监控系统与现场总线PDF电子书下载

1　计算机控制系统 1

1.1　计算机控制系统的发展 1

目录 1

1.1.1　典型计算机控制系统 2

1.1.2　计算机控制系统的特点 5

1.1.3　计算机控制系统的分类 7

1.2　计算机控制系统的结构与组成 12

1.2.1　控制对象 12

1.2.2　执行器 13

1.2.3　测量环节 13

1.3　计算机控制系统的性能指标 14

1.2.4　数字调节器与输入输出通道 14

1.4　计算机控制研究的课题 15

1.4.1 数学描述和分析方法 15

1.4.2　计算机控制系统设计 15

1.5　计算机控制系统的发展方向 16

1.5.1 最优控制 16

1.5.2 自适应、自学习和自组织系统 16

1.5.3 系统辨识 16

1.5.4　分级控制 17

2　集散控制系统（DcS） 18

2.1　集散控制系统的发展阶段 18

2.2.1　分级递阶结构 20

2.2　集散控制系统的技术要点 20

2.2.2　分散控制 22

2.2.3　局域通信网络 22

2.2.4 高可靠性 22

2.3　集散控制系统的基本构成 24

2.3.1 集散控制系统各层的功能 24

2.3.2　集散控制系统的基本组成 26

2.4　集散控制系统的结构特征和分类 28

2.4.1 集散控制系统的结构特征 28

2.4.2　集散控制系统的分类 31

3.1　工业过程控制的发展 33

3　工业过程先进控制系统 33

3.2　先进控制的发展 34

3.3　先进控制的核心内容 37

3.3.1　数据的采集、处理和软测量技术 37

3.3.2 多变量动态过程模型辨识技术 37

3.3.3　先进控制策略 38

3.4　先进控制技术的主要内容 38

3.5　先进控制技术的经济效益 39

3.6　先进控制技术的软件化与产业化发展 40

3.7　基于模型的先进控制技术基础 41

3.7.1 数学模型的建立 42

3.7.2　系统的鲁棒性 42

3.7.3 多变量预测 43

3.8.1　基于知识的专家控制 47

3.8　基于知识的先进控制技术基础 47

3.8.2　基于知识的模糊控制 50

3.8.3　模糊控制器设计的一般方法 51

4　现场总线概述 54

4.1　现场总线简介 54

4.1.1　什么是现场总线 54

4.1.2　现场总线构造了网络集成式全分布控制系统 55

4.1.3　现场总线是底层控制网络 57

4.2　现场总线的发展背景与趋势 58

4.2.1 现场总线是综合自动化的发展需要 58

4.2.3 现场总线将朝着开放系统、统一标准的方向发展 59

4.2.2　智能仪表为现场总线的出现奠定了基础 59

4.3　现场总线的特点与优点 60

4.3.1 现场总线系统的结构特点 60

4.3.2 现场总线系统的技术特点 61

4.3.3　现场总线的优点 62

4.4　几种有影响的现场总线技术 63

4.4.1　基金会现场总线 63

4.4.2　Lon Works 64

4.4.3　PROFIBUS 65

4.4.4　CAN 65

4.4.5　HART 65

4.5 以现场总线为基础的企业信息系统 66

4.5.1 企业信息系统的基本组成 66

4.5.2　企业信息系统的功能模型 68

4.5.3　企业信息系统的集成环境 69

4.6　MAP,TOP与现场总线 70

4.6.1 MAP,TOP的发展 70

4.6.2　TOP/MAP/Fieldbus的网络结构 70

4.6.3　LAN/Fieldbus的网络结构 71

4.7　现场总线控制系统 72

4.7.1　FCS的体系结构 72

4.7.2　FCS与DCS的集成 74

5　控制器局域网总线——CAN 76

5.1　CAN的性能特点 76

5.2　CAN的技术规范 77

5.2.1　CAN的一些基本概念 77

5.2.2　CAN节点的分层结构 79

5.2.3　报文传送及其帧结构 80

5.2.4　错误类型和界定 88

5.2.5　位定时与同步 90

5.2.6　CAN总线媒体装置特性 92

5.3　CAN总线有关器件介绍 97

5.3.1　CAN通信控制器SJA1000 97

6　CAN的开发与设计 142

6.1　功能回顾 142

6.1.1　SJA1000的功能小结 142

6.1.2　CAN接点结构 142

6.1.3　功能框图 144

6.2.2 电源 145

6.2　系统构成 145

6.2.1 SJA1000的应用 145

6.2.3　复位 146

6.2.4　振荡器及时钟的提供方法 146

6.2.5　CPU接口控制 147

6.2.6　物理层接口 148

6.3　CAN通信的控制 149

6.3.1 控制SJA1000通信的基本功能和控制寄存器 149

6.3.2　发送／接收缓冲器 151

6.3.3　认可滤波器 152

6.4　CAN的通信功能的应用 157

6.4.1　初始化 158

6.4.2　数据的发送 161

6.4.3　中止发送 163

6.4.4　接收报文 164

6.4.5　中断 168

6.5　PeliCAN方式的特殊功能 171

6.5.1　接收栈／报文计数器／直接内存访问 171

6.5.2　错误分析功能 173

6.5.3　仲裁丢失捕捉 177

6.5.4　单次发送 178

6.5.5　监听模式 179

6.5.6 波特率自动检测 179

6.5.7　CAN自检 180

6.5.8　接收定时脉冲 182

7　PROFIBUS现场总线 183

7.1　现场总线PROFIBUS协议结构 184

7.2　PROFIBUS传输技术 185

7.2.1 用于DP/FMS的RS—485传输技术 185

7.2.2　RS—485传输设备的安装要点 185

7.2.3 用于PA的IEC1158—2传输技术 186

7.2.4　IEC1158传输设备的安装要点 187

7.2.5　光纤传输技术 188

7.3　PROFIBUS总线存取协议 188

7.3.1　PROFIBUS—DP 189

7.3.2　PROFIBUS—PA 192

7.3.3　PROFIBUS—FMS 193

7.4　PROFIBUS在工厂自动化系统中的位置 195

7.4.1　PROFIBUS控制系统的组成 196

7.4.2　PROFIBUS控制系统配置的几种形式 196

7.4.3 以太网与现场总线技术 198

7.5　PROFIBUS与MODBUS协议总线桥 205

7.5.1　MODBUS通信协议 206

7.5.2　MODBUS协议要点 207

7.5.3　PROFIBUS接口接插件及安装 207

7.5.4　MODBUS存储区 212

7.5.5　PROFIBUS与MODBUS协议转换原理 215

8.1　接口模板 219

8.1.1 接口模板的应用 219

8　PROFIBUS通信接口开发 219

8.1.2　接口模板的组成 220

8.1.3　接口模板的操作 220

8.1.4　接口模板开发软件包PACKAGE 4 220

8.2　PROFIBUS系统开发基本方法 220

8.3　PROFIBUS产品开发解决方案 222

8.3.1 单片机＋软件的解决方案 222

8.3.2　使用PROFIBUS通信专用ASIC 223

8.3.3 总线桥技术的解决方案 224

8.3.4 比较与推荐 225

8.4.2　SPM2,LSPM2的应用 226

8.4.3　SPC3的应用 226

8.4.1　芯片 226

8.4　应用ASIC芯片开发PROFIBUS产品的技术 226

8.4.4　SPC4的应用 228

8.4.5　SIM1的应用 229

8.4.6　ASPC2的应用 231

8.4.7 实验板 232

8.4.8　IM 180主站接口模块 234

8.4.9　IM 182从站接口模块 235

8.4.10　PACKAGE 4开发软件包 236

8.5　应用嵌入式总线桥开发PROFIBUS产品的解决方案 237

8.5.1 总线桥及嵌入式总线桥 237

8.5.2　PB—OEM2—S产品手册 237

8.5.3　软件设计说明 240

8.5.4　用户实验板PB—OEM2—SAMPLE 243

8.5.5　建立一个最小调试系统 248

9　ControlNet现场总线 251

9.1　概述 251

9.1.1　历史与发展 251

9.1.2　技术特点 251

9.2　生产者／消费者（客户）网络模型 252

9.2.1 自动化网络体系 252

9.2.2 生产者／消费者（客户）网络模型（Producer/Consumer Model） 253

9.3　ControlNet技术规范 256

9.3.1　ControlNet体系结构的能力 256

9.3.3　媒质访问 257

9.3.2　ControlNet物理层 257

9.3.4　ControlNet数据链路层的介质存取控制协议 258

9.3.5　ControlNet的MAC帧 260

9.3.6　设备行规（Device Profile） 261

9.3.7　控制和信息协议（Control and Information Protocol—CIP） 262

9.4　ControlNet的主要技术规格 262

9.5　ControlNet在矿井综合自动化中的应用 263

9.5.1 矿井综合自动化系统网络构成 263

9.5.2　主煤流运输集控系统 266

9.5.3 井下供电、排水系统 268

9.5.4　井下其他子系统 269

参考文献 272