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第1章 绪论1

1.1现场总线的概念1

现场总线是低带宽的计算机局域网2

现场总线是一种数字通信协议3

现场总线是开放式、数字化、多点通信的底层控制网络4

1.2现场总线的产生及发展5

现场总线的产生5

几种流行的现场总线7

现场总线的国际标准9

现场总线的发展趋势12

1.3现场总线的特点14

1.4工业控制网络体系16

1.5本书的基本结构19

参考文献20

第2章 网络基础知识21

2.1网络与数据通信技术基础21

数据通信系统的性能指标21

数据通信的理论基础25

数据编码26

数据传输方式28

数据传输介质30

局域网拓扑结构32

媒体访问控制技术33

数据交换技术34

差错控制技术35

网络互连设备37

2.2 ISO／OSI参考模型40

物理层40

数据链路层41

网络层43

传输层44

会话层46

表示层46

应用层47

2.3小结48

参考文献48

第3章 几种流行的现场总线49

3.1基金会现场总线49

基金会现场总线概述49

基金会现场总线通信系统的构成53

基金会现场总线网络拓扑结构56

基金会现场总线通信模型58

基金会现场总线的功能块68

FB3050基金会现场总线通信控制器73

基金会现场总线的组态75

一致性与互操作性测试76

基金会现场总线的应用设计与实例77

3.2 Profibus现场总线83

Profibus现场总线概述83

Profibus协议结构和通信模型85

Profibus主要特性86

Profibus- D P88

Profibus- FMS90

Profibus-PA91

Profibus协议ASIC芯片93

Profibus- DP从站通信接口的开发98

Profibus在电厂输煤控制系统中的应用111

3.3 LonWorks117

Lon W orks技术概述117

LonWorks通信模型119

LonTalk协议123

LON总线通信控制器及其接口——Neuron芯片128

Neuron C131

LNS和网络管理134

LON总线的组网135

Lon W orks的应用137

3.4 CAN总线144

CAN总线概述144

CAN通信协议147

CAN器件介绍155

CAN总线应用167

3.5小结170

参考文献171

第4章 通用工业协议（CIP）173

4.1 CIP网络概述173

4.2 CIP的特点176

报文176

面向连接177

生产者／消费者模型178

通信模式180

I／0数据触发方式180

4.3 CIP181

对象有关的基本概念181

CIP对象模型182

类库185

4.4 CIP设备描述189

4.5 CIP设备开发192

4.6 CIP网络组网194

网络规划和网络安装194

设备配置195

4.7 CIP网络应用196

4.8小结200

参考文献200

第5章 DeviceNet201

5.1 DeviceNet概述201

5.2 DeviceNet的网络模型204

5.3 DeviceNet的物理层和传输介质205

媒体访问单元206

传输介质210

物理层信号213

5.4 DeviceNet的数据链路层2

MAC帧214

总线仲裁机制216

错误诊断和故障界定机制217

5.5 DeviceNet的应用层219

DeviceNet的连接和报文组219

DeviceNet的报文224

UCMM服务226

DeviceNet的I／O数据触发方式227

DeviceNet对象模型229

DeviceNet设备描述230

DeviceNet预定义主／从连接236

5.6 DeviceNet组网239

组态配置所需软硬件239

DeviceNet网络配置239

5.7 DeviceNet应用实例247

5.8小结251

参考文献251

第6章 DeviceNet的节点开发252

6.1 DeviceNet节点开发的途径和步骤252

6.2 DeviceNet的硬件设计257

硬件的基本构成257

硬件的特征260

设计硬件时需注意的问题261

6.3软件的设计和实现261

需要支持的连接和报文262

设备对象模型267

对象类的设计和实现267

主程序设计282

6.4设备描述的规划286

6.5设备配置和电子数据文档（EDS）287

设备配置概述287

EDS概述289

EDS文件的编写292

6.6一致性实验测试298

6.7 DeviceNet节点开发实例301

6.8小结306

参考文献306

第7章 ControlNet308

7.1 ControlNet概述308

7.2 ControlNet物理层311

三个子层311

同轴电缆312

光纤314

屏蔽双绞线315

中继器316

7.3 ControlNet数据链路层316

MAC协议原理316

MAC帧319

内部结构320

外部接口321

7.4 ControlNet应用层322

7.5 ControlNet设备开发322

需求分析322

硬件和软件的开发323

EDS文件编写324

7.6 ControlNet组网324

网络规划和网络安装324

设备配置和网络配置325

7.7 ControlNet应用实例326

7.8小结328

参考文献328

第8章 工业以太网和EtherNet／IP329

8.1 以太网及TCP／IP329

以太网概况329

以太网的物理层331

以太网的数据链路层334

TCP／IP概况335

TCP／IP网络层336

TCP／IP传输层339

TCP／IP应用层340

8.2工业以太网341

8.3基金会现场总线高速以太网（HSE）346

HSE概述346

HSE系统架构和通信协议348

HSE功能特色358

HSE的组态359

HSE的应用360

8.4 Profinet361

Profinet概述362

Profinet功能特点362

Profinet通信366

Profinet应用实例371

8.5 EtherNet／IP375

EtherNet／IP概述375

EtherNet／IP网络模型377

CIP的封装378

EtherNet／IP底层380

EtherNet／IP设备开发381

EtherNet／IP组网385

EtherNet／IP应用实例388

8.6小结388

参考文献389

第9章 现场总线控制系统的集成技术391

9.1系统集成的含义391

9.2现场总线控制系统集成框架393

9.3现场总线控制系统集成方法396

FCS和DCS的集成方法396

FCS和网络的集成方法399

9.4现场总线控制系统集成的原则401

9.5现场总线控制系统集成时应注意的问题402

9.6现场总线的选型404

9.7工业企业网407

工业企业网的基本概念和特性407

工业企业网的发展历程408

控制网络与信息网络的互连408

工业企业网的体系结构409

工业企业网的一般实现结构412

以现场总线与Intranet为基础的工业企业网结构414

9.8现场总线控制系统集成实例418

FCS和网络集成技术在我国钢铁工业中的应用418

DCS和FCS集成技术在自来水厂中的应用422

基金会现场总线在石油和化工行业中的应用426

西门子全集成自动化（TIA）技术在化纤长丝原液生产中的应用430

9.9小结435

参考文献436

缩略语437