德国工业4.0的提出,标志着以智能制造为主导的第四次工业革命到来,对烟机设备控制系统的发展产生巨大影响。随着人机交互系统、专家系统、设备的远程监控和操作等技术的应用,烟机设备在实现自动化的同时开始朝着智能化的方向发展。本文以烟机设备中的控制系统为研究对象,在中烟技术中心提出的统一电控平台的基础上,运用快速原型模型的开发思想,结合基于PC的控制技术和Ether CAT通信技术,构建烟机设备的控制系统,为加快统一电控平台的研发进程和实现控制系统智能化的研究奠定基础。首先,本文概述了控制系统的研究现状和发展趋势,分析了国内外烟机设备的控制系统,介绍了中烟技术中心提出的统一电控平台。然后,结合统一电控平台的技术要求和烟机设备的主要控制功能要求,采用“IPC+嵌入式PC”的结构方案,即上位机采用单独的IPC,运动控制器采用德国BECKHOFF的嵌入式PC。同时根据实时性的要求,将系统的功能分为上位机管理模块和下位机控制模块。硬件是系统功能实现的载体,控制系统主要由上位机、主控制器、通讯模块及I/O单元等组成。为实现系统的功能,确定了控制系统的总体硬件框架,设计了系统的主要控制模块,在对比分析典型工业实时以太网技术的原理和性能上,确定了设备间的通讯方式。分析和测试了上位机与Twin CAT软PLC、上位机与Oracle数据库通信的原理和方法,编写下位机的PLC控制程序,采用VC++开发控制系统的上位机管理模块,包括软件架构、人机界面、部分功能界面的实现等。将专业数据库运用于控制系统中,来实现数据的存储、分析和处理。最后,在实验室硬件平台的基础上,进行了伺服电机控制、温度控制和数据库通讯等实验,验证了本文研究的控制系统能够满足伺服电机的控制、I/O端子输入输出的控制以及与数据库通讯等功能的要求。