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 Safety 54
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SERCOS 165
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 IDN 182
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 EtherCAT 194
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