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摘?要 将以太网与现场总线结合，能真正实现工业生产过程的监测、控制、管理与决策于一体的测控管一体化。企业向测控管一体化发展决定了高校实验教学的发展方向，教学功能单一的实验装置远远不能满足实验教学的要求，为顺应自动化技术发展的要求，学院决定投资建设基于工业以太网及现场总线技术的工业自动化网络控制实训中心。
关键词 工业通讯；网络控制；现场总线
中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0158-02
通常，一般企业中，通讯网络可以划分为三个等级：企业级、车间级和现场级。
1）企业级通讯网络。企业级通讯网络用于企业的上层管理，为企业提供生产、经营、管理等数据，通过信息化方式优化企业的资源，提高企业的经营水平。
2）车间级通讯网络。其属于中间级，它能解决并协调不同工段之间的通信，根据通信要求，要求其能够在短时间内传送大量的讯息，并提供控制数据，具备较高的精度及实时性。目前大多数企业都采用工业网络来解决其信息交换和控制的要求。
3）现场级通讯网络。在工业网络中，企业各个厂区分布着这些处在整个网络的底层，其为基本的I/O设备、传感器、变送器、变频与驱动装置等，由于连接的设备的不同环境和要求的不同，需要根据企业实际的要求安装这些设备，这样就给通信网络的建设带来很多困难。目前，大多数企业采用PROFIBUS结构。
1 PROFIBUS结构
PROFIBUS是比较适用于传输中小量的通信数据。由于其允许许多家厂商开发各自的符合PROFIBUS协议的产品，所以具有比较好的开放性，适合不同的硬件，其传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤或无线电磁波。其硬件通常采用逻辑拓扑环。较为熟悉的DP网络就是基于这种存取机制，其中主站周期按顺序同从站交换数据。PROFIBUS网络拓扑结构如图1所示。
按照RS485/光纤和IEC6115-2的定义，PROFIBUS大致分为三类。如表1所列。由于电气特性，PROFIBUS PA（本质安全）应用在防爆领域；FMS较为复杂，多应用于西门子S5系列PLC或第三方控制产品进行通讯。DP以其传输速度快、数据量大以及良好的可扩展性等特点，成为目前广大用户普遍采用的通讯方式。本项目的底层网络采用的正是PROFIBUS DP，其通讯速率为187.5 k～12 Mbps，通常默认设置为1.5 Mbps，通讯数据包为224字节。
图1 PROFIBUS网络拓扑结构
结合本学院的实际情况，工业自动化网络控制实训中心将采用西门子最先进的工业网络控制技术，融合西门子全集成自动化（TIA）的理念。由于学院原有的各个自动化类实验室中的设备均为几年前的产品，当时产品的先进性和技术功能与当今产品相比已有一定的局限性。尤其是在网络的全局性方面差距明显。根据实训中心的建设计划，这部分老的系统将会融入新的系统当中，通过新的布局，将会焕发出新的功能。根据学院的投资情况，工业自动化网络控制实训中心的实验室建设规划如表1：
本实训中心项目利用SIEMENS NET工业通讯网络中的工业以太网及PROFIBUS-DP现场总线，采用两级网络控制拓扑结构。上层采用工业以太网（TCP/IP），用于上位机PC和下位机PLC之间的通讯；底层采用PROFIBUS-DP现场总线，用于下位机PLC主站和从站之间的通讯。
2 小结
工业自动化网络控制实训中心的建设计划将自动化类专业分散在各门基础课程和专业课程中的实验进行适当的整合和优化，并增加新的教学层面，构筑一个层次化实验教学平台。工业自动化网络控制实训中心项目的建设要有特色，要能够体现全集成自动化（TIA）的概念、网络化（不同网络介质、不同网络的融合）、系统化（多层次结构、多站点、不同人机界面等）组成的系统、工程化（面对实际被控对象）等概念，将西门子全集成自动化的概念以形象直观的生产线系统方式展示给教师、学生，增加其感性认识。所有系统实现模块化建设，每一段可形成独立单元的实训系统。建设以过程控制实训系统和运动控制实训系统为对象的综合自动化实训系统，以便学员完成工厂实际自动化项目的设计、编程和组态任务。
参考文献
[1]Jonas Berge著.过程控制现场总线——工程、运行与维护[J].清华大学出版社，2003.
[2]阳宪惠主编.现场总线技术及其应用[J].清华大学出版社，1999.
[3]廖常初编.S7-300/400PLC应用技术[J].机械工业出版社，2005.
关键词 工业通讯；网络控制；现场总线
中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0158-02
通常，一般企业中，通讯网络可以划分为三个等级：企业级、车间级和现场级。
1）企业级通讯网络。企业级通讯网络用于企业的上层管理，为企业提供生产、经营、管理等数据，通过信息化方式优化企业的资源，提高企业的经营水平。
2）车间级通讯网络。其属于中间级，它能解决并协调不同工段之间的通信，根据通信要求，要求其能够在短时间内传送大量的讯息，并提供控制数据，具备较高的精度及实时性。目前大多数企业都采用工业网络来解决其信息交换和控制的要求。
3）现场级通讯网络。在工业网络中，企业各个厂区分布着这些处在整个网络的底层，其为基本的I/O设备、传感器、变送器、变频与驱动装置等，由于连接的设备的不同环境和要求的不同，需要根据企业实际的要求安装这些设备，这样就给通信网络的建设带来很多困难。目前，大多数企业采用PROFIBUS结构。
1 PROFIBUS结构
PROFIBUS是比较适用于传输中小量的通信数据。由于其允许许多家厂商开发各自的符合PROFIBUS协议的产品，所以具有比较好的开放性，适合不同的硬件，其传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤或无线电磁波。其硬件通常采用逻辑拓扑环。较为熟悉的DP网络就是基于这种存取机制，其中主站周期按顺序同从站交换数据。PROFIBUS网络拓扑结构如图1所示。
按照RS485/光纤和IEC6115-2的定义，PROFIBUS大致分为三类。如表1所列。由于电气特性，PROFIBUS PA（本质安全）应用在防爆领域；FMS较为复杂，多应用于西门子S5系列PLC或第三方控制产品进行通讯。DP以其传输速度快、数据量大以及良好的可扩展性等特点，成为目前广大用户普遍采用的通讯方式。本项目的底层网络采用的正是PROFIBUS DP，其通讯速率为187.5 k～12 Mbps，通常默认设置为1.5 Mbps，通讯数据包为224字节。
图1 PROFIBUS网络拓扑结构
结合本学院的实际情况，工业自动化网络控制实训中心将采用西门子最先进的工业网络控制技术，融合西门子全集成自动化（TIA）的理念。由于学院原有的各个自动化类实验室中的设备均为几年前的产品，当时产品的先进性和技术功能与当今产品相比已有一定的局限性。尤其是在网络的全局性方面差距明显。根据实训中心的建设计划，这部分老的系统将会融入新的系统当中，通过新的布局，将会焕发出新的功能。根据学院的投资情况，工业自动化网络控制实训中心的实验室建设规划如表1：
本实训中心项目利用SIEMENS NET工业通讯网络中的工业以太网及PROFIBUS-DP现场总线，采用两级网络控制拓扑结构。上层采用工业以太网（TCP/IP），用于上位机PC和下位机PLC之间的通讯；底层采用PROFIBUS-DP现场总线，用于下位机PLC主站和从站之间的通讯。
2 小结
工业自动化网络控制实训中心的建设计划将自动化类专业分散在各门基础课程和专业课程中的实验进行适当的整合和优化，并增加新的教学层面，构筑一个层次化实验教学平台。工业自动化网络控制实训中心项目的建设要有特色，要能够体现全集成自动化（TIA）的概念、网络化（不同网络介质、不同网络的融合）、系统化（多层次结构、多站点、不同人机界面等）组成的系统、工程化（面对实际被控对象）等概念，将西门子全集成自动化的概念以形象直观的生产线系统方式展示给教师、学生，增加其感性认识。所有系统实现模块化建设，每一段可形成独立单元的实训系统。建设以过程控制实训系统和运动控制实训系统为对象的综合自动化实训系统，以便学员完成工厂实际自动化项目的设计、编程和组态任务。
参考文献
[1]Jonas Berge著.过程控制现场总线——工程、运行与维护[J].清华大学出版社，2003.
[2]阳宪惠主编.现场总线技术及其应用[J].清华大学出版社，1999.
[3]廖常初编.S7-300/400PLC应用技术[J].机械工业出版社，2005.