现场总线PROFINET

第1章现场总线技术概述

1.1现场总线技术的定义与形成

1.1.1现场总线的定义

1.1.2千米级总线

1.1.3现场总线的形成

1.2现场总线的核心与基础

1.2.1现场总线的核心总线协议

1.2.2现场总线的基础智能现场装置

1.3现场总线控制系统FCS

1.3.1现场总线控制系统结构

1.3.2现场总线控制系统特点

1.3.3企业网络三级体系结构

1.4主要的现场总线技术及国际标准

1.4.1基金会现场总线FF

1.4.2CAN总线

1.4.3LonWorks总线

1.4.4PROFIBUS总线

1.4.5HART总线

1.4.6现场总线国际标准

1.5现场总线技术的推广应用与发展趋势

1.5.1现场总线技术的推广应用

1.5.2现场总线技术发展趋势

第2章现场总线的通信网络及其特性

2.1数据通信的基本概念

2.1.1基本概念

2.1.2通信介质

2.1.3数据通信系统网络结构

2.1.4通信控制方式

2.2现场总线中的网络通信

2.2.1ISO/OSI参考模型

2.2.2现场总线标准

2.2.3现场总线通信协议

2.3网络协议

2.3.1以太网

2.3.2常用物理层标准接口

2.3.3IEEE协议族

2.3.4TCP/IP协议

第3章PROFIBUS现场总线技术

3.1PROFIBUS的特点与相关概念

3.1.1PROFIBUS的特点

3.1.2相关概念

3.2PROFIBUS总线

3.2.1PROFIBUS-DP

3.2.2PROFIBUS-PA

3.2.3PROFIBUS-FMS

3.3PROFIBUS通信协议

3.3.1PROFIBUS协议模型与ISO/OSI参考模型的关系

3.3.2PROFIBUS协议结构

3.3.3PROFIBIJS设备配置

3.3.4面向连接的数据交换

3.4PROFIBUS传输技术

3.4.1RS-485传输技术

3.4.2符合MBP的传输

3.4.3光纤传输技术

3.4.4FISCO模型

3.5PROFIBUS通用应用行规

3.5.1PROFIsafe

3.5.2PROFIBUS.DP上的HART’

3.5.3时间标签

3.5.4从站冗余

3.6PROFIBUS控制系统的集成

3.6.1PROFIBUS控制系统的组成

3.6.2PROFIBUS控制系统的配置

3.6.3PROFIBLIs系统配置中的设备选型

3.7PROFIBUS站点的开发与应用

3.7.1PROFIBUS的站点实现方案

3.7.2支持PROFIBUS协议的ASIC芯片

3.7.3适合于智能型从站的SPC3芯片

3.7.4接口模板简介

3.7.5使用SPC3实现智能化PROFIBUS-DP从站

第4章PROFIBUS-DP现场总线

4.1PROFIBUS-DP系统

4.1.1PROFIBUS-DP的传输特点

4.1.2系统组成和总线访问控制

4.1.3PROFIBUS-DP系统工作过程

4.1.4PROFIBUS-DP的行规

4.2PROFIBUS-DP物理层规范

4.3PROFIBUS-DP主站和从站结构

4.3.11类主站的结构

4.3.22类主站的结构

4.3.3从站结构

4.4GSD文件

4.5PROFIBUS-DP的功能

4.5.1基本功能

4.5.2扩展功能

4.6PROFIBUS-DP应用实例

4.6.1系统介绍

4.6.2控制系统硬件

4.6.3控制系统软件

4.6.4系统运行

第5章PROFlBUS-PA现场总线

5.1PROFIBUS-PA系统

5.1.1PROFIBUS-PA的主要特点

5.1.2PROFIBUS-PA系统的工作原理

5.1.3PROFIBUS-PA的传输协议

5.1.4PROFIBUS-PA的传输技术

5.1.5PROFIBUS-PA的拓扑结构

5.2PROFIBUS-PA网络的组态

5.2.1软件工具

5.2.2在SIMATICPCS7环境下的PROFIBUS-PA

5.2.3PROFIBUS-PA系统的设备行规

5.3系统设计注意事项

5.3.1Ex区现场仪表的连接

5.3.2段耦合器

5.3.3总线电缆

5.3.4每段现场仪表的数量

5.3.5循环时间

5.3.6中继器，总线终端电阻

5.3.7屏蔽和接地

5.4PROFIBUS-PA应用实例

5.4.1系统介绍

5.4.2系统组成

5.4.3控制系统完成的功能

5.4.4应用情况

第6章PROFINET技术和应用

6.1PROFINET概述

6.1.1分散式外围设备(PROFINETIo)

6.1.2组件模型(PROFINETCBA)

6.1.3PROFINET通信

6.1.4网络安装

6.1.5Web集成

6.1.6现场总线的集成

6.2PROFINETIO

6.2.110设备的设备模型

6.2.2PROFINETIO的建模

6.2.3PROFINETIO的地址分配

6.2.4IO设备的操作原理

6.2.5PROFINETIO控制器

6.2.6PROFINETIO的系统启动

6.2.7用户数据交换

6.2.8报警

6.2.9设备描述与组态

6.2.10诊断

6.3PROFINETCBA

6.3.1PROFINET工程设计

6.3.2PROFINET现场设备的结构

6.3.3PROFINET组件描述

6.3.4互连编辑器

6.3.5PROFINET运行期模型

6.3.6SIMATICiMap

6.3.7组件模型的实现

6.4PROFINET通信

6.4.1TCP/IP通信标准

6.4.2实时通信(RT)

6.4.3PROFINETIO的通信

6.4.4组件模型中的通信

6.5PROFINET网络安装

6.5.1PROFINET网络拓扑

6.5.2PROFINET布线

6.5.3PROFINET连接器

6.6Web集成

6.6.1功能特性

6.6.2网络管理

6.7现场总线系统集成

6.7.1通过代理服务器集成

6.7.2现场总线应用的集成

6.7.3PROFINET和其他现场总线系统

6.8支持PROFINET的S7-400

6.9PROFINEIIO扩展功能和PROFINETCBA组件

6.9.1PROFINETIO的扩展功能

6.9.2PROFINETCBA中的组件

6.10PROFINET应用实例

6.10.1PROFINET解决方案的典型构成

6.10.2PROFINETIO在汽车生产中的应用

6.10.3PROFINETCBA在废水处理厂的应用

6.10.4PROFINET在烟草行业的应用

6.11PROFINET的未来

参考文献

　　本书共分6章。第1章讨论现场总线技术的形成、特点、基础、应用和发展趋势。第2章介绍现场总线中的数据通信、网络通信及网络协议。第3章总体介绍PROFIBUS现场总线的构成、传输技术、行规、系统集成和开发应用。第4章介绍PROFIBUS-DP系统的特点、组成和工作过程，讨论PROFIBUS-DP的物理层规范、主从站结构、GSD文件、主要功能和应用。第5章介绍PROFIBUS-PA系统的特点、工作原理、传输技术和拓扑结构，讨论其网络组态、系统设计和应用实例。第6章介绍PROFINET技术，详细分析PROFINETIO和PROFINETCBA的设计要点，讨论了PROFINET通信、网络安装、Web集成、系统集成及应用。　　近20年来，随着现场总线技术在工业控制和自动化领域的广泛应用，若干种适用于不同应用领域的现场总线通信协议应运而生，FROFIBUS和PROFINET就是其中的两种。PROFIBUS总线以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，成为国际上通用的现场总线标准之一，是应用最广泛的现场总线标准。PROFINET将成熟的PROFIBUS现场总线技术的数据交换技术和基于工业以太网的通信技术整合到一起，是一种开放的工业以太网标准。　　本书从现场总线技术的基本概念讲起，介绍了现场总线的结构、分类、标准和通信网络接口，在此基础上全面分析了PROFIBUS和PROFINET总线的构成、技术要点、协议规范、通信接口系统集成和系统设计方法，并给出这两种现场总线的应用实例。　　本书可作为高等院校电气信息类专业教材，也可供有关工程技术人员参考。