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第1章　工业控制网络的发展1

1.1　工业控制网络1

1.1.1 工业控制网络的发展1

1.1.2 工业控制网络的特点3

1.2　现场总线技术5

1.2.1 现场总线技术的概述6

1.2.2　典型现场总线简介7

1.2.3 现场总线的技术特点10

1.2.4 现场总线技术展望与发展趋势11

1.2.5 现场总线的互操作与集成12

1.2.6 OPC与现场总线集成23

1.2.7 基于XML的设备描述技术32

1.3　工业控制网络的标准化40

1.4　运动控制与伺服驱动总线技术42

1.4.1 伺服驱动对总线的要求45

1.4.2 数字伺服总线的发展47

1.4.3 数字伺服总线产品48

1.5　安全一体化总线50

1.5.1 功能安全简介50

1.5.2　功能安全标准52

1.5.3　通讯总线与功能安全53

1.5.4　CIP Safety54

1.6　数字化与网络化制造55

第2章　工业以太网技术59

2.1 以太网技术简介59

2.1.1 以太网技术发展59

2.1.2 TCP/IP和以太网的分层模型61

2.1.3 CSMA/CD载波监听多路访问／冲突检测68

2.1.4 TCP/IP协议69

2.2　工业以太网技术71

2.2.1 工业以太网发展现状71

2.2.2 工业以太网的要求73

2.2.3 以太网到工业以太网的优点76

2.2.4 工业以太网和工业实时以太网77

2.3　工业以太网的关键技术79

2.3.1 全双工交换式以太网技术81

2.3.2　虚拟局域网技术83

2.3.3 服务质量84

2.3.4 网络可用性86

2.3.5 网络安全性87

2.3.6 工业以太网系统的安全性和可靠性88

2.3.7 工业以太网的供电技术89

2.3.8 无线以太网技术91

2.4　基于工业以太网的控制网络92

2.4.1 工业以太网控制网络模型92

2.4.2 工业以太网网络方案设计93

2.4.3 工业以太网应用分析94

2.4.4 工业以太网实际应用96

第3章　实时以太网与运动控制规范98

3.1　控制系统的实时性98

3.1.1 实时系统的特征98

3.1.2 实时系统的内涵99

3.1.3　实时系统100

3.1.4 分布式实时系统104

3.1.5 实时任务的调度技术107

3.1.6 实时系统的容错109

3.1.7 实时操作系统110

3.2　控制网络的时钟同步120

3.2.1 工业系统时钟的概念120

3.2.2 时钟的同步方法121

3.2.3 以太网时钟的同步123

3.2.4 IEEE 1588时钟同步125

3.2.5 工业实时以太网的时钟同步129

3.3　工业实时以太网的主要标准133

3.3.1 在TCP/IP之上进行实时改造的标准135

3.3.2　采用经优化处理和提供旁路实时通道的通讯协议模型138

3.3.3 采用集中调度提高实时性的解决方案138

3.3.4 其他实时以太网的解决方案139

3.4 EPA协议140

3.4.1 EPA网络通讯模型140

3.4.2 EPA网络拓扑结构144

3.4.3 EPA的实时同步145

3.4.4 EPA的应用模型147

3.5　CANopen运动控制规范149

3.5.1 CANopen简介150

3.5.2　CANopen协议151

3.5.3　CANopen状态转换159

3.5.4　CANopen DS402伺服控制规范160

第4章 驱动总线SERCOS165

4.1 概述165

4.1.1 SERCOS的发展165

4.1.2 SERCOS的基本特征166

4.2　SERCOS协议168

4.2.1 物理层169

4.2.2 报文结构170

4.2.3　通讯的建立175

4.2.4　数据传递过程179

4.2.5 SERCOS IDN182

4.2.6 SERCOS安全网络184

4.3　SERCOS中时间和同步机制184

4.4　SERCOS的应用及发展188

4.4.1 SERCOS Ⅲ接口实现188

4.4.2 SERCOS工业应用191

第5章 EtherCAT194

5.1　概述194

5.1.1 EtherCAT简介194

5.1.2 EtherCAT技术特点194

5.2 EtherCAT协议197

5.2.1　EtherCAT简介197

5.2.2 EtherCAT数据链路层201

5.2.3　EtherCAT存储器204

5.2.4　分布时钟209

5.3　应用层协议210

5.3.1 EtherCAT从站210

5.3.2 EtherCAT主站218

5.4 EtherCAT的应用220

5.4.1 TwinCAT运动控制简介220

5.4.2 基于EtherCAT的伺服驱动220

第6章 总线与运动控制系统223

6.1 开放的数字控制技术的发展223

6.1.1 开放式体系结构的发展223

6.1.2 采用数字伺服总线的运动控制特点224

6.2　基于总线的运动控制系统应用225

6.2.1 运动控制系统在飞机数字化装配系统上的应用225

6.2.2 FESTO基于PROFIBUS的伺服控制227

6.2.3 珩磨机运动控制的应用229

6.3　基于实时操作系统和总线的数控系统230

6.3.1 基于Linux-RTAI数控系统的体系结构230

6.3.2　控制模块的实现231

6.4　基于总线的数控产品介绍233

6.4.1 飞阳数控系统233

6.4.2　光洋数控系统234

6.4.3 SINUMERIK 802D sl数控系统235

缩略语释义237

参考文献239