1 绪论 1
1.1 网络与控制 2
1.1.1 计算机网络的发展历程 2
1.1.2 自动控制网络技术及其变革 3
1.1.3 控制系统的网络化发展背景 3
1.2 工业企业网 6
1.2.1 工业企业网的基本概念和特性 7
1.2.2 工业企业网的发展历程 7
1.2.3 控制网与信息网络的互联 7
1.2.4 工业企业网的体系结构 9
1.3 现场总线概述 17
1.3.1 现场总线的基本概念 17
1.3.2 现场总线的技术特点 17
1.3.3 现场总线技术对控制领域的影响 19
思考题与习题 20
2 网络与通信基础知识 21
2.1 数据通信系统 22
2.1.1 数据通信系统简介 22
2.1.2 数据通信系统原理 23
2.1.3 传输介质 26
2.1.5 媒体访问控制技术 28
2.1.4 局域网拓扑结构 28
2.2 计算机网络体系结构 29
2.2.1 网络体系结构及网络协议 30
2.2.2 物理层 32
2.2.3 数据链路层 34
2.2.4 网络层 36
2.2.5 运输层 37
2.2.6 高层协议 39
2.3 网络互联和Internet 41
2.3.1 网络互联技术 41
2.3.2 TCP/IP协议 43
思考题与习题 44
2.3.3 接入Internet 44
3 现场总线技术 45
3.1 现场总线控制系统（FCS） 46
3.1.1 现场总线控制系统的概念及组成 46
3.1.2 现场总线控制系统的特点 47
3.1.3 FCS对DCS的挑战 49
3.2 现场总线的标准 50
3.2.1 现场总线国际标准 50
3.2.2 现场总线的发展趋势 51
3.2.3 几种流行的现场总线 53
3.3.1 通信协议 56
3.3 现场总线的通信协议及拓扑结构 56
3.3.2 拓扑结构 58
3.4 一致性与互操作性测试技术 58
3.4.1 一致性测试 58
3.4.2 互操作性测试 60
3.5 基于现场总线的Intranet体系结构 61
3.5.1 体系结构 61
3.5.2 系统实现及主要问题 62
3.6 现场总线技术应用注意事项 63
3.6.2 系统实时性要求 64
3.6.1 项目是否适于使用现场总线 64
3.6.3 有无应用先例 65
3.6.4 采用什么样的系统结构 65
3.6.5 如何与车间自动化系统或全厂自动化系统连接 65
思考题与习题 65
4 几种流行的现场总线 67
4.1 基金会现场总线（FF） 68
4.1.1 基金会现场总线的主要技术 68
4.1.2 基金会现场总线网络拓扑结构 70
4.1.3 基金会现场总线通信系统及通信模型 71
4.1.4 基金会现场总线的功能块 78
4.1.5 FB3050基金会现场总线通信控制器 81
4.1.6 基金会现场总线的组态及一致性与互操作性测试 83
4.2 过程现场总线（Profibus） 85
4.2.1 Profibus现场总线概述 85
4.2.2 Profibus的体系结构和通信模型 86
4.2.3 Profibus的主要特征 88
4.2.4 Profibus-DP 89
4.2.5 Profibus-FMS 91
4.2.6 Profibus-PA 92
4.3 控制器局域网总线——CAN总线 93
4.3.1 CAN的技术特点 93
4.3.2 CAN的体系结构 95
4.3.3 CAN的控制器件 96
4.3.4 CAN的工作原理 102
4.4 LonWorks技术和LON总线 107
4.4.1 LonWorks概述 108
4.4.2 LonWorks的通信模型 109
4.4.3 LonTalk协议 111
4.4.4 Neuron芯片与Neuron C 113
4.4.5 LNS和网络管理 117
4.5 四种现场总线小结 118
思考题与习题……………………118 118
5 控制及信息协议（CIP）与DeviceNet 120
5.1 CIP概述 121
5.1.1 CIP网络 121
5.1.2 CIP技术特点 123
5.1.3 CIP设备 127
5.1.4 CIP网络组网 130
5.2 DeviceNet概述 132
5.3 DeviceNet的网络结构 134
5.3.1 网络模型 134
5.3.2 物理层和传输介质 135
5.3.3 数据链路层 142
5.3.4 应用层 147
5.3.5 UCMM服务 151
5.3.6 I/O数据触发方式 151
5.4 DeviceNet组网 153
思考题与习题 153
6 工业以太网和EtherNet/IP 155
6.1 以太网 156
6.1.1 以太网概述 156
6.1.2 以太网的物理层与数据链路层 156
6.2 工业以太网 160
6.2.1 工业以太网的技术优势 160
6.2.3 工业以太网技术应解决的问题 161
6.2.2 工业以太网互连模型 161
6.2.4 工业以太网的发展趋势 162
6.3 EtherNet/IP 163
6.3.1 EtherNet/IP概况 163
6.3.2 EtherNet/IP网络模型 163
6.3.3 EtherNet/IP设备开发 164
6.3.4 EtherNet/IP组网 166
思考题与习题 167
7 控制网络设备及布线安装 169
7.1 数字控制设备及其功能结构 170
7.2.1 现场总线网段的基本构成部件 172
7.2 网络控制系统布线与安装 172
7.2.2 总线供电与网络配置 174
7.2.3 现场总线的网络扩充 175
7.2.4 关于现场总线的接地、屏蔽与极性 177
7.3 现场总线通信网络中的常见故障及常用检测工具 177
7.4 网络管理与系统管理 178
7.4.1 网络管理 178
7.4.2 系统管理 180
思考题与习题 183
8 现场总线技术应用实例 184
8.1.1 智能寻位制造系统的组成 185
8.1 基于CAN总线的智能寻位制造系统 185
8.1.2 现场总线网络系统 186
8.1.3 应用实例 189
8.2 CAN总线在变电站自动化系统中的应用 189
8.2.1 基于CAN总线的变电站自动化系统设计思想 189
8.2.2 基于CAN总线的接地选线 190
8.2.3 基于CAN总线的网络化母线保护 191
8.2.4 基于CAN总线的电压无功控制 192
8.3 基于Profibus-DP的变频器控制系统 192
8.3.1 基于Profibus-DP变频器控制系统的特点 192
8.3.2 西门子6SE70系列变频器控制系统的网络结构 192
8.4.2 变频器的现场总线控制 194
8.4 DeviceNet总线控制变频器的应用 194
8.4.1 变频器的常规自动控制 194
8.5 基于DeviceNet现场总线的汽车总装生产线控制系统 196
8.5.1 总装生产线设计目标 196
8.5.2 控制系统 197
8.5.3 系统构建与调试 198
8.5.4 总线特点 199
8.6 LonWorks技术在橡胶工业的应用 199
8.6.1 系统简介 199
8.6.3 控制原理 200
8.6.2 控制部分的构成 200
8.7 用LonWorks构筑全分散智能控制网络系统 201
8.7.1 LonWorks全分散智能控制网络系统描述 201
8.7.2 LonWorks全分散智能控制网络系统应用工程示例 207
8.7.3 推荐应用领域 214
8.8 现场总线技术在宝钢电渣炉控制系统中的应用 214
8.8.1 概述 214
8.8.2 控制系统配置 215
8.8.3 控制功能 216
8.9.1 概述 217
8.9 基于Profibus-DP的自动分类传送系统 217
8.8.4 应用效果 217
8.9.2 识别系统原理 218
8.9.3 自动识别和物体分类传输 219
8.9.4 系统的结构和组态 220
8.10 基于FF的地铁杂散电流监测系统 222
8.10.1 地铁杂散电流监测系统的设计原理 222
8.10.2 智能单元的设计 224
思考题与习题 224
缩略语 226
参考文献 231