第1章 绪论 1
1.1 信息技术与计算机网络 1
1.1.1 计算机网络的定义 1
1.1.2 计算机网络的形成与发展 2
1.1.3 计算机网络的结构与组成 4
1.1.4 计算机网络的分类 5
1.1.5 计算机网络的标准化 5
1.1.6 计算机网络的功能与应用 7
1.2 控制系统与控制网络 8
1.2.1 工业控制系统的发展历程 8
1.2.2 现场总线技术 9
1.2.3 现场总线国际标准 9
1.2.4 几种典型的现场总线 11
1.3 现场总线控制系统 14
1.4 工业网络技术 16
第2章 计算机网络体系结构 18
2.1 计算机网络的拓扑结构 18
2.2 开放系统互联参考模型 19
2.2.1 模型层次划分的原则 20
2.2.2 OSI参考模型的结构 21
2.2.3 OSI参考模型中的基本概念 22
2.2.4 OSI参考模型各层功能的划分 24
2.3 TCP/IP参考模型 26
2.3.1 TCP/IP参考模型 26
2.3.2 OSI与TCP/IP参考模型的比较 28
2.4 传输介质 29
2.4.1 双绞线 29
2.4.2 同轴电缆 30
2.4.3 光纤 31
2.4.4 无线通信 32
2.5 物理层 32
2.5.1 物理层的数据通信 33
2.5.2 物理层的作用及特性 40
2.5.3 常用的物理接口标准 41
2.6 数据链路层 45
2.6.1 数据链路层的概念和作用 46
2.6.2 数据传输控制规程 47
2.6.3 差错控制技术 49
2.7 网络层 52
2.7.1 网络层的概念与作用 52
2.7.2 路由选择 54
2.7.3 拥塞控制 56
2.8 传输层和高层协议 57
2.8.1 传输层 57
2.8.2 高层协议 58
习题 60
第3章 局域网技术 61
3.1 局域网的概念 61
3.2 局域网网络协议 62
3.3 介质访问控制方式 64
3.3.1 带冲突检测的载波监听多路访问 64
3.3.2 令牌环介质访问控制 68
3.3.3 令牌总线介质访问控制 69
3.4 交换局域网 70
3.4.1 交换局域网原理 70
3.4.2 交换以太网 71
3.4.3 以太网交换机 72
3.4.4 全双工以太网 75
3.4.5 虚拟局域网 76
3.5 局域网组网方法 77
3.5.1 IEEE 802.3物理层标准类型 77
3.5.2 同轴电缆组网 78
3.5.3 双绞线组网 79
3.6 局域网互联技术 79
3.6.1 网络互联的基本概念 79
3.6.2 网络互联设备分类 80
3.7 局域网操作系统 82
3.7.1 操作系统的发展 83
3.7.2 网络操作系统 83
3.8 Windows NT网络操作系统 85
3.8.1 Windows NT的特点 85
3.8.2 Windows NT的系统结构 86
3.8.3 Windows NT的网络结构 87
3.8.4 Windows NT的网络功能 89
3.9 局域网测试 90
3.9.1 网络测试项目 90
3.9.2 局域网测试工具 91
习题 91
第4章 工业以太网 93
4.1 以太网和TCP/IP 93
4.2 工业以太网 95
4.2.1 工业以太网技术 95
4.2.2 工业以太网协议 97
4.2.3 工业以太网发展趋势 101
4.3 EtherNet/IP技术 102
4.4 基于EtherNet/IP的系统设计 105
4.4.1 硬件设计 105
4.4.2 软件设计 110
4.4.3 网络测试 110
4.5 EtherNet/IP应用 113
习题 113
第5章 CAN总线技术 115
5.1 CAN总线简介 115
5.2 CAN技术规范 116
5.2.1 CAN的通信参考模型 117
5.2.2 CAN的位值表示和传输距离 117
5.2.3 位编码／解码 118
5.2.4 位定时与同步 119
5.2.5 介质访问控制方式 121
5.2.6 CAN报文传送与帧结构 122
5.2.7 报文确认和过滤 128
5.2.8 错误处理和故障界定 128
5.3 CAN器件及节点开发 130
5.3.1 CAN控制器 130
5.3.2 CAN控制器SJA1000 131
5.3.3 BasicCAN寄存器及功能说明 133
5.3.4 CAN驱动器82C250/82C251 147
5.3.5 CAN智能节点设计 150
习题 154
第6章 DeviceNet现场总线 155
6.1 DeviceNet技术基础 155
6.2 DeviceNet通信参考模型 156
6.3 物理层 157
6.3.1 传输介质 157
6.3.2 介质访问单元 162
6.3.3 物理层信号 165
6.4 数据链路层 166
6.5 应用层 167
6.5.1 连接和报文组 167
6.5.2 对象模型 170
6.5.3 设备通信流程 174
6.5.4 UCMM和预定义主／从连接 181
6.5.5 离线连接组 192
习题 194
第7章 DeviceNet节点设计与组网7.1 DeviceNet节点设计要点 195
7.2 硬件设计 196
7.3 软件设计 197
7.4 编写设备描述 198
7.5 设备配置 202
7.5.1 设备配置选项 202
7.5.2 EDS电子数据文档 205
7.5.3 编写EDS文件 207
7.6 一致性测试 211
7.7 基于DeviceNet总线的控制系统设计 212
7.7.1 硬件设计 212
7.7.2 软件设计 214
7.7.3 系统测试 214
7.7.4 DeviceNet配置实例 216
习题 220
第8章 ControlNet现场总线 221
8.1 ControlNet技术特点 221
8.2 ControlNet通信参考模型 222
8.3 物理层和传输介质 223
8.3.1 物理层 223
8.3.2 传输介质 224
8.3.3 分接器 228
8.3.4 中继器 229
8.4 数据链路层 229
8.4.1 数据链路层协议 229
8.4.2 MAC帧 233
8.5 连接管理与报文传输 235
8.6 对象模型 237
8.7 设备描述 238
8.8 通用工业协议 238
8.9 基于ControlNet总线的控制系统设计 239
8.9.1 硬件设计 239
8.9.2 软件设计 242
8.9.3 系统测试 242
8.9.4 基于ControlNet总线的I/O控制实例 244
8.9.5 基于ControlNet总线的主从系统对时实例 249
习题 256
第9章 工业网络 258
9.1 互联技术 258
9.2 数据交换技术 258
9.3 数据库访问技术 264
9.3.1 数据库的系统结构 264
9.3.2 关系数据库 268
9.3.3 ODBC调用技术 269
9.4 远程通信技术 274
9.5 工业网络设计实例 275
9.5.1 硬件设计与设备选型 276
9.5.2 煤码头系统软件设计 279
习题 286
第10章 工业网络应用 287
10.1 网络结构 287
10.2 AS-i网络 288
10.3 MPI网络 290
10.4 Profibus网络 292
10.4.1 Profibus控制系统组成 292
10.4.2 Profibus基本特性 293
10.4.3 Profibus-DP 296
10.4.4 Profibus-PA 300
10.4.5 Profibus-FMS 303
10.5 ProfiNet网络 305
10.6 S7-200通信部件 307
10.7 Profibus DP通信配置 311
习题 315
参考文献 316