近年来，自动化技术发展迅速，尤其在工业自动化领域诞生了多种控制网络。这些控制网络能够完成多种自动化系统的通信任务，为实现西门子倡导的TIA技术提供了理论支持。本设计是以包头市某无缝钢管厂热处理过程中步进梁式加热炉为研究对象，针对原步进梁式加热炉自动控制系统设备故障率高以及生产效率低等问题，对原有系统进行了升级改造。通过对原有的自动化控制系统和设备进行分析和研究，决定采用多级网络控制技术的改造方案。为了节约成本，需将原有的、可再利用的生产设备进行二次应用。因此，需要从硬件和软件双方面进行改造。本文详细介绍了通过多级网络技术的应用，解决新旧设备实现网络统一化出现不兼容的问题。采用西门子S7-300系列可编程控制器作为主控单元，通过Modbus、Profibus-DP、Profinet和工业以太网有机的融合，将现场生产设备级、车间监控级和企业管理级无缝的结合到一起。通过PB-M总线桥的应用，将原系统中现场底层设备进行二次利用，并接入到Profibus-DP网络。利用企业原来就有的工业以太网，搭建企业管理层，将车间监控层和现场设备层的子系统的数据集成到该层网络，方便企业管理人员对现场生产状况的掌握和调度。由于整个加热炉燃烧系统结构庞大、温度采样点多、闭环回路控制多以及算法复杂。因此，引进西门子温度闭环模块FM355C对整个加热炉燃烧系统进行控制，减轻了主控制CPU的负担，提高了控制的效率。通过成功应用多级网络控制技术改造自动控制系统，提高了整个生产线的工作效率和安全稳定性，并且创造了很高的经济效益。同时，为以后同类改造项目提供了宝贵的实践经验。