利于提高工业的发展，在电气自动化中的应用，有利于改善电气自动化技术的革新，新技术的产生，新技术产生促进技术改革，对提高企业的工作效率，起到重要的技术保障。数字技术对电气自动化技术的改革提供了技术保障，提升了现代企业的发展，为我国的经济建设提供了技术支持，科技发展，促进经济发展，反过来，积极快速发展，也促进科技发展，二者相辅相成，共同为我国经济快速发展提供保障，促进我国工业现代化进程，提供我国企业在世界同行业企业中的知名度，有利于我国企业与国外企业接轨，促进我国贸易发展。数字技术的实践应用在现代工业中，加快了现代工业现代化进程，提高企业之间的竞争力，符合现代工业竞争的基本要求，符合现代数字技术发展在工业自动化方面的应用，具有很好的性能，提高其应用的可靠性，符合现代工业发展趋势。
1.2数字技术在工业电气自动化中的高性价比
工业发展是提高国民经济的重要组成部分，我国工业水平与世界发达国家有一定差别，要提高我国企业发展，必须加快科技水平提升，为我国企业的现代化进程提供了技术保障。数字技术在工业应用领域比较广，并取得一定成绩，数字技术一般与某种技术相结合，促进该技术的发展，提高了相关企业的工作效率，促进了企业的快速发展，对提高我国经济发展起到重要作用，工业自动化中使用数字技术，与其它技术进行比较，其性价比最高，因此，其应用的领域也是最广泛。在实际的应用过程中，电气自动化技术需要不断发展与创新，提高其自身的应用能力，是提高工业发展的关键因素，数字技术在电气自动化技术中的应用，为自动化技术的革新起到重要作用，同时提高了自动化方面企业的工业现代化进程，提高企业的生产效率，符合现代工业自动化技术进程的发展，数字技术在工业自动化中性价比很高。
1.3数字技术在工业电气自动化中应用的可操作性强
工业电气自动化在应用过程中，存在一定问题，必须与其它技术结合，改善自身缺点，有效的提高相关企业的工作效率，数字技术与工业自动化技术相结合可操作性强，符合现代工业发展需要，有助于提高企业的快速发展。数字化技术应用简洁，逻辑能力强，能增加信息量、模拟量，对信息正误有效识别，减少人力、物力的投入和浪费，安全又轻松。其应用只需要进行命令的传达和指示，操作流程自动进行，且自身具有判断和辨别的功能，经电缆、微波、网络、光纤等传输介质进行传输。外加微电处理器与微电技术的应用，使得数字技术的重要性被越来越多的单位企业所重视。数字技术在实际应用过程中，有效的提升工业自动化中的应用可操作性，符合现代工业自动化的发展，提升了工业自动化的技术革新，提升了企业的工作效率。
2数字技术在工业电气自动化中的创新
2.1采用光纤连接，实现就地化安装
数字技术的应用越来越广，有助于计算机网络技术的快速发展，在工业电气自动化的实践中，可以采用光纤进行连接，通过智能终端和间隔层对数据进行采集和控制，这样可以进一步增强数字技术在工业电气自动化中应用的可靠性。此外，工业电气自动化的优良运作还需基于标准化的程序接口上，因此PC平台自动化的解决就显得尤为重要，它将有利于ERP和MES的系统连接，而将TCP/IP作为办公环境通讯的标准，便能有效地解决这一问题。计算机网络技术的快速发展，尤其Internet技术的发展，提升了数字技术的应用在工业生产中，提高了工业现代化进程发展。
2.2GOOSE虚端了的运用
GOOSE虚端了改良了二次回路，使得工程调试既便于理解，又方便运用;能有效地控制全站线路、母线、开关和主变等，并能开启跳合闸功能，从而保护测控遥控锁的间隔层。GOOSE虚端了的运用，促使数字技术的应用过程中，引起的实际应用过程中，对其实用技术的应用过程中，数字技术在电气自动化技术中的应用，符合现代工业现代化进程。
2.3加强程序化的操作理念
程序化建设强调的是执行力，数字化也亦然。执行力是一种操作理念，提升操作的进程，符合工业现代化发展需要。在调度命令下达以前，还有部分的前期工作需要完成，例如核实之后的票据需要先存入电脑中，实际操作来临时，还需设置人工的预界面，进行诸如闸刀、开关等设备的确认设计。这有利于不断完善系统的应用功能，更可明朗工业电气自动化信息化、开放化的未来。
参考文献
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工业自动化论文范文4
[论文摘要]本文从企业的实际情况出发，提出了一个结合c/s和web技术的中小企业办公自动化系统实例，利用技术解决了目前各位应用软件互不兼容的“信息孤岛”问题，对中小企业建设办公自动化信息系统具有参考价值。
信息化是当今世界经济和社会发展的必然趋势。随着网络技术的飞速发展，企业的各类信息交换越来越多，而传统的企业办公自动化系统都是针对某个专业进行使用的，如人事管理系统、工业自动化系统，地理信息系统等，都是互相不关连，各不一样的管理系统，故用户需要独立安装各个管理软件，并在各个软件中频繁转换，为了更好地整合利用信息资源。企业的信息化建设应朝着统一系统的方向发展。
广州市污水处理总厂是广州市一向十分注重信息化建设的事业单位，由上世纪八十年代建厂越就已经使用电脑进行管理。现在。单位除了负责属下有三个分厂的日常生产营运管理工作外，还需要负责全市二百多条河涌整治工程的管理工作，信息种类繁多，信息交换频繁，为了解决信息共享，资源共享，统一各类多种管理软件的问题，该厂于2003年底开始了办公自动化OA系统的项目建设。
一、办公自动化系统的项目特点与开发工具
针对该单位信息的多样性，该办公自动化系统需要具有兼容性强，扩展性广的特点。它必须具有基于WEB设计程序的特点——资源共享。对于以前或今后使用的软件，具最大程度上的兼容性，能保证新旧系统在交接时不出现问题。为此，在项目设计的初期，选择了微软公司的和SQL数据库作为该系统的开发工具。
是微软公司于2000年的VISTUAL STUDIO的一个软件开发工具。
它为软件开发商和软件开发人员提供了支持未来计算的高效的Web Service开发工具。即在第三代的互联网中，各个网站不再是一个一个信息的孤岛，而是互相联结、互相调用。
二、璜耳的实施情况与成效。
1、基础项目实施。
整个项目设计基于B/S模式设计，主要由主页框架子系统。信息子系统，内部邮件子系统组成，用户管理子系统，收发文审批子系统，人事信息管理子系统，以及日常管理子系统组成，在日常管理子系统下又细分了会议室管理模块，车辆管理模块、图书管理模块、固定资产管理模块、仓库管理模块、饭堂管理模块等功能子项。单位内一般员工可以使用IE浏览器，可以使用各自不同的进行帐户登陆，查看公司各项最新要闻、通知、以及收发邮件信息，共享各项公司内的信息资源。除此以外，还可以通过网上的收文系统，查看和审批有关文件，办公室值班秘书每天用高速扫描仪将收到的公文扫到电子文档中，系统自动将有关文件分发给相关的科室、领导、经办人传阅，最后回到值班秘书中进行归档工作。而领导可以随时随地地跟踪公文的处理落实情况，并及时作出调整。一改以往由人手传阅导致的阅文时间过长、公文遗失、无法跟踪等各类问题。由2005年中收发文模块使用至今，已有3000多份公文通过实现了网上审批。大大地节约了人力和物力，提高了管理效率，真真正正地实现了“办公无纸化”。
2、软件的扩充性。
数字市政项目(GIS地理信息管理系统的一种)是广州市市政工程近年来的一个重点工程项目之一。数字市政系统的建成在今后广州市的市政自来水管网工程、污水管网、煤气管理工程将会有一个划时代的重大意义。今后在广州只要有哪个地方污水管道出现事故，只需要在电脑上点击相关的管线，即可查询出现有问题管道的来源，以及排除事故的解决方案。为了更好地利用这个系统，我们利用了数字市政所提供的WEB SERVICE接口，利用即可很轻易地将数字市政系统与办公自动化平台相结合，更有效地为企业的工程项目建设提供便利。除此以外，利用还实现了工业自动化设备仪表信息读取。生产营运方面的同事，只需要通过办公自动化系统即可收集取远在分布在广州不同地方，几十公里外的污水处理厂区及泵站站仪表的实时数据，为生产管理和理论研究打算了坚实的基础。
3、信息的安全。
该办公自动化系统使用了“IKEY”USB加密锁技术进行信息加密。只有拥加密锁的用户才拥有文件审批的权限。从而确保了文件审批的真实性和有效性。除此以外，在网络拓扑上，各分支机构还利用VPN技术，实现了各个外网信息安全交换。
工业自动化论文范文5
关键词：以太网，通讯，PLC，ADSL，路由器
1 前言
当今社会处于信息时代，由于计算机技术尤其是网络技术的发展，信息高速公路已经将世界紧密的联系在一起，在这种形势下，利用信息技术将单机的计算机应用扩展为局域网内的计算机应用，进一步扩展为远程世界范围内的计算机广域网控制系统，利用网络数据库进行信息的实时更新和跟踪共享，已经成为当前【地球村】环境下工业控制发展的必然趋势。论文参考，路由器。
随着工业自动化的要求不断地提高，工业控制网络需要一种高速廉价、实时性和开发性好、稳定性和准确性高的网络，而以太网正具备上述所有的优势特点，随着它进入工业控制领域，工业自动化系统向着分布化、智能化发展的方向更进一步，可以肯定，基于以太网技术的工业控制网络将成为未来工业控制系统的发展方向，并将越来越广泛应用在现代化自动系统的各个领域。论文参考，路由器。
本文基于台达的自动化产品，提出了一种以D-LINK路由器、ADSL-MODEM及3G上网卡为基本配置，配合DVP28SV+DVPEN01-SLL实现PC与PLC之间的以太网远程通讯方案。对于同行的工业控制远程通信应用，具备非常重要的应用价值，值得行业借鉴。
2 系统框架
系统框架如图1所示。
图1 系统框架示意图
系统采用DVP28SV主机+DVPEN01-SL台达PLC以太网通信模块，与D-LINK路由器、ADSL-MODEM依次连接到中国电信网络服务商的服务器上，再通过上位PC机（通过3G上网卡连接）在网络上的操作实现广域以太网的远程通信。论文参考，路由器。论文参考，路由器。
3 系统设置
3.1 ADSL-MODEM配置
安装ADSL-MODEM，向电信部门申请宽带业务，索取上网账号和密码。保证PC1可直接通过ADSL-MODEM上的以太网口拨号登录互联网。
3.2 路由器设置
（1）将D-LINK路由器的WAN口与ADSL-MODEM的以太网口相连。
（2）连接PC1网口与D-LINK路由器LAN口，如图2所示。
图2 路由器设置连接示意图
（3）根据路由器说明书找出其缺省IP地址，比如为192.168.0.1。
（4）在PC1上打开浏览器，键入192.168.0.1，回车后即可进入路由器操作界面，见图3所示：
图3 路由器进入主界面
（5）一般在路由器默认状况下，用户名缺省为admin，密码缺省为空格。这样就可直接登录路由器。注意：最好保持缺省用户名和密码，否则有可能以太网通讯有可能因为路由器登录需要密码而导致无法连接。
（6）登录后，进入“安装向导”，选择互联网连接方式为动态PPPoE（DSL）,输入用户名和密码（即为向电信申请的账户密码），选择连接模式为总是连接，然后“保存设置”，这样就实现了路由器自动拨号登录上网，而无需手动拨号。这也为后续EN01-SL的联网提供了基础。如图4所示。
图4 路由器安装向导界面1
（7）上述步骤完成后，通过PC1登录一下互联网，如果成功，则表明网络调试成功，此时再次进入D-LINK路由器操作，进入“状态”选项，如果连接成功，在WAN一栏中会显示DHCP客户端连接，且“IP地址”、“子网掩码”等均会有所显示，请记下此IP地址，该IP为电信运营部门分配给ADSL的IP地址。论文参考，路由器。比如为218.82.145.059。如图5所示。
注意：该IP地址可能是动态或固态IP，若为固态IP，则不论网络是否断电或断线，一直不会变化，比较方便后续的程序监控，但收费比较昂贵。如果是动态IP，就是每次自动拨号上网，该IP就可能变化，这样每次路由器上电启动自动拨号上网，就必须查看一下ADSL的IP地址是多少；通过进入路由器的状态页面查看是方法之一。或者保证网络不掉线，该动态IP也不会变化。
图5 路由器安装向导界面2
（8）启动远程管理
进入“维护选项”，“设置管理”栏中启动远程管理
即允许外部网络服务器访问该路由器的WAN口
允许访问IP地址指的是上述ADSL的IP地址（而不是路由器默认的内局域网IP地址）
最后“保存设置”。
（9）DMZ映射
上述设置中，已经完成了ADSL到路由器WAN口的访问，现在问题是，当访问请求到达WAN口时，WAN口如何将访问请求传给某个特定的LAN口。
一般路由器中，默认选择动态分配IP地址，则对应的LAN口IP会按照接入网络的先后顺序来分配，比如：第一个为192.168.0.100。第二个为192.168.0.101……
启动DMZ映射即将某个LAN口与WAN口对应起来，如果WAN口接收到数据，则自动转到该LAN口。也即将该LAN口完全暴露在路由器之外，如图6所示。DMZ IP地址指的是某指定LAN口的IP地址，比如为192.168.0.100.
设定完成后，点击“应用到列表上”，即成功完成DMZ主机映射。
注意：DMZ映射是唯一的，无法实现多个LAN口的DMZ映射，所以如果要实现监控多台设备，则要么配置多个ADSL网络，要么在一个ADSL网络内，连接设备不使用EN01-SL(因为其只能一对一)，而使用IFD9506(可实现一个IP地址对应最多32个设备【RS485】)。
图6 防火墙和DMZ设置图
3.3 PLC连接设置
（1） 将DVP28SV+DVPEN01-SL连接上，然后连接路由器LAN口（IP:192.168.0.100）与EN01-SL.
（2）通过EN01-SL上的RS232端口将EN01-SL的IP地址修改为DHCP（动态获取IP）,则该EN01-SL的IP地址自然就是192.168.0.100
（3）在互联网另一端，PC2（不同于PC1）接入网络.
3.4无线上网卡设置
1，不论是上网卡，还是ADSL宽带方式，只要能直接进入互联网（由于防火墙等网络限制，最好不要经过服务器）就可以。
2, 在PC2上打开3G网络，网络连接如图7所示。
图7 3G无线上网设置图
3.5 WPL程序通讯设置及程序上载
图8 通信设置图
（2）点击“指定IP查找按钮”，如图9。若搜索成功，则在左侧通讯栏中，会显示EN01-SL的IP为192.168.0.100。
图9 IP搜索图
（3）点中左侧“192.168.0.100”字样，会出现一个“√”，此时点击“上载”，即可实现程序上载、监控及下载。论文参考，路由器。如图10：
图10 程序上载图
（4）若希望远程修改EN01-SL的基本参数，可点击“DCISOFT”按钮，通过DCISOFT进行远程搜索EN01-SL，并进行参数修改及设置，操作方法与WPL软件类似，如图11。
图11 远程修改EN01-SL的设置图
4 总结
该方案可实现设备商对终端用户设备的远程监控和维护，方便快捷、安全可靠。简化了设备的调试及维修，也大大降低了设备商的服务成本。运行实践表明，系统性能稳定，安全可靠，性价比高，值得业界同行借鉴和推广。
【参考文献】
[1]台达全系列可编程序控制器台达内部资料2008
[2]郭宗仁等.可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术.人民邮电出版社，2002
[3]阳宪惠.工业数据通信与控制网络。清华大学出版社，2003年
工业自动化论文范文6
[关键词]仿真教学 Ethernet POWERLINK 现场控制
一、工业以太网概述
以太网（Ethernet）出现于1975年，1982 年成为IEEE 802.3 标准的第一版本。1990年2月，该标准正式成为ISO/IEC 8802.3国际标准。进入21 世纪以来，以太网技术开始应用于工业自动化控制网络。工业以太网交换机是在商用以太网交换机（IEC 8802.3 标准）的基础上研制而成的，适应不同工业控制系统的功能和性能需求，适应各种恶劣环境的高可靠性数据交换设备。
2007 年12 月，IEC 出版了IEC 61158 现场总线第四版国际标准，包括EPA实时以太网在内的9 种类型的工业以太网进入新版标准。它标志着工业以太网技术成为与现场总线技术并列的工业自动化控制系统网络通信解决方案。由于以太网技术标准开放性好，应用广泛，使用透明、统一的通讯协议，以太网将成为工业控制领域唯一的统一通信标准。工业以太网为机器与机器之间的数据通信提供了统一的网络平台，是未来物联网的重要网络基础。工业以太网与商业以太网都符合OSI 模型，但针对工业控制实时性、高可靠性的要求，工业以太网在链路层、网络层增加了不同的功能模块，在物理层增加了电磁兼容性设计，解决了通信实时性、网络安全性、抗强电磁干扰等技术问题。目前工业以太网已逐步应用于电力、交通、冶金、煤炭、石油化工等工业领域中。
二、工业以太网技术应用在教学中的意义
结合我院实际情况，面向轻工行业中的印刷、包装、纺织、塑料等行业的生产现场自动控制，工业以太网仿真教学系统的研究在我系的多个自动化类专业的实际教学中具有很高的应用价值。并且这一领域的知识具有广阔的应用前景，对于学生将来在行业内部就业具有很强的实用意义。作为新兴产业，全球工业以太网行业目前正处于产业发展的导入期，最近十年的增长速度远高于互联网和现场总线的增长速度。
我们选择工业以太网技术来实现教学仿真系统主要是考虑到工业自动控制系统的网络结构发展越来越分散化，同时系统越来越复杂，内部的连接越来越高速化与紧密化，集中控制系统已经不能满足要求。系统细分成了独立的控制孤岛，因此对驱动器和用户接口的需求越来越多。分布式实时控制的前提及其确定性的概念是一种网络技术，其性能至少要高于现行的现场总线。传统的PLC技术不能满足这一要求。在所有的网络技术中，以太网技术是至今最理想的选择，它具有以下特点：
（1）高传输速率，目前到1000MB/s;
（2）高传输安全性和可靠性，集线器技术的确定性:
（3）几乎不需考虑网络的拓扑结构;
（4）传输物理介质:双绞线、光纤、同轴电缆;
（5）集线器的应用可不需考虑网络的扩展;
（6）建立一种标准:一个新的工控总线标准;
（7）与IT连接，“世界标准”的TCP/IP技术的应用;
（8）在整个网络中的随机网络存取技术;
（9）低成本高性能面向未来的开发;
三、POWERLINK成为中国工业以太网推荐性标准
2012年3月7日，国家工业标准委员会工业二部孙维女士宣布《以太网POWERLINK通信行规规范》获批成为中国国家推荐性标准，标准号GB/T-27960，这意味着POWERLINK这一全球范围广泛使用的实时通信技术得到了中国官方的认同和支持，并在全国范围内推荐使用。
POWERLINK通讯技术于2001年由贝加莱公司研发并推向市场，同年成立EPSG(Ethernet POWERLINK Standardization Group)联盟，如今POWERLINK已经成为国际标准（IEC61158和IEC61784-2），并满足工业安全标准IEC61508。全球已有240个机械制造商正在使用POWERLINK技术。
POWERLINK是一个严格且具有确定性的实时通讯软件协议，它完全建立在以太网硬件基础上，现在可实现波特率为1Gbits/s的安全通讯速率。POWERLINK不仅支持PLC，I/O以及运动控制数据的循环通信，同时也支持实时网络节点间的非同步通信，并且专门为这一目的预留有部分网络带宽。
四、基于POWERLINK的工业以太网仿真教学系统从站功能分析
工业以太网仿真教学系统从站是一种处于控制系统最底层的设备,需要有信息输入模块，如模拟量传感器或者是数字量IO输入，还需要有像继电器和机械开关这样的执行机构。但在本设计中由于只是实现POWERLINK网络的正常连接和通讯，所以没有必要花费更多的物力和人力在执行机构上。
仿真教学系统从站设计上主要需要一个主控芯片完成POWERLINK通讯协议，以及控制执行机构以实现POWERLINK主站下发的指令。在主芯片需要一个SRAM芯片做内存之用，以便处理器在处理网络协议的时候可以缓存网络数据。FLASH芯片用于存储部分掉电不能丢失的数据，如主站给从站下发的参数设置，以及一些系统信息等，以便在某个从站出现问题时能在不停掉整个系统的情况下，对其进行及时的更换。作为工业以太网从站，这里需要一个100M/s PHY芯片做网络通讯。最后还需要8个LED灯，以便学生在使用此仿真教学系统做实验的时候，通过眼睛能观察到从站对主站命令的执行情况。
五、从站硬件系统整体结构
硬件原理图的设计上，主要以满足从站设计要求为主，由于设计初衷是选择在FPGA内部放置一个Nios II内核作为核心CPU，对于Nios II CPU来讲需要外挂一片FLASH和SRAM就能作为最小系统工作起来了。所以，器件的设计上不必配备像DDR2这种高速的且必须用FPGA的专用管脚去连接的芯片。系统整体原理框图如图1所示。
图1 仿真教学系统从站原理框图
六、小结
本论文提出并实现了POWERLINK智能从站的硬件设计方案。本文基于Ethernet POWERLINK技术设计出以FPGA（现场可编程门阵列）为基础的POWERLINK智能从站仿真系统，目的是开发出一套对现有的POWERLINK技术平台进行虚拟化仿真教学的系统，以适应高职教育的特点。在教学中，学生可以通过该系统对POWERLINK技术有更加直观的认识和了解。
截至目前，由于时间与技术等诸多因素的限制，本文对基于POWERLINK的工业以太网仿真教学系统的研究工作还只是处于初级阶段。接下来我们要做的是，从站的器件选型、从站的重要器件原理设计、从站软件设计等方面的工作。
参考文献：
[1]中商情报网. 2012年中国工业以太网行业的发展概况［EB/OL］. /news/201204/16/1615395927653.shtml，2012-04-16/2012
