现场总线控制网络技术

《现场总线控制网络技术》融合作者多年来在现场总线应用领域的科研实践，通过典型案例的分析，使读者尽快达到灵活应用的程度，书中所附实例中的原理图和程序可供工程移植。

前言

第1章 绪论

1.1 现场总线控制网络概述

1.1.1 现场总线与控制网络概念

1.1.2 现场总线的产生

1.1.3 现场总线的技术特点

1.2 现场总线控制网络的标准化与发展趋势

1.2.1 现场总线的标准化

1.2.2 现场总线的发展趋势

1.3 网络化控制系统

1.3.1 控制系统的发展历程

1.3.2 网络化控制系统的结构

1.3.3 网络化控制系统的特点

1.4 几种典型的现场总线控制网络

1.4.1 基金会现场总线(FF)

1.4.2 LonWorks

1.4.3 Profibus

1.4.4 ControlNet

1.4.5 HAR3

1.4.6 InterBus

1.4.7 DevieeNet

1.4.8 FNEq、

1.4.9 WorldFI

1.4.1 0列车通信网络(TCN)

思考题与习题

第2章 现场总线控制网络技术基础

2.1 数据通信技术基础

2.1.1 数据通信系统的基本组成

2.1.2 数据通信系统的性能指标

2.1.3 数据编码

2.1.4 数据传输方式

2.1.5 通信线路的工作方式

2.1.6 信号的传输模式

2.1.7 差错控制

2.2 网络拓扑

2.2.1 环形拓扑

2.2.2 星形拓扑

2.2.3 总线型拓扑

2.2.4 树形拓扑

2.3 网络的传输介质

2.3.1 双绞线

2.3.2 同轴电缆

2.3.3 光缆

2.3.4 无线通信

2.4 网络传输的介质访问控制方式

2.4.1 载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)控制方式

2.4.2 令牌控制方式

2.4.3 时分复用方式

2.5 网络互联

2.6 OSI参考模型及其功能划分

2.6.1 物理层(第1层)

2.6.2 数据链路层(第2层)

2.6.3 网络层(第3层)

2.6.4 传输层(第4层)

2.6.5 会话层(第5层)

2.6.6 表示层(第6层)

2.6.7 应用层(第7层)

2.7 现场总线控制网络通信模型

思考题与习题

第3章 控制器局域网(CAN)通信技术

3.1 概述

3.1.1 CAN通信方式

3.1.2 CAN通信的技术特点

3.2 cAN通信技术协议

3.2.1 CAN的通信参考模型

3.2.2 CAN报文的传送和帧结构

3.2.3 CAN报文的编码、滤波和校验

3.2.4 CAN错误类型和界定

3.2.5 CAN的位定时与同步技术

3.3 CAN总线控制器sJAl000

3.3.1 sJAl000概述

3.3.2 sJAl000的基本模式(Basic CAN)

3.3.3 基本模式下的控制寄存器

……

第4章 控制强器局域网(CAN)通信节点设计

第5章 控制器器局域网(CAN)的实时性分析

第6章 1553B总线基本原理及应用

第7章 工业以太网技术

第8章 网络化控制系统设计

第9章 现场总线控制网络技术的工程应用举例

参考文献

《现场总线控制网络技术》不仅可供有关工程技术人员参考，也可作为自动化及其相关专业的高年级本科生教材，以及相关专业的控制类研究生教材。

书名:现场总线工业控制网络技术

定价:35

页数:390

版次: 1

开本:小16开

包装:平装

以现场总线为代表的工业控制网络已成为新一代工业控制系统中的重要技术，它是计算机网络技术在工业控制底层的具体实现。本书从数据通信技术基础、计算机网络OSI七层参考模型两方面介绍了工业控制网络的基础知识，着重讨论了CAN、DeviceNet、PROFIBUSDP三种国内应用较为广泛的现场总线技术，全面地分析了它们的技术特点、协议规范及通信接口设计方法，并给出了简单的应用实例。

本书可作为大专院校自动化、机电、仪器仪表等专业工业控制网络相关课程的教学参考书，也可供从事工业控制网络系统设计和产品研发的工程技术人员参考。

第1章 现场总线概述

1.1 现场总线与现场总线控制系统

1.1.1 现场总线的概念

1.1.2 现场总线控制系统基本结构

1.2 现场总线的现状与发展

1.2.1 现场总线的标准现状

1.2.2 实时工业以太网的国际标准

1.2.3 现场总线与现场总线控制系统的发展趋势

1.3 现场总线与现场总线控制系统的特点

1.3.1 结构特点

1.3.2 技术特点

1.3.3 与局域网的区别

第2章 现场总线与工业控制网络技术基础

2.1 网络与通信技术基础

2.1.1 数据通信概念

2.1.2 数据传输

2.1.3 数据交换技术

2.1.4 差错检测及控制

2.1.5 传输介质

2.2 局域网技术

2.2.1 局域网概述

2.2.2 局域网的关键技术

2.2.3 局域网的参考模型

2.2.4 以太网技术

2.3 局域网的互连

2.3.1 网络互连设备

2.3.2 交换式控制网络

第3章 串行通信技术及其应用

3.1 串行通信概述

3.1.1 串行通信与并行通信

3.1.2 串行通信原理

3.1.3 串行通信的数据传输

3.2 RS-232串行通信及其应用

3.2.1 RS-232串行通信

3.2.2 RS-232串行通信应用

3.3 RS-485串行通信及其应用

3.3.1 RS-485串行通信

3.3.2 RS-485串行通信应用

3.4 RS-232与RS-485串行通信接口转换及应用

3.4.1 RS-232串行接口

3.4.2 RS-485串行接口

3.4.3 RS-232与RS-422/RS-485的接口转换

3.5 MODBUS协议串行通信及其应用

3.5.1 MODBUS通信协议

3.5.2 两种传输方式

3.5.3 MODBUS消息帧

3.5.4 错误检测方法

3.5.5 MODBUS应用实例

第4章 PROFIBUS现场总线与应用

4.1 PROFIBUS现场总线技术概述

4.1.1 PROFIBUS的发展历程

4.1.2 PROFIBUS的分类

4.1.3 PROFIBUS在工厂自动化系统中的位置

4.1.4 PROFIBUS的协议结构

4.2 PROFIBUS的物理层

4.2.1 采用RS-485的传输技术

4.2.2 光纤传输技术

4.2.3 MBP传输技术

4.3 PROFIBUS数据链路层

4.3.1 PROFIBUS总线存取协议概述

4.3.2 PROFIBUS总线访问协议的特点

4.3.3 数据链路层服务类型和报文格式

4.4 PROFIBUS通信原理

4.4.1 PROFIBUS-DP的基本功能

4.4.2 扩展的DP功能

4.5 S7-300/400网络通信

4.5.1 概述

4.5.2 MPI通信

4.5.3 PROFIBUS总线设置和属性

4.6 PROFIBUS行规和GSD文件

4.6.1 通用应用行规

4.6.2 专用行规

4.6.3 GSD文件

4.7 PROFIBUS系统配置及设备选型

4.7.1 应用PROFIBUS构建自动化控制系统应考虑的问题

4.7.2 系统结构规划

4.7.3 与车间或全厂自动化系统连接

4.7.4 PROFIBUS主站的选择

4.7.5 PROFIBUS从站的选择

4.7.6 以PC为主机的编程终端及监控操作站的选型

4.7.7 PROFIBUS系统配置

4.8 基于WinAC的PROFIBUS现场总线系统硬件组态

4.8.1 WinAC简介

4.8.2 现场总线系统组态步骤与过程

4.9 基于PROFIBUS现场总线的远程监控系统

4.9.1 体系结构

4.9.2 底层控制层

第5章 CAN总线技术与应用

5.1 CAN总线概述

5.1.1 CAN总线技术特点

5.1.2 基本术语与概念

5.2 CAN总线技术协议规范

5.2.1 CAN协议的分层结构

5.2.2 报文传送与帧结构

5.2.3 错误类型与界定

5.2.4 位定时与同步要求

5.2.5 CAN总线系统位数值表示与通信距离

5.3 典型CAN控制器

5.3.1 CAN通信控制器SJAl000

5.3.2 具有SPI接口的CAN控制器MCP2515

5.4 嵌入CAN控制器的单片机P8xC591

5.4.1 概述

5.4.2 引脚功能

5.4.3 P8xC591的PeliCAN特性和结构

5.4.4 PeliCAN与CPU之间的接口

5.5 CAN总线收发器

5.5.1 PCA82C250/251

5.5.2 TJA1050

5.6 CAN总线应用

5.6.1 CAN总线系统通信距离与节点数量的确定

5.6.2 总线终端及网络拓扑结构

5.6.3 CAN总线在检测系统中的应用

5.6.4 基于CAN总线的环境控制系统设计

5.6.5 基于CAN总线的井下风机监控系统设计

第6章 DeviceNet、CorllrolNet现场总线与应用

6.1 DeviceNet现场总线技术

6.1.1 DeviceNet概述

6.1.2 DeviceNet的传输介质

6.1.3 DeviceNet的网络参考模型

6.1.4 控制与信息协议(CIP)

6.1.5 DeviceNet的报文协议

6.1.6 预定义主从连接组

6.1.7 DeviceNet的对象模型

6.1.8 DeviceNet的设备描述

6.1.9 DeviceNet的设备简介

6.1.10 DeviceNet的节点开发

6.2 ControlNet现场总线技术

6.2.1 ControlNet概述

6.2.2 ControlNet的传输介质

6.2.3 ControlNet网络参考模型

6.2.4 数据链路层

6.2.5 网络层与传输层

6.2.6 对象模型

6.2.7 设备描述

6.2.8 ContrOlNet设备简介

6.2.9 ControlNet的设备开发

6.3 现场总线控制系统的组态与冗余技术

6.3.1 现场总线控制系统的组态技术

6.3.2 现场总线控制系统的冗余技术

6.4 DeviceNet与ControlNet现场总线的应用实例

6.4.1 铜冶炼电解工艺中的总线控制系统设计

6.4.2 卷烟厂生产线的总线控制系统设计

第7章 工业以太网技术与应用

7.1 概述

7.2 原理及体系结构

7.2.1 通信模型

7.2.2 以太网体系结构

7.2.3 工业以太网网络拓扑结构

7.2.4 传输介质

7.2.5 工业以太网通信的实时性

7.2.6 工业以太网的网络生存性与可用性

7.2.7 工业以太网的网络安全

7.2.8 工业以太网传输距离

7.2.9 互可操作性与应用层协议

7.3 工业以太网通信设备及组网技术

7.3.1 工业以太网产品

7.3.2 工业以太网组网技术

7.4 应用实例

第8章 工业网络集成技术

8.1 控制网络与信息网络集成的网络互连技术

8.1.1 控制网络和信息网络之间加入转换接口

8.1.2 基于DDE技术的控制网络和信息网络的集成

8.1.3 采用统一的协议标准实现控制网络和信息网络的集成

8.1.4 采用数据库访问技术集成控制网络和信息网络

8.1.5 采用OPC技术集成控制网络和信息网络

8.1.6 控制网络与信息网络互连集成的若干关键问题

8.2 现场总线控制系统网络之间的集成

8.2.1 基于OPC的集成方法(系统级集成)

8.2.2 设备级集成

8.3 OPC技术及基于OPC技术的现场总线系统集成

8.3.1 COM基础

8.3.2 OPC技术规范

8.3.3 OPC数据访问(DA)服务器的开发及测试

8.3.4 OPC客户端的开发及测试

8.3.5 OPC技术在异构现场总线系统中的应用

参考文献