現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程

《現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程（第2版）》的使用對象主要是高等院校相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生、各企業(yè)和設(shè)計(jì)院所的電氣或自動(dòng)化工程技術(shù)人員。另外，在對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)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(shù)概述

1.1 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)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(dòng)化技術(shù)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(diǎn)和區(qū)別

1.2.1 三大控制系統(tǒng)的基本要點(diǎn)

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(diǎn)

1.3.4 現(xiàn)場總線的優(yōu)點(diǎn)

1.4 現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)及其制定過程

1.4.1 前3版標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 第4版標(biāo)準(zhǔn)

1.4.3 配套標(biāo)準(zhǔn)IEC617

1.4.4 IEC 6202

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

1.6 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的定義、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用

1.6.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的定義

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

1.6.3 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的簡單分類

本章小結(jié)

習(xí)題和思考題

第2章 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與通信基礎(chǔ)知識(shí)

2.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)

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(cuò)控制

2.2 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)

2.2.1 網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)

2.2.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

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(luò)互連

2.3.1 OSI參考模型

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)互連

2.4 OPC技術(shù)

2.4.1 OPC技術(shù)簡介

2.4.2 幾種OPC中所使用的微軟公司的技術(shù)

2.4.3 OPC的接口和服務(wù)器

2.4.4 OPC應(yīng)用舉例

本章小結(jié)

習(xí)題和思考題

第3章 PROFIBUS基礎(chǔ)及安裝技術(shù)

3.1 PROFIBUS概述

3.1.1 PROFIBUS的發(fā)展

3.1.2 PROFIBUS的產(chǎn)品認(rèn)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(dòng)化系統(tǒng)解決方案

3.1.6 PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)

3.2 PROFIBUS基礎(chǔ)

3.2.1 設(shè)備類型

3.2.2 系統(tǒng)配置

3.2.3 PROFIBUS系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

3.2.4 PROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)及規(guī)模

3.2.5 設(shè)備地址

3.3 PROFIBUS設(shè)備集成工具

3.3.1 PROFIBUS的GSD文件

3.3.2 設(shè)備管理工具的發(fā)展

3.4 PROFIBUS傳輸技術(shù)

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(shù)

3.5.1 DP網(wǎng)絡(luò)接線

3.5.2 DP網(wǎng)絡(luò)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(shù)

3.6.1 PA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.6.2 PA網(wǎng)絡(luò)接線及布局

3.6.3 PROFIBUS PA網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例

3.7 危險(xiǎn)區(qū)域的安裝技術(shù)

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(luò)

3.7.4 FISCO在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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

3.8.1 系統(tǒng)組成及架構(gòu)

3.8.2 組態(tài)過程

3.8.3 系統(tǒng)運(yùn)行

本章小結(jié)

本章 實(shí)驗(yàn)建議

習(xí)題和思考題

第4章 PROFIBUS通信技術(shù)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(wù)

4.2 應(yīng)用層

4.2.1 應(yīng)用關(guān)系

4.2.2 PROFIBUS版本的發(fā)展

4.3 行規(guī)

4.3.1 應(yīng)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(shè)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(shè)備功能及其之間的通信

4.6.1 各種設(shè)備的功能

4.6.2 設(shè)備之間的通信

4.7 PROFIBUS DP報(bào)文類型

4.8 DP V0報(bào)文詳解

4.8.1 參數(shù)設(shè)置請求及響應(yīng)報(bào)文

4.8.2 組態(tài)請求及響應(yīng)報(bào)文

4.8.3 診斷請求及響應(yīng)報(bào)文

4.8.4 數(shù)據(jù)交換報(bào)文

4.8.5 全局控制報(bào)文

4.9 DP V1報(bào)文詳解

4.9.1 參數(shù)設(shè)置報(bào)文

4.9.2 組態(tài)報(bào)文

4.9.3 診斷報(bào)文

4.9.4 非循環(huán)通信MS1報(bào)文

4.9.5 非循環(huán)通信MS2報(bào)文

4.10 總線和信息的循環(huán)時(shí)間及估計(jì)

4.10.1 有關(guān)總線時(shí)間的一些術(shù)語

4.10.2 循環(huán)時(shí)間及估計(jì)

本章小結(jié)

本章 實(shí)驗(yàn)建議

習(xí)題和思考題

第5章 PROFINET基礎(chǔ)及安裝技術(shù)

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(gè)功能

5.1.5 以太網(wǎng)中使用的主要設(shè)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(shí)時(shí)以太網(wǎng)

5.3.1 工業(yè)以太網(wǎng)

5.3.2 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)

5.4 PROFINET基礎(chǔ)

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(shè)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(yùn)行的工作過程

5.5 PROFINET安裝技術(shù)

5.5.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5.5.2 電氣網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和連接

5.5.3 光纜及其連接

5.5.4 網(wǎng)絡(luò)部件

5.6 組態(tài)一個(gè)簡單的PROFINET網(wǎng)絡(luò)

5.6.1 系統(tǒng)組成及架構(gòu)

5.6.2 組態(tài)過程

5.6.3 系統(tǒng)運(yùn)行

本章小結(jié)

習(xí)題和思考題

第6章 PROFINET技術(shù)

6.1 PROFINET 實(shí)時(shí)通信技術(shù)

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(shí)同步實(shí)時(shí)通信

6.2 PROFINET IO

6.2.1 概述

6.2.2 IO設(shè)備模型

6.2.3 數(shù)據(jù)元素

6.2.4 應(yīng)用關(guān)系

6.2.5 通信關(guān)系

6.2.6 通信路徑及使用的協(xié)議

6.2.7 主要報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)

6.2.8 名稱和地址分配及報(bào)文

6.2.9 系統(tǒng)啟動(dòng)及連接建立過程

6.2.10 報(bào)警處理及相關(guān)報(bào)文

6.2.11 Read/Write服務(wù)及報(bào)文

6.2.12 網(wǎng)絡(luò)診斷和管理

6.3 PROFINET CBA

6.3.1 概述

6.3.2 工藝技術(shù)模塊和組件模型

6.3.3 現(xiàn)場設(shè)備結(jié)構(gòu)

6.3.4 PROFINET CBA的通信

6.3.5 PROFINET CBA的使用過程

本章小結(jié)

習(xí)題和思考題

第7章 AS i技術(shù)及應(yīng)用

7.1 AS i技術(shù)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(shù)規(guī)范

7.1.4 AS i的主要優(yōu)點(diǎn)

7.1.5 AS i的主要特點(diǎn)（Version 2.0）

7.1.6 AS i的基本組成

7.2 AS i技術(shù)解析

7.2.1 AS i的行規(guī)

7.2.2 AS i的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

7.2.3 AS i的通信機(jī)理

7.2.4 AS i的報(bào)文

7.2.5 AS i從站地址設(shè)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(kuò)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(biāo)準(zhǔn)

7.4.3 AS i安全技術(shù)實(shí)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(luò)的接線和安裝要點(diǎn)

7.6 AS i應(yīng)用舉例

7.6.1 實(shí)例系統(tǒng)

7.6.2 實(shí)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(xí)題和思考題

第8章 現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用綜合舉例

8.1 使用現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題

8.1.1 為什么要選用現(xiàn)場總線技術(shù)

8.1.2 現(xiàn)場總線技術(shù)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(shù)

8.1.4 如何設(shè)計(jì)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

8.2 現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)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(xí)題和思考題

第9章 標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)

9.2 IEC61131 3編程基礎(chǔ)

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(biāo)準(zhǔn)函數(shù)及功能塊

9.3.1 標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)

9.3.2 標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)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(yīng)用實(shí)例程序設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)

本章小結(jié)

習(xí)題和思考題

附錄

附錄A實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

A.1PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)安裝技術(shù)實(shí)驗(yàn)

A.2PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及控制實(shí)驗(yàn)

A.3PROFIBUS PA組態(tài)和控制實(shí)驗(yàn)

A.4PROFIBUS DP報(bào)文分析實(shí)驗(yàn)

A.5PROFINET網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及控制實(shí)驗(yàn)

A.6PROFINET報(bào)文分析實(shí)驗(yàn)

A.7AS i網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

A.8AS i網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

A.9IEC61131 3編程實(shí)驗(yàn)

A.10IEC61131 3編程實(shí)驗(yàn)

附錄BPROFIBUS常用信息速查表

B.1PROFIBUS DP報(bào)文基本信息速查

B.2DP V0參數(shù)化報(bào)文信息速查

B.3DP V0組態(tài)報(bào)文信息速查

B.4DP V0診斷報(bào)文信息速查

B.5DP V0擴(kuò)展診斷報(bào)文信息速查

B.6DP V0全局控制報(bào)文信息速查

B.7DP V1擴(kuò)展參數(shù)化報(bào)文信息速查

B.8DP V1擴(kuò)展組態(tài)報(bào)文信息速查

B.9DP V1擴(kuò)展診斷報(bào)文信息速查

B.10DP V1 MS1、MS2通信功能碼及報(bào)文信息速查

B.11診斷響應(yīng)報(bào)文常用信息速查

附錄C常用縮略語備查表

附錄D學(xué)習(xí)現(xiàn)場總線技術(shù)常用網(wǎng)站

參考文獻(xiàn)2100433B

《現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程(第2版)》內(nèi)容簡介：在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，國際和國內(nèi)市場占有率最高的現(xiàn)場總線技術(shù)和實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)分別是PROFIBUS和PROFINET?！冬F(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用教程（第2版）》的開始，對控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)場總線技術(shù)中使用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和通信基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了概括性的介紹；全書重點(diǎn)講解了PROFIBUS DP/PA和PROFINET的基本原理和具體應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)地剖析了DP V0/V1、PROFINET和AS-i的報(bào)文結(jié)構(gòu)和含義，在重點(diǎn)章節(jié)中給出了具體的應(yīng)用實(shí)例。此外，《現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)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(shù)的代表——AS-i以及工業(yè)控制系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)編程語言IEC611313進(jìn)行了深入淺出的講解，并給出了許多實(shí)例。為方便高校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)作為教材使用，全書各章都配有大量的習(xí)題和思考題，在附錄A中配有11個(gè)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)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(xué)習(xí)現(xiàn)場總線技術(shù)及下載相關(guān)軟件及文檔的常用網(wǎng)站地址。