第1章緒論

1.1工業自動控制繫統歷史

1.1.1模擬儀表控制繫統

1.1.2直接數字控制繫統

1.1.3集散控制繫統

1.1.4現場總線控制繫統

1.2工業控制網絡特點

1.3傳統控制網絡——現場總線

1.3.1現場總線的定義

1.3.2現場總線的發展歷程

1.3.3工業控制網絡國際標準

1.4現代控制網絡——工業以太網

1.4.1工業以太網定義

1.4.2工業以太網的發展歷程

1.4.3工業以太網的特點

1.4.4工業以太網的標準

1.4.5工業以太網的發展前景

1.5常用工業控制網絡介紹

1.5.1基金會現場總線(FF)

1.5.2PROFIBUS

1.5.3CIP

1.5.4Modbus

1.5.5CAN總線

1.5.6LonWorks

1.6工業控制網絡發展趨勢

第2章數據通信與計算機網絡基礎

2.1數據通信繫統概述

2.1.1數據通信繫統組成

2.1.2數據通信繫統的性能指標

2.2數據編碼技術

2.2.1數字數據的模擬信號編碼

2.2.2數字數據的數字信號編碼

2.2.3數據同步方式

2.3傳輸差錯及其檢測

2.3.1奇偶校驗碼

2.3.2校驗和

2.3.3循環冗餘校驗碼

2.4工業控制網絡的節點

2.4.1可編程控制器

2.4.2傳感器與變送器

2.4.3執行器與驅動器

2.4.4人機界面

2.4.5網絡互連設備

2.5通信傳輸介質

2.5.1雙絞線

2.5.2同軸電纜

2.5.3光纖

2.5.4無線傳輸介質

2.6網絡拓撲結構

2.6.1星型拓撲

2.6.2總線型拓撲

2.6.3環型拓撲

2.6.4樹型拓撲

2.7網絡傳輸介質的訪問控制方式

2.7.1載波監聽多路訪問/衝突檢測

2.7.2令牌訪問控制方式

2.7.3時分復用

2.7.4輪詢

2.7.5集總幀方式

2.8OSI參考模型

2.8.1OSI參考模型簡介

2.8.2OSI參考模型的功能劃分

2.8.3幾種典型控制網絡的通信模型

第3章Modbus現場總線

3.1概述

3.1.1Modbus的特點

3.1.2Modbus的通信模型

3.1.3通用Modbus幀

3.1.4Modbus通信原理

3.2Modbus物理層

3.2.1RS-232接口標準

3.2.2RS-485接口標準

3.3Modbus串行鏈路層標準

3.3.1Modbus的傳輸模式

3.3.2Modbus差錯檢驗

3.3.3Modbus的功能碼

3.3.4Modbus協議編程實現

3.4臺達工業自動化設備

3.4.1臺達PLC簡介

3.4.2臺達觸摸屏

3.4.3臺達變頻器

3.5Modbus繫統組態

3.5.1WPLSoft軟件介紹

3.5.2Screen Editor軟件介紹

3.5.3PLC與變頻器Modbus通信

實驗1Modbus網絡繫統設計

第4章PROFIBUS現場總線

4.1PROFIBUS概述

4.1.1PROFIBUS簡介

4.1.2PROFIBUS的通信參考模型

4.1.3PROFIBUS的家族成員

4.2PROFIBUS-DP的通信協議

4.2.1PROFIBUS-DP的物理層

4.2.2PROFIBUS-DP的數據鏈路層

4.2.3PROFIBUS-DP的用戶層

4.3PROFIBUS-DP設備簡介

4.3.1西門子S7-300 PLC

4.3.2遠程I/O

4.3.3西門子觸摸屏TP 177B

4.4PROFIBUS-DP繫統

4.4.1STEP7軟件介紹

4.4.2WinCC flexible軟件介紹

4.4.3PROFIBUS-DP繫統組態

實驗2PROFIBUS繫統設計

第5章CAN總線

5.1CAN總線特點

5.2CAN總線通信模型

5.2.1CAN總線的物理層

5.2.2CAN總線的數據鏈路層

5.3CAN總線幀結構

5.3.1數據幀

5.3.2遠程幀

5.3.3出錯幀

5.3.4超載幀

5.3.5幀間空間

5.4CAN總線的錯誤處理機制

5.4.1錯誤類型

5.4.2錯誤界定規則

5.5SJA1000 CAN控制器

5.5.1SJA1000引腳功能

5.5.2SJA1000內部功能結構

5.5.3SJA1000內部存儲區分配

5.5.4SJA1000寄存器功能

5.6CAN總線收發器PCA82C250

5.6.1PCA82C250引腳功能

5.6.2PCA82C250內部功能結構

5.6.3PCA82C250的工作模式

5.7CAN總線節點設計

5.7.1CAN總線節點的硬件設計

5.7.2CAN總線節點的軟件設計

實驗3CAN總線節點一對一通信實驗

第6章DeviceNet現場總線

6.1DeviceNet概述

6.1.1設備級的網絡

6.1.2DeviceNet的特性

6.1.3DeviceNet的通信模式

6.2DeviceNet通信模型

6.2.1DeviceNet的物理層

6.2.2DeviceNet的數據鏈路層

6.2.3DeviceNet的應用層

6.3DeviceNet設備描述

6.3.1DeviceNet設備的對像模型

6.3.2DeviceNet設備的對像描述

6.3.3DeviceNet設備組態的數據源

6.4DeviceNet連接

6.4.1重復MAC ID檢測

6.4.2建立連接

6.4.3DeviceNet預定義主從連接組

6.4.4預定義主從連接的工作過程

6.5預定義主從連接實例

6.5.1顯示信息連接

6.5.2輪詢連接

6.5.3位選通連接

6.5.4狀態變化連接/循環連接

6.5.5多點輪詢連接

6.6臺達DeviceNet設備簡介

6.6.1臺達DNET掃描模塊

6.6.2臺達DeviceNet遠程IO適配模塊

6.6.3DeviceNet通訊轉換模塊

6.7臺達DeviceNet繫統組態

6.7.1DeviceNetBuilder軟件介紹

6.7.2DeviceNet應用案例

實驗4DeviceNet繫統設計實驗

第7章CANopen現場總線

7.1CANopen概述

7.1.1CANopen的發展

7.1.2CANopen的特性

7.2CANopen通信模型

7.2.1CANopen的物理層

7.2.2CANopen的數據鏈路層

7.2.3CANopen的應用層

7.3臺達CANopen設備簡介

7.3.1臺達CANopen掃描模塊

7.3.2臺達CANopen從站通信轉換模塊

7.4臺達CANopen繫統組態

7.4.1CANopen模塊設置介紹

7.4.2CANopen應用案例

實驗5CANopen繫統設計實驗

第8章工業以太網

8.1工業以太網簡介

8.1.1以太網與工業以太網

8.1.2工業以太網的環境適應問題

8.1.3以太網通信的非確定性問題

8.1.4實時以太網

8.2EPA

8.2.1EPA的主要特點

8.2.2EPA的通信協議模型

8.2.3EPA的網絡結構

8.3PROFINET

8.3.1PROFINET技術的起源

8.3.2PROFINET的主要技術特點

8.3.3PROFINET通信

8.3.4PROFINET與其他現場總線繫統的集成

8.4HSE

8.4.1HSE的繫統結構

8.4.2HSE與現場設備間的通信

8.4.3HSE的柔性功能塊

8.4.4HSE的鏈接設備

8.5Ethernet/IP

8.5.1Ethernet/IP概述

8.5.2Ethernet/IP的報文種類

8.5.3基於Ethernet/IP的工業以太網組網

8.6Modbus TCP

8.6.1Modbus TCP概述

8.6.2Modbus TCP應用

8.6.3Modbus-RTPS

8.7臺達工業以太網設備簡介

8.7.1臺達工業以太網通信模塊

8.7.2臺達工業以太網遠程I/O模塊

8.7.3臺達工業以太網交換機

8.8臺達工業以太網繫統組態

8.8.1DCISoft軟件介紹

8.8.2工業以太網應用案例

實驗6工業以太網繫統設計實驗

附錄AASCII碼表

附錄BCAN總線節點一對一通信參考程序

參考文獻