当今，信息技术飞速发展，越来越多的工厂、企业、学校、政府机关等实现了信息化，这其中制造业信息化，一直是我国政府大力进行扶持发展的重中之重。提高我国制造业信息化水平，实现管理控制一体化，降低运营成本提高产品质量，增强企业的市场竞争力，是我国大部分企业面临的非常急迫的任务。目前世界几大著名厂商都有成熟的产品来进行制造业的信息集成以及生产过程控制，所有这些系统通信的主要架构基本都是以现场控制层的现场总线和监控与管理层的以太网实现。由于利益关系，目前国际公认的现场总线标准主要有8种，各个标准的产品互相难以兼容。一旦购买使用某一厂家的系统，后续的设备升级改造都将产生依赖性，费用也居高不下，十分不利于用户。 现在随着工业以太网技术的进步，其实时性和确定性已经达到或者超过现场总线的水平，基于工业以太网的现场控制设备也逐步进入市场，并取得了令人瞩目的应用成果。以太网有许多优点，比如通信速率高，有利于系统集成，实现管控一体化，通信标准统一，有利于市场各商家生产具有高度兼容性的产品，这样就可以克服多种现场总线标准无法统一的弊病。 本文第一章介绍过程控制系统发展的历史和现状、基本的控制系统概念以及工业以太网的相关情况；第二章从实际项目出发，介绍了实验室开发的基于以太网的生物过程控制系统设计，软硬件平台选择，系统总体功能和本人的主要实验室工作。第三章详细介绍了发酵罐温度串级控制的实现，从输入测量、控制量计算以及控制量输出三个方面展开，同时还讲解了具体运用中需要注意的几个问题；第四章详细的介绍了嵌入式工业以太网在发酵过程控制系统中的应用，包括Socket通信和Modbus/TCP协议的嵌入。第五章，讲述IEC61131-3国际编程标准在ARM WindwsCE平台软PLC的应用与设计，以目前实验室的课题研究位基础，介绍以一个全部由工业以太网进行通信的过程控制系统设计方案，具有标准性，开放性，互操作性等符合当今控制系统发展趋势的特点。