工业控制网络

第1章　绪论　1.1　工业自动控制系统历史　1.1.1　模拟仪表控制系统　1.1.2　直接数字控制系统　1.1.3　集散控制系统　1.1.4　现场总线控制系统　1.2　工业控制网络特点　1.3　传统控制网络——现场总线　1.3.1　现场总线的定义　1.3.2　现场总线的发展历程　1.3.3　工业控制网络国际标准　1.4　现代控制网络——工业以太网　1.4.1　工业以太网定义　1.4.2　工业以太网的发展历程　1.4.3　工业以太网的特点　1.4.4　工业以太网的标准　1.4.5　工业以太网的发展前景　1.5　常用工业控制网络介绍　1.5.1　基金会现场总线(FF)　1.5.2　PROFIBUS　1.5.3　CIP　1.5.4　Modbus　1.5.5　CAN总线　1.5.6　LonWorks　1.6　工业控制网络发展趋势　第2章　数据通信与计算机网络基础　2.1　数据通信系统概述　2.1.1　数据通信系统组成　2.1.2　数据通信系统的性能指标　2.2　数据编码技术　2.2.1　数字数据的模拟信号编码　2.2.2　数字数据的数字信号编码　2.2.3　数据同步方式　2.3　传输差错及其检测　2.3.1　奇偶校验码　2.3.2　校验和　2.3.3　循环冗余校验码　2.4　工业控制网络的节点　2.4.1　可编程控制器　2.4.2　传感器与变送器　2.4.3　执行器与驱动器　2.4.4　人机界面　2.4.5　网络互连设备　2.5　通信传输介质　2.5.1　双绞线　2.5.2　同轴电缆　2.5.3　光纤　2.5.4　无线传输介质　2.6　网络拓扑结构　2.6.1　星型拓扑　2.6.2　总线型拓扑　2.6.3　环型拓扑　2.6.4　树型拓扑　2.7　网络传输介质的访问控制方式　2.7.1　载波监听多路访问/冲突检测　2.7.2　令牌访问控制方式　2.7.3　时分复用　2.7.4　轮询　2.7.5　集总帧方式　2.8　OSI参考模型　2.8.1　OSI参考模型简介　2.8.2　OSI参考模型的功能划分　2.8.3　几种典型控制网络的通信模型　第3章　Modbus现场总线　3.1　概述　3.1.1　Modbus的特点　3.1.2　Modbus的通信模型　3.1.3　通用Modbus帧　3.1.4　Modbus通信原理　3.2　Modbus物理层　3.2.1　RS-232接口标准　3.2.2　RS-485接口标准　3.3　Modbus串行链路层标准　3.3.1　Modbus的传输模式　3.3.2　Modbus差错检验　3.3.3　Modbus的功能码　3.3.4　Modbus协议编程实现　3.4　台达工业自动化设备　3.4.1　台达PLC简介　3.4.2　台达触摸屏　3.4.3　台达变频器　3.5　Modbus系统组态　3.5.1　WPLSoft软件介绍　3.5.2　Screen Editor软件介绍　3.5.3　PLC与变频器Modbus通信　实验1　Modbus网络系统设计　第4章　PROFIBUS现场总线　4.1　PROFIBUS概述　4.1.1　PROFIBUS简介　4.1.2　PROFIBUS的通信参考模型　4.1.3　PROFIBUS的家族成员　4.2　PROFIBUS-DP的通信协议　4.2.1　PROFIBUS-DP的物理层　4.2.2　PROFIBUS-DP的数据链路层　4.2.3　PROFIBUS-DP的用户层　4.3　PROFIBUS-DP设备简介　4.3.1　西门子S7-300 PLC　4.3.2　远程I/O　4.3.3　西门子触摸屏TP 177B　4.4　PROFIBUS-DP系统　4.4.1　STEP7软件介绍　4.4.2　WinCC flexible软件介绍　4.4.3　PROFIBUS-DP系统组态　实验2　PROFIBUS系统设计　第5章　CAN总线　5.1　CAN总线特点　5.2　CAN总线通信模型　5.2.1　CAN总线的物理层　5.2.2　CAN总线的数据链路层　5.3　CAN总线帧结构　5.3.1　数据帧　5.3.2　远程帧　5.3.3　出错帧　5.3.4　超载帧　5.3.5　帧间空间　5.4　CAN总线的错误处理机制　5.4.1　错误类型　5.4.2　错误界定规则　5.5　SJA1000 CAN控制器　5.5.1　SJA1000引脚功能　5.5.2　SJA1000内部功能结构　5.5.3　SJA1000内部存储区分配　5.5.4　SJA1000寄存器功能　5.6　CAN总线收发器PCA82C250　5.6.1　PCA82C250引脚功能　5.6.2　PCA82C250内部功能结构　5.6.3　PCA82C250的工作模式　5.7　CAN总线节点设计　5.7.1　CAN总线节点的硬件设计　5.7.2　CAN总线节点的软件设计　实验3　CAN总线节点一对一通信实验　第6章　DeviceNet现场总线　6.1　DeviceNet概述　6.1.1　设备级的网络　6.1.2　DeviceNet的特性　6.1.3　DeviceNet的通信模式　6.2　DeviceNet通信模型　6.2.1　DeviceNet的物理层　6.2.2　DeviceNet的数据链路层　6.2.3　DeviceNet的应用层　6.3　DeviceNet设备描述　6.3.1　DeviceNet设备的对象模型　6.3.2　DeviceNet设备的对象描述　6.3.3　DeviceNet设备组态的数据源　6.4　DeviceNet连接　6.4.1　重复MAC ID检测　6.4.2　建立连接　6.4.3　DeviceNet预定义主从连接组　6.4.4　预定义主从连接的工作过程　6.5　预定义主从连接实例　6.5.1　显示信息连接　6.5.2　轮询连接　6.5.3　位选通连接　6.5.4　状态变化连接/循环连接　6.5.5　多点轮询连接　6.6　台达DeviceNet设备简介　6.6.1　台达DNET扫描模块　6.6.2　台达DeviceNet远程IO适配模块　6.6.3　DeviceNet通讯转换模块　6.7　台达DeviceNet系统组态　6.7.1　DeviceNetBuilder软件介绍　6.7.2　DeviceNet应用案例　实验4　DeviceNet系统设计实验　第7章　CANopen现场总线　7.1　CANopen概述　7.1.1　CANopen的发展　7.1.2　CANopen的特性　7.2　CANopen通信模型　7.2.1　CANopen的物理层　7.2.2　CANopen的数据链路层　7.2.3　CANopen的应用层　7.3　台达CANopen设备简介　7.3.1　台达CANopen扫描模块　7.3.2　台达CANopen从站通信转换模块　7.4　台达CANopen系统组态　7.4.1　CANopen模块设置介绍　7.4.2　CANopen应用案例　实验5　CANopen系统设计实验　第8章　工业以太网　8.1　工业以太网简介　8.1.1　以太网与工业以太网　8.1.2　工业以太网的环境适应问题　8.1.3　以太网通信的非确定性问题　8.1.4　实时以太网　8.2　EPA　8.2.1　EPA的主要特点　8.2.2　EPA的通信协议模型　8.2.3　EPA的网络结构　8.3　PROFINET　8.3.1　PROFINET技术的起源　8.3.2　PROFINET的主要技术特点　8.3.3　PROFINET通信　8.3.4　PROFINET与其他现场总线系统的集成　8.4　HSE　8.4.1　HSE的系统结构　8.4.2　HSE与现场设备间的通信　8.4.3　HSE的柔性功能块　8.4.4　HSE的链接设备　8.5　Ethernet/IP　8.5.1　Ethernet/IP概述　8.5.2　Ethernet/IP的报文种类　8.5.3　基于Ethernet/IP的工业以太网组网　8.6　Modbus TCP　8.6.1　Modbus TCP概述　8.6.2　Modbus TCP应用数据单元　8.6.3　Modbus-RTPS　8.7　台达工业以太网设备简介　8.7.1　台达工业以太网通信模块　8.7.2　台达工业以太网远程I/O模块　8.7.3　台达工业以太网交换机　8.8　台达工业以太网系统组态　8.8.1　DCISoft软件介绍　8.8.2　工业以太网应用案例　实验6　工业以太网系统设计实验　附录A　ASCII码表　附录B　CAN总线节点一对一通信参考程序　参考文献

　　1.针对应用型本科学生层次，弱化理论性过强内容，注重实际应用。　　2.内容主要结合国内应用广泛的罗克韦尔和西门子工业自动化相关现场总线和工业以太网标准。　　3.结合工业实际应用软件使用训练，与就业需求紧密结合。　　4.理论联系实际，理论教学与实践教学相结合，每种网络标准结合实验内容。　　本书介绍了工业控制网络的特点、发展历程、技术现状和发展趋势，重点介绍了Modbus、PROFIBUS、CAN、DeviceNet及CANopen等现场总线技术，还介绍了EPA、PROFINET、HSE、Ethernet/IP及ModbusTCP等工业以太网技术，并结合台达工业自动化产品有针对性地安排了大量工业控制网络应用案例和实验内容，着重对学生的实际动手能力、独立思考能力、创新思维能力和综合运用能力进行培养和训练。　　　　本书可作为普通高等院校电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、仪器仪表、计算机、机械电子、汽车电子及相关专业的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。