论文的研究工作是以杭州某气体工程有限公司的巴西10000Nm~3/h空分项目为背景展开的。随着计算机技术、自动控制技术与网络通信技术的飞速发展,以现场总线作为企业信息系统的底层控制网络已成为控制网络发展的一个重要方向。目前,由于种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用,对现场总线控制系统信息交换的实时性、确定性以及系统的运行效率提出了越来越高的要求。在这一领域,北美最大的自动化供应商Rockwell自动化公司推出了基于开放网络技术的新型通信模式——生产者/消费者模式的ControlNet现场总线。ControlNet是一种新型的面向控制层的实时性现场总线网络,最适用于对时间有苛刻要求的工业现场,具有开放性、高效率、多功能、确定性和可重复性、灵活性等特点,扩展性极强,可共享I/O,支持冗余技术,可靠性高,并具有强大方便的网络组态和诊断功能。由于它进入我国市场较晚,其优点尚不为我国工业技术人员所熟知,但它得到了世界众多公司的支持,发展和应用前景十分广阔。论文在分析了空分工艺流程和ControlNet总线技术特点的基础上,重点探讨了基于ControlNet现场总线的空分控制系统的设计与实现。论文对现场总线技术,尤其是ControlNet总线技术的技术特点进行深入分析,着重阐述了它的通讯模式、介质访问方式以及网络体系结构;在对该系统控制对象和控制要求进行分析的基础上,进行了系统的硬件设计与软件设计。该空分系统监控画面设计采用RSView SE组态软件,过程站采用了功能强大的现场控制器ControlLogix5561。上位机通过以太网交换机与PLC处理器进行数据交换,控制站采用双CPU冗余配置,远程I/O框架通过冗余的ControlNet连接到控制器框架,同时远程框架采用了冗余电源配置。由此可见,该空分设备采用的PLC控制系统具有可靠性高,实时性强,应用灵活,人机交互友好等优点,满足了空分设备对控制系统功能的要求以及长期、稳定、安全、高效的运行要求。