工业自动化毕业论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇工业自动化毕业论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

电气自动化毕业论文开题报告范文(一)

摘要：我国自动化技术发展非常迅速，在冶金业中的应用我国已经自主开发出了具有世界领先水平的核心控制软件。本文从物联网技术、数学模型、自动化系统的集成与创新以及能源管控一体化对冶金工业自动化技术作了更深入的分析。

近些年我国自动化专业技术的发展得到了很大的成就，已经被推广至制造业的应用中。并且基于计算机技术的自动化技术应用在经济效益和社会效益中有很显著的成果。本文主要以冶金工业自动化技术为主进行分析。

物联网技术在冶金企业中的应用

继计算机、互联网与移动通信网之后，物联网被认为是世界信息产业的第三次浪潮，其具有广阔的发展前景。但是目前对物联网的研究也仅仅停留在概念阶段，物联网在冶金工业领域的应用存在很多问题，主要表现在以下两个方面：

(1)研制生产关键特殊传感器――工业用传感器。工业传感器能够对物体的状态和变化进行测量或者感知，并将其转化为计算机能够处理的电子信号。工业自动检测和自动控制实现的首要环节就是研制生产工业用传感器。在现代工业自动化生产中，必须注重自动化生产过程中的各个参数的监视和控制，从而确保设备能够正常工作，并且使产品的质量达到最佳效果，而对各个参数的监视和控制就是通过各种传感器来实现的。因此，质优价廉工业传感器有助于现代化工业生产体系的构建。

(2)通过工业无线网络技术布局和建设工厂传感网。工业无线网络将传感器技术、现代网络及无线通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术等结合起来，它是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状网络。继现场总线之后，工业无线网络技术是工业控制系统领域又一热点技术，它能够使工业测控系统成本得以降低并且能够使工业测控系统应用范围得以提高电气自动化毕业论文开题报告范文电气自动化毕业论文开题报告范文。工业无线网络技术引起许多国家学术界和工业界的高度重视。

过程控制数学模型在冶金自动化中的应用

冶金自动化的不断突破是离不开数学模型的。如果把数学模型这项技术掌握了，就拿到了自动化的主动权和话语权。因此，要想生产国家急需的钢铁产品，就需要高水平的自动化技术做支持，而发达国家在自动化技术发展上比较成熟，他们为了某种目的是不会将其高端技术转让出去的，他们所转让的技术基本上都是过时的要不就是有条件限制的技术。到目前为止，我国的冶金自动化已经发展到一定的水平，开展高端冶金自动化领域数学模型的自主创新条件基本成熟，能够满足市场的广泛需求。另外，我国已经构建了一个富有技术创新能力的团队，为数学模型的自主创新创造了良好的基础条件。数学模型是对象表征的控制，是对象可执行的表述，数学模型与信息技术、工艺能力以及自动化技术进行有机结合，从而使得数学模型的优势更能充分的发挥出来，因此，数学模型通常被称为自动化与信息化的核心技术。我国钢铁工业要想生产出国民经济发展需求的钢材品种，就需要建立高可用性和高精度的数学模型。高可用性和高精度的数学模型能够确保产品的质量以及节能效果，促进产品可持续发展电气自动化。

过程控制数学模型在国内钢铁行业的应用与发展，目前还刚刚起步，方兴未艾，随着需求的发展，未来的数学模型还有着极大的发展空间。从现在起，形成社会的关注，这对数学模型的未来发展，会起到一定的积极作用。打破数学模型的神秘感。相信自己的力量，鼓足自己的信心，模型应用从低级向高级逐步发展，不断积累技术，不断培养人才，踏下心来，抓上几个项目，就一定能搞出名堂来，收到明显的经济效益与社会效益。发展以数学模型为核心的自动化技术，是落实科技创造未来的具体体现，也是我国钢铁工业实现新的腾飞的助推器。在过程控制数学模型的研发与应用上，要实现重点突破，开发出有中国特色的数学模型产品与技术，走出一条研制一批，储备一批，生产一批以科研促生产、以生产出产品、以产品保应用的新的可持续发展之路来。

以国产化创新型产品与技术为核心的自动化系统的集成与创新

目前，我国冶金工业自动化系统的建设，许多都处于开环控制或局部闭环控制阶段。而要实现真正意义的自动化系统的集成与创新就要在全过程方面实现真正的闭环。当然，这还要涉及到有关执行机构、检测单元等方面的支持与配合。其核心是国产化的技术与产品，并广泛采用国内外其他先进技术做支持，以保证整套系统的品质与质量。如果仍然还是停留在实现局部闭环控制上，就不能真正称之为系统的集成与创新。以国产化创新型产品与技术为核心的自动化系统的集成与创新是在控制系统、控制工程设计和组态软件、工业通信网络、制造管理和执行软件等多方面的基础上，通过集成与优化，实现真正意义上的生产管控一体化和生产过程控制智能化。

能源管控一体化建设

冶金工业是耗能大户，能耗将制约冶金工业的发展，我国冶金工业也正面临着由粗放型向精细化转型电气自动化毕业论文开题报告范文工作报告。以耗能来核定产能，或许将成为可能。所以整个冶金工业的节能降耗、低碳减排工作十分繁重，利用自动化技术来实现降低能耗，是冶金工业节能减排、实现绿色工厂的重要手段之一

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冶金企业能源管控一体化建设，如果只停留在数据采集阶段，那么意义不大。这也是目前已经普遍实现的事实。针对冶金工业能源管控的特点，一是耗能大户，二是在冶金生产过程中，又伴生出大量的可燃性气体，如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。所以能源管控的工作重心是能源使用管理的优化、二次能源的安全合理使用、多种能源介质统一平台操作、改变传统的能源计量方式以及能源安全管理预警等。能源管控中心建设的特点是控制模型和管理模型的融合。

参考文献：

[1]郭雨春，陈志，王昊宇.冶金自动化发展的策略与思考[J].自动化博览，2015，(S1).

[2]冶金自动化技术发展趋势[J].山东冶金，2015，(S1).

电气自动化毕业论文开题报告范文(二)

摘要：企业行政管理效率的高低将直接影响企业的各项工作的开展。行政管理工作涉及面广，综合性强，行政管理人员必须把学习作为一项重要任务，做到理论联系实际，在实践中增长才干，同时发扬务实求实，注重实效的作风。努力健全企业规章制度，不断提高企业行政管理效率，进而为企业的长远发展奠定基础。本文探讨了企业的行政管理工作方法电气自动化毕业论文开题报告范文电气自动化毕业论文开题报告范文。

做好现代企业的行政管理工作，有利于合理分配人力物力资源，提高员工工作积极性，降低企业的资源浪费，提升企业的经济效益，进而促进企业的高速发展，扩大企业的生产规模，对企业的意义极大，要合理解决这一问题，就需要我们从各方面出发，对管理人员、管理部门、管理制度进行合理的优化，从而提高整个行政管理的效率。

企业行政管理的意义

有利于增强企业适应经济社会发展的能力

各企业的顺利发展都会为我国的经济发展做出贡献，在改革开放以来，我国的经济取得了迅猛发展，这为企业的发展既带来了机遇也带来了挑战。目前，每个企业都在加强与有效落实我国各项经济战略思想与战略任务，而这些思想与任务都要通过企业的行政管理来推动。各企业只有合理设置行政管理制度、结构体制，有效加强行政管理工作，才能改变以往企业行政管理部门无章可循的现象，才能激发行政管理部门的工作人员的工作热情，使他们深入基层，了解各部门的工作流程与业务范围，从而制定出符合企业发展需要的各项管理方法与规章制度

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企业各部门在行政管理部门的沟通与协调下，也会始终处于良性的运作状态，这样可以使企业更好地适应形势发展的需要，推动企业自身的经济发展。

有助于促进企业自身的发展和我国经济的发展

经济的发展给企业行政管理带来诸多的问题与困难，这些问题与困难都在一定程度上阻碍企业的发展电气自动化毕业论文开题报告范文工作报告。为了使企业更好地适应现阶段新形势的发展，各企业都会加强行政管理行，以增强企业的核心竞争力。企业加强行政管理，努力同相关部门及协作单位建立良好的沟通合作关系，给企业自身提供良好的发展空间和稳定的内外部环境，扩大企业的发展模，使企业做强做大。此外，加强行政管理通过各种方法解决企业员工在工作上遇到的一些难题和生活中遇到的困难，通过人性关爱，使员工感受到单位的温暖，从而提升他们的奉献精神，使他们快乐的融入到企业这个大家庭中，并自觉为企业贡献自己的力量，从而保障企业健康和谐的发展，也推动了我国社会经济的整体发展。

提高企业的行政管理工作的方法

建立有效的行政管理模式

企业良好运行的关键是保持行政管理工作的合理性。所以，选择和设计符合企业内外特点的组织机构是保证行政命令贯彻的重要前提。因此，合理选择与设计行政组织机构与行政管理科学化密不可分，实施企业的规范化管理，必须坚持科学性和实用性的原则，合理建构企业的行政管理部门，强化企业的内部管理职能，将行政与管理合理有效的进行结合，建立有效的行政管理模式。

坚持科学合理的企业管理方法

企业的行政管理部门要根据企业自身的实际情况建立和完善企业的绩效评估、目标管理和成本核算等制度。同时在企业运行的过程中，建立完善的绩效评价标准，形成公平、竞争的平台。这个平台上充满竞争、激励、开放、交流的特征，管理者不完全控制员工做事情的方式，而去衡量做事情的结果。对于企业项目建设，进行科学化的管理和监督。高度重视成本预算，合理进行预测。科学地对管理人员和员工的工作业绩进行衡量，充分提高企业的运行效率。

加强企业行政管理的沟通与协作

在企业运行过程中，加强各个环节之间的沟通非常重要。沟通包括纵向沟通和横向沟通。纵向沟通分为与上级领导、下属、部门沟通。与上级沟通，要充分领悟上级领导的表述或潜在的含义，明确问题的实质，同时要将自己和下级部门的观点清晰地传达给上级领导。要有较好的观察分析能力和表达能力，方能与上级领导步调一致，行之有效地开展工作电气自动化毕业论文开题报告范文电气自动化毕业论文开题报告范文。与下级沟通，主要是执行上级领导的决议以及收集下级部门各项信息，需要有较强的组织能力和灵活的变通能力，缓解可能出现的矛盾和分歧。横向沟通包括与企业内部相关职能部门、与关系企业的窗口部门和外界媒体及政府机关的沟通等，务必真诚、谦虚、谨慎，为企业争取良好的外部环境。在管理实践中坚持以沟通协调为纽带坚持以人为本，营造融洽的人际关系，协调各方面的利益，加强协作，提高经济效益。

创新企业行政管理体制机制

当前，要想更好地应对企业之间的激烈竞争，创新企业行政管理体制机制非常重要。由于受到传统计划经济体制的影响，我国企业行政管理制度还不够完善。要想适应当前社会的发展，就必须进行行政管理制度改革，制定出适合当前运营状态，且能够提高员工工作效率的行政管理制度。首先，要积极健全企业行政管理领导体制。一个企业要想获得发展，就必须拥有完善的行政管理领导体。制定一套符合企业自身实际情况的监督体制，以确保监督各部门的实际工作情况，使得各部门各司其职，各负其责；其次，积极完善企业行政管理中的其他规章制度。良好的企业管理制度一定会保证企业健康有效的发展。企业要想取得发展就必须重视企业行政管理制度的建设。通过制度建设正本清源，成为企业员工明确遵守的信条，从而保证企业经济效益的不断提升。

提高企业行政管理部门的人员素质

行政管理部门拥有优秀的有素质的人才是企业健康发展的需要，是企业提高竞争能力的基石。企业中的行政管理人员一定要具备较高的素质和熟练的业务水平，因此，企业应当完善行政管理人员的招聘机制，尽可能的选拔一批优秀的行政管理人才来企业工作。加大对现有行政管理人员的培训力度，以提升行政管理人员的整体素质。首先，提高企业员工的服务意识。企业行政管理部门的意义就是服务于企业，行政管理部门是否能够与企业的企业部门密切的合作。因此，要不断提高企业行政管理人员的服务职责，保证企业行政管理工作的顺利开展；其次，加强对企业行政管理人员的培训。企业可以根据自身的条件让企业行政管理人员到兄弟企业或者国外企业进行培训和学习，提高自身的能力；再次，企业行政管理团队的建立务必要选用德才兼备的管理人才，在选取过程中要务必保证过程透明化，这样才能保证管理队伍的整体素质。

加快企业行政管理工作信息化的进程

企业行政管理工作应着眼企业信息化的发展的需求和趋势，推进信息化建设，使其成为企业发展的强大推动力。首先，通过办公自动化、ERP等软件逐步实现网上办公，借助于无线上网的笔记本电脑、平板电脑、智能手机等随身携带的终端设备，只要在网络信号覆盖的任何地方、任何时间均可上网办公、处理事物电气自动化毕业论文开题报告范文工作报告。也就是说，办公地点不固定在办公室，而是在网络覆盖的任何地方。这种改变将使企业行政管理人员的工作方式更为方便、工作效率得到极大提高

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其次，引入可视电话、可视聊天等网络工具办公。可视、语音等网络工具可以使上级公司与下级公司、上级与下属可以实现网上会议，既节约时间，彼此之间又实现了广泛的互动。另外，网上点播电视、远程教学、远程医疗、电子图书馆、电子博物馆等也可逐步引入企业行政管理领域，成为企业行政管理工作的一部分。

总之，企业行政管理效率的高低将直接影响企业的各项工作的开展。行政管理人员要有丰富的理论水平、业务水平，必须把学习作为一项重要任务，并紧密同工作结合起来，这样企业的行政管理工作才能杂而不乱，有序的进行。

参考文献：

[1]马蔚然.论企业行政管理职业化[J].企业导报.20XX(17).

[2]康音.关于企业行政管理改革相关问题的探讨[J].东方企业文化.20XX(18).

[3]毛慧娟.浅析新时期企业行政管理的重要性及创新路径[J].经营管理者.20XX(17).

[4]郑斌.关于企业行政管理工作定位和发展的审视[J].管理科学20XX年第5期.

电气自动化毕业论文开题报告范文(三)

供应链管理中战略合作伙伴选择问题研究

随着经济全球化和知识经济时代的到来，无国界化企业经营的趋势越来越明显，整个市场竞争呈现明显的国际化和一体化。竞争也不再是企业与企业之间的竞争，而是供应链与供应链之问的竞争，为了使企业在市场竞争中立于不败之地，必须对供应链战略合作伙伴进行科学的评价与选择，从而保证整条供应链的效率和稳定性，使企业在激烈的竞争中保持自己的竞争优势。

为了提高市场竞争力，保持不败之地，企业积极寻求新的管理模式，供应链管理下战略合作伙伴关系应运而生。处于竞争日益激烈的商业环境，为降低生产成本，降低库存，改善产品的质量，战略合作伙伴的选择尤为重要。本文通过对对供应链管理中战略合作伙伴选择中潜在的问题分析，提出战略合作伙伴选择相应的对策及方法，进而更好的选择供应链战略合作伙伴。

Abstract

Withthecomingofeconomicglobalizationandtheeraofknowledgeeconomy，enterpriseoperationwithoutnationalboundariesisbecomingmoreandmoreapparent.Thewholemarketcompetitionalsopresentsobviousinternationalizationandintegration.It'samongthesupplytrainswherethecompetitionlies，notjustamongtheenterprise.Inordertokeepintheinvinciblepositioninthecompetition，theenterprisemustselectandevaluatethestrategicpartnersscientifically，consequentlykeepingthesupplychainstableandefficient，alsoholdingtheadvantageoftheenterpriseinthefiercecompetition.

Inordertoimprovethemarketcompetitivepower，keeptheinvincibleposition，theenterprisestoactivelyseeknewmanagementmode，supplychainmanagementstrategypartnerrelationsarisesatthehistoricmoment.Intheincreasinglycompetitivebusinessenvironment，toreducetheproductioncost，reduceinventory，improvethequalityoftheproducts，strategicpartnerselectionisparticularlyimportant.Thisarticlethroughover-indulgenceinsupplychainmanagementstrategicpartnersinthechoiceofapotentialproblemanalysis，proposedthestrategiccooperationpartnerschoosecorrespondingcountermeasuresandmethods，andthenbetterchoicesupplychainstrategiccooperationpartners.

Keywords：SupplyChain；Supplychainmanagement；Supplychainstrategypartnerselection；Supplier；Competition

绪论

本文的选题背景

世纪90年代以来，由于科学技术的不断进步和经济的不断发展、全球化信息网络和全球化市场的形成，围绕新产品的市场竞争日趋激烈。技术进步和需求多样化使得产品周期不断缩短，企业面临着开发新产品、缩短交货期、提高产品质量、降低生产成本和改进客户服务的压力。这些压力归根到底是要求企业对市场做出快速反应，源源不断地开发出消费者需要的个性化产品去占领市场以赢得竞争。

世纪全球竞争主要有以下几个特点：(1)信息技术飞速发展和信息资源利用要求的提高；(2)产品研发提升到企业竞争的重要地位；(3)全球化市场的建立和无国界竞争的加剧；(4)用户个性化、多样化需求的出现；(5)全球化技术支持和售后服务。而企业也面临着挑战：(1)缩短产品研发周期；(2)降低库存水平；(3)缩短交货期；(4)全球性技术支持和售后服务；(5)可持续发展的要求；(6)用户的要求越来越苛刻。在这科技迅速发展、世界竞争日趋激烈、客户需求不断变化、企业面临的压力日益增加的形势下，传统的纵向一体化的模式暴露出了许多缺陷，它增加了企业的投资负担，迫使企业从事自己并不擅长的业务，导致了在每个业务领域都直接面临着众多的竞争对手，增加了企业的风险。

在这种情况下，一种全新的管理模式横向一体化的管理模式应运而生，它使企业集中自己的核心优势，就是利用企业外部资源迅速响应市场需要，只抓企业发展中最核心的东西：产品方向和市场。至于生产，只抓关键零部件的制造，甚至全部委托其它企业加工。例如，福特汽车公司的Festival车就是由美国人设计，在日本马自达工厂生产发动机，由韩国的制造厂生产其他零件和装配，最后在美国市场上销售。制造商把零部件生产和整车装配都放在了企业的外部，这样做的目的是利用了其他企业的资源促使产品快速上马，避免自己投资带来的基建周期长等问题。赢得了产品在低成本、高质量、早上市等诸方面的竞争优势电气自动化毕业论文开题报告范文电气自动化毕业论文开题报告范文。如何选择与自己企业最合适的战略合作伙伴也说成了一个新的、炙手可热的研究课题。

本文研究的重大意义

供应链战略合作伙伴关系形成于供应链中为了特定的目标和利益的企业之问。形成的原因通常是为了降低供应链的总成本、降低库存水平、增强信息共享、改善相互之问的交流、保持战略合作伙伴相互之间操作的一贯性、产生更大的竞争优势，以实现供应链节点企业的财务状况、质量、产量、交货期、用户满意度和业绩的改善和提高。显然，选择了合适的战略合作伙伴必然将使核心企业在很多方面产生一系列在传统的纵向一体化管理模式申所无法比拟的巨大优势，从而提高了整个供应链的竞争能力电气自动化毕业论文开题报告范文文章电气自动化毕业论文开题报告范文出自http：//gkstk.com/article/wk-4474847554091.html，转载请保留此链接！。然而，如果选择了不合适的供应链战略合作伙伴，所带来的破坏性也是十分巨大的。因此，对供应链战略合作伙伴的选择问题进行深入的研究和探讨是具有重要的理论意义和现实意义的。

本文研究的主要内容及结构

本文以现代供应链管理理论为基础，使我们更清晰的了解供应链战略合作伙伴关系选择的重要性，选择合适的战略合作伙伴能够提高整个供应链的竞争能力。通过分析来看供应链战略合作伙伴关系建立的益处与风险，进一步了解供应链管理中战略合作伙伴选择问题的现状，进而更好的进行供应链战略合作伙伴的选择，挑选出最合适的供应链战略合作伙伴。

从结构上看本文分成五章。

第一章：绪论

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介绍选题的背景和意义以及本文的主要工作电气自动化毕业论文开题报告范文工作报告。

第二章：简单介绍供应链管理的相关的理论知识。

第三章：供应链战略合作伙伴选择问题的意义及必要性。

第三章：研究分析供应链管理中战略合作伙伴选择问题中的潜在风险。

篇(2)

关键词：PROFIBUS；通讯协议；系统结构；PROFIBUS 网络设计

中图分类号：TP273 文献标识码：A

1 概述

PROFIBUS（PROCESS FIELD-BUS）诞生于1987年，1989年被立项为德国国家标准DIN19245、91、92、93、95年，PROFIBUS-FMS（DIN 19245，第1，2部分）-DP（DINl9245，第3部分）和-PA（DINl9245，第4部分）先后被批准实施。1996年3月，PROFIBUS被CENELEC-欧洲电工标准化委员会批准为欧洲标准EN50170（第2卷）。它以每年20-30％的惊人速度发展，目前全世界PROFIBUS设备安装总数已达200多万台，由200多家企业生产的PROFIBUS产品已达1600多种以上，应用实例多达20多万个，总投资达45亿多美元。在我国，相应的组织机构是CPO-China PROFIBUS Organization，成立于1997年7月3日。国内为数众多的企业运用PROFIBUS-DP成功地实现了从食品、机械、楼宇、烟草、钢铁、电站直至环保工程的自动化，并取得了明显的经济效益。

在现场级（Field Level）的现场设备与控制室内的自控装置之间进行的串行数据传输通讯的数据总线系统，称为现场总线系统（Fieldbus Systems）。现场总线技术推动了现场智能设备和智能仪表的发展，使传统DCS系统和PLC系统与现场总线融合于一体，不仅形成了一个信息网络技术、全集成自动化系统，还推动了以现场设备为基础形成的网络集成式全分布控制系统 FCS 的出现、发展和广泛应用。目前在全球范围内被广泛认可的现场总线系统包括：PROFIBUS、FF、ControlNet、PROFINET、PNET等十大总线系统。

2 PROFIBUS 现场总线的自动化系统结构

2.1PROFIBUS 现场总线通讯协议

PROFIBUS协议满足ISO／OSI网络化参考模型对开放性现场总线系统的要求，构成从传感器／执行器、现场级、单元级直至管理级的透明的通讯系统。根据EN50170，它有三个成员或三种类型，即FMS、DP、PA，分别适用于不同的领域，这三种类型均使用统一的总线访问协议。

1.PROFIBUS DP：在参考模型中，使用第1、2层和用户层。主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于工厂与楼宇自动化中场级之间的高速数据通讯。

2.PROFIBUS PA：电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中本质安全要求的放爆场合，是PROFIBUS-DP向现场的延伸。

3.PROFIBUS FMS：使用参考模型中的第1、第2和第7层，定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换，可提供34种FMS服务，实现对变量的访问、程序调用和运行控制及事件管理等。

2.2PROFIBUS 现场总线的自动化系统结构

PROFIBUS 现场总线的控制系统分成现场控制层、监控层和企业管理层三层。

2.2.1 现场控制层

现场控制层由现场智能设备、现场智能仪表、远程I/O 和网络设备构成。现场控制涉及PROFIBUS 协议PROFIBUS-DP 和PROFIBUS-PA 两个部分。

（1）PROFIBUS-DP 是高速网络，通讯速率达到12M。PROFIBUS-DP 可以连接远程I/O、执行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备， 一条PROFIBUS-DP 总线可以最多连接123 个从站设备。PROFIBUS-DP 的拓扑结构可以是总线型、星型和树型，通讯介质可以是屏蔽双绞线、光纤，也支持红外传输，采用双绞线时，不加中继器最远通讯距离可达1.2 公里，最多可以采用9 个中继器，最远通讯距离可达9 公里。采用光纤时，最远通讯距离可达100 公里以上，其中采用多膜光纤，两点间最远距离可达3 公里，采用单膜光纤时，两点间最远距离可达3 公里。

（2） PROFIBUS-PA 是低速现场级网络，通讯速率为31.25kb/s，支持点对点连接、总线型、混合型、树型拓扑结构。PROFIBUS-PA 主要用于连接现场智能仪表，如压力、温度、液位、流量等变送器及其执行机构等。可以采用屏蔽双绞线电缆，也可采用非屏蔽双绞线电缆，可通过总线供电。

2.2.2监控层

监控层由高速工业以太网以及连接在总线上的担任监控作务的工作站或显示操作站、工程师站、PLC/DCS 控制器组成。随着网络技术的不断发展，工业以太网的通讯速率也在不断提高，目前工业级的千兆以太网已经在工业自动化领域大量应用。

2.2.3企业管理层

企业管理层由各种服务器和客户机组成，主要由SIS、MIS 和ERP 系统构成。其主要目的是在分布式网络环境下，将各工艺段（例如DCS 系统、辅助程控系统等）的数据和信息（如过程数据、报警信息和设备状态等）进行汇总，从而集成企业的各种信息，实现与Internet 的连接，完成管理、决策和商务应用的各种功能。通过管理层，公司和集团领导可以实时监控现场设备，并通过授权还可以对各系统进行组态。

3 PROFIBUS 现场总线系统的优点

3.1开放性

PROFIBUS 是一个完全开放的、与制造商无关的、无知识产权保护的现场总线标准，全球有超过250 家公司可以生产超过2000 种支持PROFIBUS 的系统和设备。PROFIBUS 的开放性保证了不同制造厂商的产品的互连。例如西门子公司的DCS 或PLC 可以通过PROFIBUS 连接第三方的远程I/O、智能设备和仪表，这些连接只需要产品制造商提供相应的GSD文件或EDD 文件，然后进行简单组态即可实现。目前国际知名的自动化系统制造商如：SIEMENS、ABB、EMERSON、FOXBORO 等和知名的仪表制造商如：SIEMENS、EMERSON 等都可以提供丰富的支持PROFIBUS 的产品。知名的PLC 品牌如：SIEMENS、MODICON、AB 也都支持PROFIBUS 总线。

3.2可靠性

PROFIBUS 现场总线已安装运行节点数超过1000 万个，大大高于其它现场总线系统，它是IEC61158 的重要组成部分，并于2001 年成为中国的行业标准JB/T 10308.3-2001。PROFIBUS 的可靠性表现在以下几个方面：

1．PROFIBUS 总线上的数据传输是完全基于数字信号实现的，这样可以大幅提高信号传输过程中的抗干扰能力。

2．采用PROFIBUS 总线直接连接现场智能设备，可以减少大量接线点，减少了由于接线不牢或接线不规范引起的故障。

3．PROFIBUS 连接智能设备，减少了A/D 转换的环节，提高了自动化系统的采集精度，为精确控制提供保障。

4．PROFIBUS 上各设备的连接非常简单，并可以通过专用剥线工具和PROFIBUS 接头，减少接线风险；同时PROFIBUS 接头可以保证总线上任何一个节点故障不影响系统通讯。

5．支持冗余总线系统，提高系统可靠性。

3.3扩展灵活

采用PROFIBUS 总线结构的控制系统，扩展非常方便灵活，主要表现在以下几个方面：

1．拓扑结构灵活，可以支持总线型、星型、树型、冗余环型等多种拓扑结构。

2．支持光纤和双绞线作为通讯介质，采用多模光纤时，两个光电模块间的距离可达3KM，采用单模光纤时，两个光电模块间的距离可达26KM；采用双绞线不加中继的最远通讯距离可达1KM，采用中继时最远可达9KM。

3．一条PROFIBUS-DP 总线最多可以连接123个DP从站，所有满足PROFIBUS-DP通讯规约的设备都可以连接到系统中。目前全球有超过1200 家公司可以生产超过2000 种支持PROFIBUS 的产品，因此具有很强的开放性和可扩展性。

4．提供多种接口设备，用于将冗余DP总线转换成单DP总线和将冗余DP总线转换成PA总线，可以将DP 总线转换成Asi 总线等，非常便于扩展。

5．PROFIBUS 同时可以支持PROFIsafe 协议，一条总线上既可以传输标准数字信号，也可以同时传输故障安全的信号。

6．提供可用于危险领域的接口模块，可以支持在危险区域的应用。

3.4实时性

采用PROFIBUS 总线的系统具有很高的实时性，这是由PROFIBUS 总线系统的数据传输速率高所决定的。PROFIBUS-DP 总线的传输速率可达12M，是目前通讯速率最高的现场总线。

3.4.1PROFIBUS-DP 总线的响应时间

计算PROFIBUS-DP 总线的响应时间可以按下面的计算公式进行计算：

t Cycle_DP = （317 x （nSlaves） + 11 x （nBytes） ） x Tbit

317 是一个常数，表示一个DP 从站建立通讯连接所需的数据位；

第一个N 表示整个PROFIBUS-DP 总线上的从站数量；

第二个N 表示整个PROFIBUS-DP 总线上传输的数据总数，单位为字节。

如果总线系统中还有PA 总线，则PA 总线的响应时间为：

t Cycle_PA-channel = （317 x （nSlaves） + 8 x （nBytes） ） x Tbit

整个PROFIBUS-DP 系统的响应时间为：

t Cycle = t Cycle_PA-channel + t Cycle_DP + t Acylic

3.4.2PROFIBUS 总线系统的实时性

从上面的公式可以看到，一个典型的通过PA 总线连接的智能仪表的响应时间为10ms；

一个典型的通过PA 总线连接的执行机构的响应时间为15ms；

一个PROFIBUS-DP 从站的响应时间

4 PROFIBUS 现场总线系统的应用设计

4.1进行PROFIBUS 网络设计需考虑的问题：

1．需要什么样的网络功能

2．是否用于过程自动化

3．是否需要安全协议

4．是否通过总线连接驱动设备等

5．是采用4-20 mA， 4-20mA/HART? 还是采用数字设备

6．通过PA 还是通过DP 连接

7．用于安全领域还是危险区域

8．现场需要多长的电缆，长度限制是多少

9．需要哪些过程数据（是否需要设备状态信息

10．需要什么样的DP主站接口，接口有什么样的限制

11．DP 从站有什么样的限制

12．要求的网络响应时间是多少

13．DP 响应时间

14．PA 响应时间

4.2系统结构方案的制定

4.2.1根据用户的需求制定方案

当用户的要求清楚之后，就可以根据用户的需求设计一套适用的解决方案。以油田地下水处理程控系统为例来简单说明。

油田地下水处理系统由预处理系统、化学处理系统、物理氧化系统、酸碱系统等构成，主要工艺设备包括降温塔、多级分理罐、氧化池、酸碱池、风机、水泵、交换器等，主要测量仪表包括温度变送器、压力变送器、差压变送器、液位计、流量计、酸度计、碱度计、硅表、钠表、浊度计等；另外还有大量的气动隔膜阀、电机等。对于这样的系统，我们可以采用PROFIBUS 总线来完成监控任务。

用远程I/O 加智能DP/PA 仪表的方式来实现时，采用IP65/67 防护等级的ET200X 远程I/O 采集过程及设备的参数，把ET200X 直接安装在现场，同时ET200X 提供模块化的交换器阀模块和马达模块，集中监控气动隔膜阀、交换器和小电机（3KW）。其他的风机、泵机、通过SIMOCODE 连接到PROFIBUS-DP。所有的仪表（温度传感器除外）都通过DP 或PA 总线连接到系统中。

4.2.2 系统结构

根据上述分析考虑设计的系统结构如下图所示：

4.2.3系统结构特点

采用PROFIBUS-DP 的系统结构非常简洁，并具有以下特点：

（1） 设备状态信息监视；

（2） 基于设备状态的检修；

（3） 仪表控制室集中校验；

（4） 采用智能马达控制器，简化电控柜接线，并可监控电机启停次数；

（5） 节省大量电缆；

（6） 真正分布式控制；

（7） 采用阀岛模块可以实现气动革膜阀的集中控制，节约压缩空气；

（8） 缩短安装周期，提前投入运行等。

5 PROFIBUS 现场总线系统的应用现状分析及发展前景

5.1应用现状

PROFIBUS-DP 是由国际知名的自动化公司，如：SIEMENS、ABB 等公司研发的，完全是为了满足工业自动化领域应用的现场总线系统，并且在各行业特别是冶金、石化、市政等行业都有很多应用。对一个自动化程度非常高的行业，如主机DCS 系统、脱硫DCS 系统以及主要辅机程控系统，这些系统都存在可靠性要求高、监控设备和对象多而复杂、实时性要求高等特点。特别是主机DCS 系统，涉及数百台压力和差压变送器，数百台电动或启动执行机构，数百个温度测点，系统要进行复杂的闭环控制、串级控制、三冲量控制、比率控制，要进行设备连锁控制，要进行复杂的锅炉燃烧管理、机炉协调控制。所有这些都需要有高可靠性的控制系统来保证整个生产过程的安全、稳定、可靠运行。随着现场总线技术的出现以及日臻成熟和企业信息化要求的提高，基于PROFIBUS现场总线的控制系统将为各行业自动化系统提供更好的选择。

目前基于现场总线的控制系统应用还受到一定的制约，主要问题包括以下几个方面：

1．支持现场总线的智能设备造成初期投资的提高；

2．有些设备和仪表不带总线接口；

3．哪些设备、仪表信息可以传送；

4．系统结构如何变化，如何构筑一个基于现场总线的控制系统；

5．通讯是否可靠；

6．设备选型的局限性等。

造成硬件成本升高的主要因素是自动化系统设备成本提高约10%，PA仪表成本升高约10%。但是可以大幅减少电缆桥架、控制电缆等附件的费用，同时可以大幅降低安装施工和自控系统的安装调试费用，缩短工期。

目前带总线接口的仪表、执行机构、变频器、智能马达控制器、阀门定位器等的选用，条件已经成熟，因为很多知名的仪表、设备制造商如：SIEMENS、ABB 等都可以提供多种可供选择的成熟的带总线接口的系统和设备，价格也越来越与常规智能设备接近。而且基于HART 协议连接变送器的结构已经在很多自动化系统中获得应用，在集中校验、提高采集精度等方面取得用户的好评。而现场总线是比HART 协议更全面的总线，因此具有更好的应用前景。

5.2发展前景

对于油田的改造系统，例如长庆油田、克拉玛依油田等，由于存在大量采用非智能仪表和执行机构，全面更换、更新可能性很小，对于这样的系统更新，PROFIBUS现场总线也可以提供很好的解决方案。可以采用远程I/O 的方式，通过常规I/O 模块采集非智能仪表的信号，然后通过PROFIBUS-DP 总线连接到中央控制器。仪表和执行机构可以按设备生命周期逐批更换。

可以毫不夸张地说，PROFIBUS 现场总线是新一代过程控制系统的生力军。

参考文献

[1]崔坚.Siemens Industrial Communication Guide[R].北京西门子公司，2005-8-6.