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第1章 绪论1

1.1 现场总线的产生1

1.2 现场总线及其现场总线控制系统3

1.2.1 现场总线的概念3

1.2.2 现场总线与局域网的区别5

1.2.3 现场总线控制系统体系结构5

1.2.4 现场总线控制系统的特点7

1.3 现场总线技术的进展和标准现状7

1.3.1 现场总线技术的进展9

1.3.2 现场总线标准13

1.4 其他具有代表性的现场总线21

1.4.1 CAN总线22

1.4.2 LonWorks总线22

1.4.3 HART总线23

1.4.4 ModBus总线23

1.4.5 CC-Link总线24

1.5 现场总线技术的研究25

第2章 基金会现场总线27

2.1 基金会现场总线概述27

2.2 网络组成原理33

2.2.1 基金会现场总线的物理层33

2.2.2 数据链路层34

2.2.3 现场总线访问子层36

2.2.4 现场总线报文规范38

2.3 功能块40

2.3.1 功能块的内部结构与功能块连接41

2.3.2 功能块应用进程中的用户应用块42

2.3.3 功能块服务44

2.3.4 现场总线设备的功能块应用进程45

2.4 通信模式与通信协议46

2.4.1 通信系统的主要组成部分及其相互关系46

2.4.2 通信接口电路介绍48

2.4.3 协议数据的构成与层次51

2.5 典型产品介绍52

2.5.1 FB305052

2.5.2 FF现场仪表55

2.6 典型应用示例57

2.6.1 世界第一套投入商业运行的FF现场总线系统57

2.6.2 美国阿拉斯加West Sak ARCO油田57

2.6.3 基于FF现场总线的分布式温度测量系统59

2.7 应用前景展望62

第3章 Profibus现场总线63

3.1 Profibus现场总线概述63

3.1.1 Profibus现场总线的产生与体系结构63

3.1.2 Profibus“工具箱”65

3.2 传输技术67

3.2.1 RS-485传输技术69

3.2.2 符合MBP的传输69

3.2.3 光纤传输技术70

3.3 通信协议71

3.4 行规73

3.4.1 通用应用行规73

3.4.2 特殊应用行规78

3.4.3 系统行规85

3.5 设备管理88

3.5.1 GSD90

3.5.2 实现91

3.6 PROFInet94

3.6.1 PROFInet工程模型95

3.6.2 PROFInet通信模型96

3.6.3 PROFInet转移模型96

3.6.4 XML97

3.6.5 OPC和OPC DX97

3.7 Profibus现场总线技术的应用98

3.7.1 Profibus在自动化立体仓库系统中的应用99

3.7.2 Profibus总线接口在智能仪表中的应用103

3.8 Profibus现场总线技术在中国的发展105

3.9 前景展望106

第4章 P-NET现场总线108

4.1 P-NET现场总线概述108

4.1.1 P-NET协议中的有关术语108

4.1.2 P-NET的特点110

4.2 P-NET现场总线的硬件结构及基本原理112

4.2.1 P-NET的总体架构——多网络结构112

4.2.2 P-NET现场总线的结构及其各层完成的功能114

4.2.3 P-NET协议的节点形式116

4.3 P-NET通信协议及通信模式117

4.3.1 P-NET通信协议总线访问机制117

4.3.2 P-NET通信协议的地址域类型119

4.3.3 P-NET通信协议的优点120

4.4 P-NET通信软件VIGO软件121

4.4.1 VIGO简介121

4.4.2 VIGO用户接口124

4.5 P-NET及其应用128

4.5.1 P-NET的智能模块128

4.5.2 运行模式129

4.5.3 系统集成的解决方案131

4.5.4 应用范围、产品以及支持厂商133

4.5.5 典型应用示例133

5.1 SwiftNet现场总线概述136

第5章 SwiftNet现场总线136

5.2 SwiftNet现场总线的结构137

5.3 SwiftNet的性质和特征138

5.3.1 SwiftNet的性质138

5.3.2 SwiftNet的特征139

5.4 SwiftNet总线技术139

5.4.1 物理层概述139

5.4.2 数据链路层140

5.4.3 应用层概述142

5.5 SwiftNet的主要应用143

6.1.1 ControlNet的网络结构144

6.1 ControlNet现场总线的技术概况144

第6章 ControlNet现场总线概述144

6.1.2 DeviceNet的技术特点147

6.2 ControlNet的网络通信模式及信息交换149

6.2.1 ControlNet的网络通信模式150

6.2.2 ControlNet的信息交换151

6.3 ControlNet的传输技术154

6.3.1 ControlNet的网络介质154

6.3.2 ControlNet网络物理组成155

6.3.3 ControlNet网络物理特性156

6.4.1 Rockwell公司的ControlNet现场总线产品结构157

6.4 ControlNet现场总线产品结构及相关设备157

6.4.2 新的控制网产品159

6.5 ControlNet现场总线技术的应用160

6.5.1 基于ControlNet现场总线的过程控制系统161

6.5.2 ControlNet大豆分离蛋白质生产线控制系统164

第7章 Interbus现场总线170

7.1 Interbus总线概述170

7.1.1 Interbus的特点171

7.1.2 Interbus网络组成原理及功能块介绍173

7.1.3 Interbus通信协议和通信模式174

7.2.1 Interbus传感器／执行器总线177

7.2 运行环境177

7.2.2 基于连接两个器件间的点对点逻辑178

7.2.3 PMS服务178

7.2.4 用户界面178

7.2.5 有关技术支持178

7.3 Interbus与Ethernet结合构成完整的工业控制通信网络187

7.3.1 工业控制系统对通信方法的要求187

7.3.2 Interbus和Ethernet技术的特点和比较189

7.3.3 Ethernet工业现场安装管理系统Factory Line191

7.3.4 Interbus+Ethernet的实际应用191

7.4.1 系统部件192

7.4 典型产品技术介绍192

7.4.2 Phoenix Contact的模块196

7.5 Interbus的应用198

7.5.1 Internet工业现场总线在大型煤码头中的应用199

7.5.2 Interbus在自动化物流系统中的应用203

第8章 WorldFIP现场总线207

8.1 WorldFIP概述207

8.1.1 WorldFIP的技术特点208

8.1.2 WorldFIP现场总线的发展211

8.1.3 WorldFIP一般结构211

8.1.4 WorldFIP现场总线技术特点213

8.1.5 WorldFIP协议模型214

8.2 WorldFIP的应用220

8.2.1 WorldFIP的应用前景分析220

8.2.2 WorldFIP的产品221

8.2.3 WorldFIP的应用领域221

8.2.4 应用实例221

第9章 工业以太网233

9.1 工业以太网概述233

9.1.1 概述233

9.1.2 以太网已成为工业控制网络的发展方向235

9.1.3 工业以太网的特点与要求238

9.2 工业以太网系统结构240

9.2.1 以太网的帧格式241

9.2.2 以太网的工作原理242

9.2.3 Ethernet/IP协议简介244

9.3 工业以太网的关键技术250

9.3.1 通信确定性和实时性技术250

9.3.2 系统稳定性技术252

9.3.3 系统互操作性技术OPC253

9.3.4 网络安全性技术255

9.3.5 总线供电技术256

9.3.6 本质安全与安全防爆技术257

9.4 典型工业以太网258

9.4.1 Modbus-IDA工业以太网260

9.4.2 Ethernet/IP工业以太网263

9.4.3 FF HSE工业以太网265

9.4.4 ProfiNet工业以太网266

9.4.5 EPA268

9.4.6 EtherCAT276

9.4.7 Powerlink276

9.4.8 VNET/IP和TCnet277

9.5 工业以太网典型产品278

9.6 工业以太网应用展望279

参考文献281