可編程控制器及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)

以現(xiàn)場(chǎng)總線為代表的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)已成為新一代工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要技術(shù)，它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制底層的具體實(shí)現(xiàn)。本書從數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI七層參考模型兩方面介紹了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)，著重討論了CAN、DeviceNet、PROFIBUSDP三種國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，全面地分析了它們的技術(shù)特點(diǎn)、協(xié)議規(guī)范及通信接口設(shè)計(jì)方法，并給出了簡(jiǎn)單的應(yīng)用實(shí)例。

本書可作為大專院校自動(dòng)化、機(jī)電、儀器儀表等專業(yè)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)相關(guān)課程的教學(xué)參考書，也可供從事工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品研發(fā)的工程技術(shù)人員參考。

第1章 現(xiàn)場(chǎng)總線概述

1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

1.1.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的概念

1.1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀與發(fā)展

1.2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

1.2.2 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.3.2 技術(shù)特點(diǎn)

1.3.3 與局域網(wǎng)的區(qū)別

第2章 現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)基礎(chǔ)

2.1.1 數(shù)據(jù)通信概念

2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸

2.1.3 數(shù)據(jù)交換技術(shù)

2.1.4 差錯(cuò)檢測(cè)及控制

2.1.5 傳輸介質(zhì)

2.2 局域網(wǎng)技術(shù)

2.2.1 局域網(wǎng)概述

2.2.2 局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.3 局域網(wǎng)的參考模型

2.2.4 以太網(wǎng)技術(shù)

2.3 局域網(wǎng)的互連

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備

2.3.2 交換式控制網(wǎng)絡(luò)

第3章 串行通信技術(shù)及其應(yīng)用

3.1 串行通信概述

3.1.1 串行通信與并行通信

3.1.2 串行通信原理

3.1.3 串行通信的數(shù)據(jù)傳輸

3.2 RS-232串行通信及其應(yīng)用

3.2.1 RS-232串行通信

3.2.2 RS-232串行通信應(yīng)用

3.3 RS-485串行通信及其應(yīng)用

3.3.1 RS-485串行通信

3.3.2 RS-485串行通信應(yīng)用

3.4 RS-232與RS-485串行通信接口轉(zhuǎn)換及應(yīng)用

3.4.1 RS-232串行接口

3.4.2 RS-485串行接口

3.4.3 RS-232與RS-422/RS-485的接口轉(zhuǎn)換

3.5 MODBUS協(xié)議串行通信及其應(yīng)用

3.5.1 MODBUS通信協(xié)議

3.5.2 兩種傳輸方式

3.5.3 MODBUS消息幀

3.5.4 錯(cuò)誤檢測(cè)方法

3.5.5 MODBUS應(yīng)用實(shí)例

第4章 PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線與應(yīng)用

4.1 PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

4.1.1 PROFIBUS的發(fā)展歷程

4.1.2 PROFIBUS的分類

4.1.3 PROFIBUS在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的位置

4.1.4 PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)

4.2 PROFIBUS的物理層

4.2.1 采用RS-485的傳輸技術(shù)

4.2.2 光纖傳輸技術(shù)

4.2.3 MBP傳輸技術(shù)

4.3 PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層

4.3.1 PROFIBUS總線存取協(xié)議概述

4.3.2 PROFIBUS總線訪問協(xié)議的特點(diǎn)

4.3.3 數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)類型和報(bào)文格式

4.4 PROFIBUS通信原理

4.4.1 PROFIBUS-DP的基本功能

4.4.2 擴(kuò)展的DP功能

4.5 S7-300/400網(wǎng)絡(luò)通信

4.5.1 概述

4.5.2 MPI通信

4.5.3 PROFIBUS總線設(shè)置和屬性

4.6 PROFIBUS行規(guī)和GSD文件

4.6.1 通用應(yīng)用行規(guī)

4.6.2 專用行規(guī)

4.6.3 GSD文件

4.7 PROFIBUS系統(tǒng)配置及設(shè)備選型

4.7.1 應(yīng)用PROFIBUS構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)考慮的問題

4.7.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃

4.7.3 與車間或全廠自動(dòng)化系統(tǒng)連接

4.7.4 PROFIBUS主站的選擇

4.7.5 PROFIBUS從站的選擇

4.7.6 以PC為主機(jī)的編程終端及監(jiān)控操作站的選型

4.7.7 PROFIBUS系統(tǒng)配置

4.8 基于WinAC的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)硬件組態(tài)

4.8.1 WinAC簡(jiǎn)介

4.8.2 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)組態(tài)步驟與過程

4.9 基于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

4.9.1 體系結(jié)構(gòu)

4.9.2 底層控制層

第5章 CAN總線技術(shù)與應(yīng)用

5.1 CAN總線概述

5.1.1 CAN總線技術(shù)特點(diǎn)

5.1.2 基本術(shù)語與概念

5.2 CAN總線技術(shù)協(xié)議規(guī)范

5.2.1 CAN協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)

5.2.2 報(bào)文傳送與幀結(jié)構(gòu)

5.2.3 錯(cuò)誤類型與界定

5.2.4 位定時(shí)與同步要求

5.2.5 CAN總線系統(tǒng)位數(shù)值表示與通信距離

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控制器的單片機(jī)P8xC591

5.4.1 概述

5.4.2 引腳功能

5.4.3 P8xC591的PeliCAN特性和結(jié)構(gòu)

5.4.4 PeliCAN與CPU之間的接口

5.5 CAN總線收發(fā)器

5.5.1 PCA82C250/251

5.5.2 TJA1050

5.6 CAN總線應(yīng)用

5.6.1 CAN總線系統(tǒng)通信距離與節(jié)點(diǎn)數(shù)量的確定

5.6.2 總線終端及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

5.6.3 CAN總線在檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

5.6.4 基于CAN總線的環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.6.5 基于CAN總線的井下風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第6章 DeviceNet、CorllrolNet現(xiàn)場(chǎng)總線與應(yīng)用

6.1 DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

6.1.1 DeviceNet概述

6.1.2 DeviceNet的傳輸介質(zhì)

6.1.3 DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)參考模型

6.1.4 控制與信息協(xié)議(CIP)

6.1.5 DeviceNet的報(bào)文協(xié)議

6.1.6 預(yù)定義主從連接組

6.1.7 DeviceNet的對(duì)象模型

6.1.8 DeviceNet的設(shè)備描述

6.1.9 DeviceNet的設(shè)備簡(jiǎn)介

6.1.10 DeviceNet的節(jié)點(diǎn)開發(fā)

6.2 ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

6.2.1 ControlNet概述

6.2.2 ControlNet的傳輸介質(zhì)

6.2.3 ControlNet網(wǎng)絡(luò)參考模型

6.2.4 數(shù)據(jù)鏈路層

6.2.5 網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層

6.2.6 對(duì)象模型

6.2.7 設(shè)備描述

6.2.8 ContrOlNet設(shè)備簡(jiǎn)介

6.2.9 ControlNet的設(shè)備開發(fā)

6.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的組態(tài)與冗余技術(shù)

6.3.1 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的組態(tài)技術(shù)

6.3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的冗余技術(shù)

6.4 DeviceNet與ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用實(shí)例

6.4.1 銅冶煉電解工藝中的總線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6.4.2 卷煙廠生產(chǎn)線的總線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第7章 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用

7.1 概述

7.2 原理及體系結(jié)構(gòu)

7.2.1 通信模型

7.2.2 以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

7.2.3 工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

7.2.4 傳輸介質(zhì)

7.2.5 工業(yè)以太網(wǎng)通信的實(shí)時(shí)性

7.2.6 工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)生存性與可用性

7.2.7 工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全

7.2.8 工業(yè)以太網(wǎng)傳輸距離

7.2.9 互可操作性與應(yīng)用層協(xié)議

7.3 工業(yè)以太網(wǎng)通信設(shè)備及組網(wǎng)技術(shù)

7.3.1 工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品

7.3.2 工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

7.4 應(yīng)用實(shí)例

第8章 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)

8.1 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)集成的網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)

8.1.1 控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)之間加入轉(zhuǎn)換接口

8.1.2 基于DDE技術(shù)的控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的集成

8.1.3 采用統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的集成

8.1.4 采用數(shù)據(jù)庫(kù)訪問技術(shù)集成控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)

8.1.5 采用OPC技術(shù)集成控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)

8.1.6 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)互連集成的若干關(guān)鍵問題

8.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間的集成

8.2.1 基于OPC的集成方法(系統(tǒng)級(jí)集成)

8.2.2 設(shè)備級(jí)集成

8.3 OPC技術(shù)及基于OPC技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成

8.3.1 COM基礎(chǔ)

8.3.2 OPC技術(shù)規(guī)范

8.3.3 OPC數(shù)據(jù)訪問(DA)服務(wù)器的開發(fā)及測(cè)試

8.3.4 OPC客戶端的開發(fā)及測(cè)試

8.3.5 OPC技術(shù)在異構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

前言

第1章 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)概論

1.1 概述

1.1.1 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

1.1.2 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)網(wǎng)

1.2 典型工業(yè)企業(yè)網(wǎng)

1.2.1 工業(yè)企業(yè)網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展背景

1.2.2 工業(yè)企業(yè)網(wǎng)的基本概念和特性

1.2.3 工業(yè)企業(yè)網(wǎng)的發(fā)展歷程

1.2.4 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的互連

1.2.5 工業(yè)企業(yè)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

1.3 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)

1.4 工業(yè)以太網(wǎng)

習(xí)題

第2章 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 局域網(wǎng)技術(shù)

2.1.1 局域網(wǎng)概述

2.1.2 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.2 局域網(wǎng)協(xié)議

2.2.1 iso/os[參考模型與標(biāo)準(zhǔn)

2.2.2 控制網(wǎng)絡(luò)的ieee 802標(biāo)準(zhǔn)

2.2.3 osi參考模型與現(xiàn)場(chǎng)總線通信模型

2.2.4 控制網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制方法

2.2.5 osi參考模型與tcp/ip參考模型的比較

2.3 局域網(wǎng)互連技術(shù)

2.3.1 典型的局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備

2.4 交換式控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.4.1 交換式控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

2.4.2 網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的工作原理

2.4.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換設(shè)備

2.4.4 交換式控制網(wǎng)絡(luò)

2.4.5 atm交換控制網(wǎng)絡(luò)

習(xí)題

第3章 典型現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

3.1 lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線

3.1.1 lonworks概述

3.1.2 lonworks技術(shù)簡(jiǎn)介

3.1.3 lon網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品

3.2 控制器局域網(wǎng)總線

3.2.l can的性能特點(diǎn)

3.2.2 can的技術(shù)規(guī)范

3.2.3 can總線有關(guān)器件介紹

3.2.4 canopen高層協(xié)議

3.3 profibus現(xiàn)場(chǎng)總線

3.3.l profibus概述

3.3.2 profibus技術(shù)簡(jiǎn)介

3.4控制及信息協(xié)議(cip)

3.4.1 cip網(wǎng)絡(luò)概述

3.4.2 cip的特點(diǎn)

3.4.3 cip

3.4.4 cip設(shè)備描述

3.5 devicenet現(xiàn)場(chǎng)總線

3.5.1 devicenet概述

3.5.2 devicenet技術(shù)特性

3.5.3 devicenet現(xiàn)場(chǎng)總線