現(xiàn)場總線技術及應用

《現(xiàn)場總線技術及應用教程(第2版)》內(nèi)容簡介：在工業(yè)自動化應用技術領域，國際和國內(nèi)市場占有率最高的現(xiàn)場總線技術和實時以太網(wǎng)技術分別是PROFIBUS和PROFINET?！冬F(xiàn)場總線技術及應用教程（第2版）》的開始，對控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場總線技術的發(fā)展歷程、現(xiàn)場總線技術中使用的工業(yè)網(wǎng)絡和通信基礎知識進行了概括性的介紹；全書重點講解了PROFIBUS DP/PA和PROFINET的基本原理和具體應用，并在此基礎上詳細地剖析了DP V0/V1、PROFINET和AS-i的報文結(jié)構和含義，在重點章節(jié)中給出了具體的應用實例。此外，《現(xiàn)場總線技術及應用教程（第2版）》還對傳感器級和執(zhí)行器級的現(xiàn)場總線技術的代表——AS-i以及工業(yè)控制系統(tǒng)國際標準編程語言IEC611313進行了深入淺出的講解，并給出了許多實例。為方便高校和培訓機構作為教材使用，全書各章都配有大量的習題和思考題，在附錄A中配有11個實驗的指導書。在附錄中還提供了精心編排的PROFIBUS常用信息速查表，羅列出了學習現(xiàn)場總線技術及下載相關軟件及文檔的常用網(wǎng)站地址。

《現(xiàn)場總線技術及應用教程（第2版）》的使用對象主要是高等院校相關專業(yè)的本科生和研究生、各企業(yè)和設計院所的電氣或自動化工程技術人員。另外，在對相關內(nèi)容進行選擇和簡化后，也可作為高職院校教材使用。

前言

第1章 現(xiàn)場總線技術概述

1.1 工業(yè)自動化技術及控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程

1.1.1 工業(yè)類型的劃分

1.1.2 工業(yè)自動化技術及控制系統(tǒng)發(fā)展歷程概述

1.1.3 OPC和IEC61131

1.2 DCS、PLC和FCS三大控制系統(tǒng)的基本要點和區(qū)別

1.2.1 三大控制系統(tǒng)的基本要點

1.2.2 FCS與DCS的區(qū)別

1.2.3 PLC、DCS和FCS之間的融合

1.3 現(xiàn)場總線基本概念

1.3.1 現(xiàn)場總線的產(chǎn)生背景

1.3.2 現(xiàn)場總線的定義

1.3.3 現(xiàn)場總線的特點

1.3.4 現(xiàn)場總線的優(yōu)點

1.4 現(xiàn)場總線國際標準及其制定過程

1.4.1 前3版標準

1.4.2 第4版標準

1.4.3 配套標準IEC617

1.4.4 IEC 6202

1.5 現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀、研究開發(fā)熱點和發(fā)展趨勢

1.6 工業(yè)網(wǎng)絡的定義、結(jié)構和應用

1.6.1 工業(yè)網(wǎng)絡的定義

1.6.2 現(xiàn)場總線在工業(yè)網(wǎng)絡中的位置和作用

1.6.3 工業(yè)控制網(wǎng)絡的簡單分類

本章小結(jié)

習題和思考題

第2章 工業(yè)網(wǎng)絡與通信基礎知識

2.1 工業(yè)網(wǎng)絡通信基礎

2.1.1 工業(yè)數(shù)據(jù)通信概述

2.1.2 數(shù)據(jù)通信的基本概念

2.1.3 數(shù)據(jù)編碼

2.1.4 數(shù)據(jù)傳輸

2.1.5 差錯控制

2.2 工業(yè)網(wǎng)絡物理結(jié)構

2.2.1 網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)

2.2.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡的主要拓撲結(jié)構

2.2.3 介質(zhì)訪問控制方式

2.3 開放系統(tǒng)互連參考模型及網(wǎng)絡互連

2.3.1 OSI參考模型

2.3.2 網(wǎng)絡互連

2.4 OPC技術

2.4.1 OPC技術簡介

2.4.2 幾種OPC中所使用的微軟公司的技術

2.4.3 OPC的接口和服務器

2.4.4 OPC應用舉例

本章小結(jié)

習題和思考題

第3章 PROFIBUS基礎及安裝技術

3.1 PROFIBUS概述

3.1.1 PROFIBUS的發(fā)展

3.1.2 PROFIBUS的產(chǎn)品認證

3.1.3 PROFIBUS的家族成員

3.1.4 PROFIBUS系統(tǒng)組成模塊

3.1.5 PROFIBUS自動化系統(tǒng)解決方案

3.1.6 PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構

3.2 PROFIBUS基礎

3.2.1 設備類型

3.2.2 系統(tǒng)配置

3.2.3 PROFIBUS系統(tǒng)的基本特點

3.2.4 PROFIBUS的網(wǎng)絡及規(guī)模

3.2.5 設備地址

3.3 PROFIBUS設備集成工具

3.3.1 PROFIBUS的GSD文件

3.3.2 設備管理工具的發(fā)展

3.4 PROFIBUS傳輸技術

3.4.1 RS485和RS484 IS

3.4.2 MBP和MBP IS

3.4.3 光纖

3.4.4 無線傳輸

3.5 PROFIBUS DP安裝技術

3.5.1 DP網(wǎng)絡接線

3.5.2 DP網(wǎng)絡布局及終端電阻使用舉例

3.5.3 現(xiàn)場安裝

3.6 PROFIBUS PA安裝技術

3.6.1 PA網(wǎng)絡結(jié)構

3.6.2 PA網(wǎng)絡接線及布局

3.6.3 PROFIBUS PA網(wǎng)絡設計舉例

3.7 危險區(qū)域的安裝技術

3.7.1 本質(zhì)安全概念

3.7.2 FISCO

3.7.3 大功率主干網(wǎng)絡

3.7.4 FISCO在系統(tǒng)設計中的應用

3.8 組態(tài)一個簡單的PROFIBUS DP/PA系統(tǒng)

3.8.1 系統(tǒng)組成及架構

3.8.2 組態(tài)過程

3.8.3 系統(tǒng)運行

本章小結(jié)

本章 實驗建議

習題和思考題

第4章 PROFIBUS通信技術及DP V0/V

4.1 數(shù)據(jù)鏈路層

4.1.1 介質(zhì)訪問控制方式

4.1.2 數(shù)據(jù)傳輸服務

4.2 應用層

4.2.1 應用關系

4.2.2 PROFIBUS版本的發(fā)展

4.3 行規(guī)

4.3.1 應用行規(guī)

4.3.2 系統(tǒng)行規(guī)

4.3.3 幾種主要的行規(guī)介紹

4.4 PA行規(guī)

4.4.1 概述

4.4.2 PA裝置中的塊模型

4.4.3 PA行規(guī)中的信號鏈

4.4.4 PA設備中的數(shù)據(jù)及其表示方法

4.5 主站和從站的工作過程

4.5.1 主站的工作過程

4.5.2 主站的工作模式

4.5.3 從站的工作過程

4.6 設備功能及其之間的通信

4.6.1 各種設備的功能

4.6.2 設備之間的通信

4.7 PROFIBUS DP報文類型

4.8 DP V0報文詳解

4.8.1 參數(shù)設置請求及響應報文

4.8.2 組態(tài)請求及響應報文

4.8.3 診斷請求及響應報文

4.8.4 數(shù)據(jù)交換報文

4.8.5 全局控制報文

4.9 DP V1報文詳解

4.9.1 參數(shù)設置報文

4.9.2 組態(tài)報文

4.9.3 診斷報文

4.9.4 非循環(huán)通信MS1報文

4.9.5 非循環(huán)通信MS2報文

4.10 總線和信息的循環(huán)時間及估計

4.10.1 有關總線時間的一些術語

4.10.2 循環(huán)時間及估計

本章小結(jié)

本章 實驗建議

習題和思考題

第5章 PROFINET基礎及安裝技術

5.1 以太網(wǎng)和IEEE 80

5.1.1 以太網(wǎng)的產(chǎn)生

5.1.2 以太網(wǎng)的物理層

5.1.3 以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層

5.1.4 用于以太網(wǎng)的幾個功能

5.1.5 以太網(wǎng)中使用的主要設備

5.2 因特網(wǎng)與TCP/IP

5.2.1 概述

5.2.2 TCP/IP各層的功能

5.3 工業(yè)以太網(wǎng)和實時以太網(wǎng)

5.3.1 工業(yè)以太網(wǎng)

5.3.2 實時工業(yè)以太網(wǎng)

5.4 PROFINET基礎

5.4.1 概述

5.4.2 PROFINET的市場情況

5.4.3 PROFINET和PROFIBUS的主要區(qū)別

5.4.4 PROFINET的組成

5.4.5 PROFINET的通信協(xié)議模型

5.4.6 GSD文件

5.4.7 PROFINET IO設備類型

5.4.8 PROFINET的一致性分類

5.4.9 從系統(tǒng)組態(tài)到運行的工作過程

5.5 PROFINET安裝技術

5.5.1 網(wǎng)絡結(jié)構

5.5.2 電氣網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)和連接

5.5.3 光纜及其連接

5.5.4 網(wǎng)絡部件

5.6 組態(tài)一個簡單的PROFINET網(wǎng)絡

5.6.1 系統(tǒng)組成及架構

5.6.2 組態(tài)過程

5.6.3 系統(tǒng)運行

本章小結(jié)

習題和思考題

第6章 PROFINET技術

6.1 PROFINET 實時通信技術

6.1.1 通信等級

6.1.2 通信通道模型

6.1.3 循環(huán)數(shù)據(jù)交換原理

6.1.4 等時同步實時通信

6.2 PROFINET IO

6.2.1 概述

6.2.2 IO設備模型

6.2.3 數(shù)據(jù)元素

6.2.4 應用關系

6.2.5 通信關系

6.2.6 通信路徑及使用的協(xié)議

6.2.7 主要報文的幀結(jié)構

6.2.8 名稱和地址分配及報文

6.2.9 系統(tǒng)啟動及連接建立過程

6.2.10 報警處理及相關報文

6.2.11 Read/Write服務及報文

6.2.12 網(wǎng)絡診斷和管理

6.3 PROFINET CBA

6.3.1 概述

6.3.2 工藝技術模塊和組件模型

6.3.3 現(xiàn)場設備結(jié)構

6.3.4 PROFINET CBA的通信

6.3.5 PROFINET CBA的使用過程

本章小結(jié)

習題和思考題

第7章 AS i技術及應用

7.1 AS i技術概述

7.1.1 AS i概述

7.1.2 AS i的產(chǎn)生和發(fā)展

7.1.3 開發(fā)AS i所遵從的一些技術規(guī)范

7.1.4 AS i的主要優(yōu)點

7.1.5 AS i的主要特點（Version 2.0）

7.1.6 AS i的基本組成

7.2 AS i技術解析

7.2.1 AS i的行規(guī)

7.2.2 AS i的網(wǎng)絡結(jié)構

7.2.3 AS i的通信機理

7.2.4 AS i的報文

7.2.5 AS i從站地址設定

7.2.6 AS i主站操作

7.2.7 AS i的工作過程

7.3 AS i的擴展

7.3.1 概述

7.3.2 AS i V2.1從站的編址和ID碼

7.3.3 AS i V2.1的模擬量處理功能

7.3.4 外圍故障診斷

7.4 AS i的安全工作

7.4.1 AS i安全工作的概念

7.4.2 安全要求類別及標準

7.4.3 AS i安全技術實現(xiàn)原理

7.4.4 AS i安全監(jiān)測控制器

7.4.5 組態(tài)軟件Asimon的使用

7.4.6 AS i安全工作舉例

7.5 AS i網(wǎng)絡的接線和安裝要點

7.6 AS i應用舉例

7.6.1 實例系統(tǒng)

7.6.2 實例系統(tǒng)

7.6.3 基于AS i的傳送帶控制系統(tǒng)

本章小結(jié)

習題和思考題

第8章 現(xiàn)場總線技術應用綜合舉例

8.1 使用現(xiàn)場總線技術應考慮的幾個問題

8.1.1 為什么要選用現(xiàn)場總線技術

8.1.2 現(xiàn)場總線技術最適合什么場合使用

8.1.3 選擇什么樣的現(xiàn)場總線技術

8.1.4 如何設計現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

8.2 現(xiàn)場總線技術應用綜合舉例

8.2.1 煙廠制絲線現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

8.2.2 紡織生產(chǎn)過程信息集成及處理系統(tǒng)

8.2.3 制冷站監(jiān)控系統(tǒng)改造

8.2.4 PROFIBUS PA簡單系統(tǒng)舉例

本章小結(jié)

習題和思考題

第9章 標準工業(yè)控制編程語言IEC61131

9.1 IEC61131 3概述

9.1.1 IEC61131產(chǎn)生的原因和發(fā)展歷程

9.1.2 IEC61131 3簡介

9.1.3 IEC61131 3的突出特點

9.2 IEC61131 3編程基礎

9.2.1 程序組織單元POU

9.2.2 簡單語言元素

9.2.3 數(shù)據(jù)類型

9.2.4 變量

9.2.5 系統(tǒng)配置

9.3 標準函數(shù)及功能塊

9.3.1 標準函數(shù)

9.3.2 標準功能塊

9.4 IEC61131 3編程語言及使用舉例

9.4.1 梯形圖（LD）

9.4.2 結(jié)構化文本（ST）

9.4.3 指令表（IL）

9.4.4 順序功能圖（SFC）

9.5 IEC61131 3應用實例程序設計

9.5.1 FCS底層典型環(huán)節(jié)

9.5.2 硬件系統(tǒng)簡介

9.5.3 控制程序設計

本章小結(jié)

習題和思考題

附錄

附錄A實驗指導書

A.1PROFIBUS DP網(wǎng)絡安裝技術實驗

A.2PROFIBUS DP網(wǎng)絡組態(tài)及控制實驗

A.3PROFIBUS PA組態(tài)和控制實驗

A.4PROFIBUS DP報文分析實驗

A.5PROFINET網(wǎng)絡組態(tài)及控制實驗

A.6PROFINET報文分析實驗

A.7AS i網(wǎng)絡基礎實驗

A.8AS i網(wǎng)絡應用實驗

A.9IEC61131 3編程實驗

A.10IEC61131 3編程實驗

附錄BPROFIBUS常用信息速查表

B.1PROFIBUS DP報文基本信息速查

B.2DP V0參數(shù)化報文信息速查

B.3DP V0組態(tài)報文信息速查

B.4DP V0診斷報文信息速查

B.5DP V0擴展診斷報文信息速查

B.6DP V0全局控制報文信息速查

B.7DP V1擴展參數(shù)化報文信息速查

B.8DP V1擴展組態(tài)報文信息速查

B.9DP V1擴展診斷報文信息速查

B.10DP V1 MS1、MS2通信功能碼及報文信息速查

B.11診斷響應報文常用信息速查

附錄C常用縮略語備查表

附錄D學習現(xiàn)場總線技術常用網(wǎng)站

參考文獻2100433B