第一章 网络化的计算机监督与控制系统概述 1
1.1 网络化的计算机监督与控制系统概念 1
1.2 网络化的计算机监督与控制系统的发展历史与现状 3
1.2.1 RS485总线监督控制与数据采集系统 5
1.2.2 现场总线控制系统 6
1.3 网络化的计算机监督与控制系统的主要技术问题 7
1.3.1 通信网络 7
1.3.2 控制理论 7
1.4 网络化计算机监督与控制系统设计 8
1.4.1 硬件设计 9
1.4.2 软件设计 10
1.4.3 优化控制算法设计 10
1.5 思考题 10
第二章 数据通信网络基础 11
2.1 数据通信基础知识 11
2.1.1 数据传送方式 11
2.1.2 数据传输形式 12
2.1.3 同步技术 14
2.1.4 多路复用技术 16
2.1.5 差错控制技术 17
2.2.1 通信网络功能及分类 19
2.2 通信网络技术 19
2.2.2 网络拓扑结构 20
2.2.3 传输介质 21
2.2.4 网络访问控制技术 22
2.2.5 网络性能要求 23
2.3 通信网络协议 24
2.3.1 OSI/ISO参考模型结构 24
2.3.2 OSI/ISO参考模型各层协议 25
2.4.2 网络互联设备 27
2.4 网络互联 27
2.4.1 网络互联的意义 27
2.5 串行通信接口技术 29
2.5.1 串行通信接口的基本任务 29
2.5.2 RS-232C通信接口 30
2.5.3 RS-422A/RS-449通信接口 33
2.5.4 RS-485通信接口 34
2.6 RS-232/RS-485转换器 35
2.7 思考题 36
3.1.1 SCADA网络化监控系统组成及应用领域 38
第三章 SCADA网络化监控系统 38
3.1 SCADA网络化监控系统的概念 38
3.1.2 SCADA网络化监控系统的功能 40
3.2 监控系统中的下位机——PLC原理与PLC控制系统 41
3.2.1 可编程序控制器的基本结构 42
3.2.2 可编程序控制器的工作原理 43
3.2.3 PLC的编程——梯形图及其绘制 44
3.2.4 控制系统的梯形图设计 45
3.2.5 可编程序控制器的指令系统 45
3.2.6 可编程序控制系统的设计 46
3.2.7 可编程序控制系统设计实例 47
3.3 PLC网络控制系统 49
3.3.1 OMRON C系列PLC概况 49
3.3.2 下位连接系统 50
3.3.3 同位连接系统 58
3.3.4 上位连接系统 67
3.4 SCADA网络化监督与控制系统的组态软件 80
3.4.1 SCADA组态软件功能 81
3.4.2 SCADA组态软件的基本特性 81
3.4.3 组态软件的基本原理 82
3.4.4 使用ControX2000组态软件开发监控系统 84
3.4.5 SCADA监控系统程序开发的技术 102
3.5 工控软件互操作规范OPC技术 105
3.5.1 OPC规范的产生与发展 105
3.5.2 ControX组态软件中的OPC组件应用 107
3.6 SCADA网络化监控系统的设计举例 108
3.6.1 远距离的PLC控制直流电机位置系统硬件 108
3.6.2 控制程序 109
3.6.3 上位机监控界面 112
3.7 思考题 114
4.1 概述 115
第四章 ProfiBus总线监控系统 115
4.1.1 ProfiBus现场总线 116
4.1.2 ProfiBus适用范围 116
4.1.3 ProfiBus协议结构 117
4.1.4 ProfiBus-DP/-PA/-FMS的主要特性 121
4.1.5 ProfiBus的实现 126
4.1.6 ProfiBus的应用及前景 126
4.2 西门子的ProfiBus总线监控系统 127
4.2.1 西门子的ProfiBus总线监控系统的结构 127
4.2.2 S7-200小型PLC 130
4.2.3 S7-300中型PLC 137
4.2.4 STEP-7编程与组态软件 142
4.2.5 WinCC V6.0监控软件 145
4.2.6 分布式I/O ET200 151
4.2.7 AS-I传感器执行器接口 155
4.3 ProfiBus-DP开发 164
4.3.1 ProfiBus-DP开发常用ASIC芯片 164
4.3.2 ProfiBus-DP从站通信接口的开发 169
4.3.3 开发ProfiBus-DP智能从站 173
4.4 ProfiBus总线监控系统举例 175
4.5 思考题 178
第五章 ControlNet与DeviceNet总线监控系统 179
5.1 ControlNet控制网原理与特点 179
5.2 DeviceNet原理及其技术特点 182
5.2.1 概述 182
5.2.2 DeviceNet物理层 183
5.2.3 CAN的出错管理 184
5.2.4 DeviceNet数据链路层 184
5.2.5 DeviceNet应用层协议 191
5.2.6 DeviceNet应用层协议实现 192
5.3 控制网与设备网的性能比较与分析 194
5.3.1 ControlNet——控制网 194
5.3.2 DeviceNet——设备网（CAN总线） 194
5.3.3 三种控制网的比较与分析 195
5.4 Rockwell监控系统简介 195
5.4.1 Rockwell A-B可编程序控制器 195
5.4.2 Rockwell A-B可编程控制器系统软件 199
5.4.3 Rockwell A-B可编程序控制器系统的网络和通信 202
5.4.4 Rockwell A-B可编程序控制器的编程 207
5.4.5 基于DeviceNet总线的开放式智能变频器及软启动器 210
5.5 DeviceNet应用 211
5.5.1 DeviceNet网络与扫描器的应用 211
5.5.2 基于DeviceNet网络的变频器集成控制 214
5.5.3 对电机实现变频调速的DeviceNet控制网络 215
5.6 DeviceNet的数字移相器设计 223
5.6.1 基于LPC2129的CAN控制器的硬件连接 224
5.6.2 DeviceNet的软件 225
5.7 思考题 232
6.1 工业以太网监控系统的结构 233
第六章 工业以太网监控系统 233
6.1.1 监控系统的结构分析 234
6.1.2 Client/Server结构 234
6.1.3 Client/Server结构的优点 235
6.1.4 Browser/Server结构 235
6.1.5 Browser/Server结构的优点 235
6.1.6 B/S与C/S相结合的体系结构 236
6.2 以太网基础知识 237
6.2.1 以太网的物理层 237
6.2.3 以太网的数据通信帧结构与封装 239
6.2.2 以太网的通信协议 239
6.3 以太网的套接字（Socket）编程原理 245
6.3.1 客户机／服务器模式通信过程 246
6.3.2 Socket实现网络通信编程 246
6.4 B/S结构技术 253
6.4.1 Internet技术 253
6.4.2 Web技术 253
6.4.3 动态网页技术 259
6.4.4 CGI技术 260
6.5.1 模块硬件 264
6.5 嵌入式Internet技术及其实现方案 264
6.5.2 WebServer System开发软件包 265
6.5.3 开发简单的嵌入式WebServer实例 267
6.5.4 关于系统安全性 273
6.6 基于单片机的嵌入式Web服务器 275
6.6.1 基于单片机的嵌入式Web服务器功能特点 275
6.6.2 系统硬件结构设计 276
6.6.3 软件工作原理 278
6.7.1 工业控制网络的实时性要求 280
6.7.2 工业以太网与实时以太网 280
6.7 实时工业以太网技术 280
6.7.3 六种主要实时以太网通信协议分析 281
6.7.4 以太网进入控制系统现场级的三个技术方案 286
6.8 思考题 287
附录 288
1．SYSMAC-CPT编程软件使用简介 288
2．实验 291
实验一 利用PLC控制电机转动 291
实验二 利用Controx 2000组态软件仿真搅拌机转动 292
实验三 Controx 2000组态软件对搅拌机的监控系统 297
参考文献 302