第1章 现场总线概论 1
1.1 现场总线的简介 1
1.1.1 现场总线的基本概念 1
1.1.2 现场总线分布式网络系统 1
1.1.3 现场总线自动控制系统 2
1.2 现场总线的特点 2
1.2.1 现场总线系统的结构特点 2
1.2.2 现场总线系统的技术特点 3
1.2.3 现场总线系统的优势 3
1.3 现场总线的起源与发展趋势 4
1.3.1 现场总线标准的起源和发展 4
1.3.2 现场总线与仪器仪表的结合 4
1.3.3 现场总线开放统一和几种标准共存的发展方向 5
1.4.1 开放系统互连参考模型的结构 7
1.4 现场总线开放系统互连模型基础 7
1.4.2 开放系统互连参考模型的功能 8
1.4.3 现场总线通信协议模型 14
第2章 现场总线协议规范 15
2.1 FF现场总线协议规范 15
2.1.1 FF现场总线协议的主要技术特点 15
2.1.2 系统的主要组成部分及其相互关系 16
2.1.3 FF现场总线网络通信协议 17
2.2 LonWorks现场总线协议规范 18
2.2.1 LonWorks现场总线协议的主要技术特点 19
2.2.2 系统的主要组成部分及其相互关系 19
2.2.3 LonWorks现场总线通信协议 20
2.3 Profibus现场总线协议规范 22
2.3.1 Profibus现场总线协议的主要技术特点 22
2.3.2 系统的主要组成部分及其相互关系 24
2.3.3 Profibus通信协议 24
2.4.1 CAN现场总线协议的主要技术特点 27
2.4 CAN现场总线协议规范 27
2.4.2 CAN现场总线的分层结构 28
2.4.3 CAN通信协议 29
2.5 DeviceNet现场总线协议规范 30
2.5.1 DeviceNet现场总线协议的主要技术特点 31
2.5.2 DeviceNet现场总线的分层结构 31
2.5.3 DeviceNet通信协议 32
2.6 HART的现场总线协议规范 35
2.6.1 HART现场总线协议的主要技术特点 35
2.6.2 HART通信协议的特点与优势 36
2.6.3 HART通信协议 37
2.7 Modbus的现场总线协议规范 38
2.7.1 Modbus现场总线协议的主要技术特点 38
2.7.2 Modbus传输方式 39
2.7.3 Modbus通信协议 40
2.8 ASi的现场总线协议规范 42
2.8.1 ASi现场总线协议的主要技术特点 43
2.8.2 ASi访问方式 44
2.8.3 ASi通信协议 45
第3章 全球重要企业的现场总线系统 47
3.1 罗克韦尔（Rockwell）现场总线控制系统 47
3.1.1 现场总线系统结构与功能 47
3.1.2 现场总线系统软件 49
3.1.3 现场总线系统设备 50
3.2 西门子（Siemens）现场总线控制系统 54
3.2.1 现场总线系统结构与功能 54
3.2.2 现场总线系统软件 55
3.2.3 现场总线系统设备 57
3.3 ABB现场总线控制系统 60
3.3.1 现场总线系统结构与功能 60
3.3.2 现场总线系统软件 62
3.3.3 现场总线系统设备 62
3.4.1 现场总线系统结构与功能 63
3.4 施耐德（Schneider）现场总线控制系统 63
3.4.2 现场总线系统软件 65
3.4.3 现场总线系统设备 66
3.5 三菱（Mitsubishi）现场总线控制系统 67
3.5.1 现场总线系统结构与功能 67
3.5.2 现场总线系统软件 70
3.5.3 现场总线系统设备 71
3.6 欧姆龙（Omron）现场总线控制系统 72
3.6.1 现场总线系统结构与功能 72
3.6.2 现场总线系统软件 74
3.6.3 现场总线系统设备 75
3.7 中科博微现场总线控制系统 76
3.7.1 现场总线系统软件 76
3.7.2 现场总线系统设备 77
3.8.1 现场总线系统结构与功能 80
3.8 浙大中控现场总线控制系统 80
3.8.2 现场总线系统软件 81
3.8.3 现场总线系统设备 82
第4章 现场总线系统的设计规划与应用 85
4.1 企业网络系统的一般原理 85
4.1.1 企业网络系统的设计原则 86
4.1.2 企业网络系统的设计内容 87
4.1.3 企业网络的数据库系统 88
4.1.4 企业生产过程的集散控制系统（DCS） 91
4.2 现场总线系统的一般设计应用过程 92
4.2.1 现场总线系统的设计原则 92
4.2.2 现场总线系统的网络与控制设计 93
4.2.3 现场总线软件设计开发与组态 95
4.2.4 现场总线系统的运行、维护和故障诊断 97
4.3 罗克韦尔现场总线锅炉控制系统设计应用 98
4.3.1 锅炉对象的系统描述 98
4.3.2 DeviceNet控制设备描述 100
4.3.3 网络系统软件结构描述 101
4.3.4 系统硬件与功能配置 103
4.3.5 软件系统网络组态与通信配置 105
4.3.6 系统控制算法设计与程序结构 111
4.3.7 人机界面设计与实现 117
4.3.8 现场总线锅炉控制应用结果 122
4.4 西门子现场总线电厂输煤控制系统设计应用 125
4.4.1 生产过程对象的系统描述 125
4.4.2 网络系统功能描述 126
4.4.3 控制系统组成描述 127
4.4.4 西门子Profibus现场总线通信 133
4.4.5 组态软件与系统组态 137
4.4.6 西门子现场总线系统运行结果 141
4.5 HART智能电动执行机构设计应用 141
4.5.1 HART智能电动执行机构整体设计 141
4.5.2 HART智能电动执行机构硬件设计 143
4.5.3 HART智能电动执行机构软件设计 153
4.5.4 HART电动执行机构实验测试 164
第5章 现场总线系统的应用实例 168
5.1 现场总线在流程工业的应用 168
5.1.1 现场总线在煤矿行业的解决方案与应用实例 168
5.1.2 现场总线在钢铁行业的应用实例 179
5.1.3 现场总线在石油与化工行业的应用 184
5.2 现场总线在工业制造中的应用 198
5.2.1 机器制造现场总线系统应用实例 198
5.2.2 现场总线在工业生产线的应用 207
5.3 现场总线在环境与民用工程中的应用 214
5.3.1 水与废水处理的现场总线系统 214
5.3.2 现场总线在楼宇和建筑行业的应用 227
5.4 现场总线在能源工程中的应用 232
5.4.1 现场总线在电厂的应用 232
5.4.2 现场总线在热能网行业的应用 240
参考文献 253