网络化控制系统 现场总线技术【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

网络化控制系统 现场总线技术PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 现场总线技术简介1

1.1.1 现场总线技术与现场总线系统1

1.1.2 现场总线数据通信系统3

1.1.3 现场总线控制网络4

1.1.4 现场总线网络化控制系统5

1.1.5 全分布式控制系统6

1.1.6 现场总线系统在企业网络中的地位与作用7

1.2 相关名词术语8

1.2.1 总线与总线操作8

1.2.2 通信设备9

1.2.3 报文与协议11

1.2.4 通信术语12

1.3 现场总线的技术发展14

1.3.1 早期的现场总线技术14

1.3.2 现场总线技术的标准化16

1.3.3 现场总线系统的特点17

1.3.4 现场总线网络与上层网络的连接19

练习题20

第2章 串行通信与串行通信接口21

2.1 通信编码21

2.1.1 数字编码与编码波形21

2.1.2 曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码22

2.1.3 模拟数据编码23

2.2 串行通信中的几个环节24

2.2.1 数据的串行化与串行传输24

2.2.2 单字节数据的报文帧24

2.2.3 通信连接与确认25

2.2.4 串行通信的中断请求与处理26

2.2.5 轮询26

2.2.6 出错处理27

2.3 串行通信接口27

2.3.1 EIA-23227

2.3.2 EIA-48530

2.3.3 通用串行总线USB32

2.3.4 IEEE 139433

2.4 通信传输的差错检测34

2.4.1 传输差错的类型34

2.4.2 差错检测35

2.4.3 循环冗余校验的原理与实现36

2.5 传输差错的校正39

2.5.1 纠错39

2.5.2 自动重传39

2.5.3 前向差错纠正40

2.5.4 海明码的编码40

2.5.5 海明码的错误检测与纠正42

2.5.6 多比特错误的纠正43

练习题44

第3章 控制网络与网络互连45

3.1 控制网络45

3.1.1 现场总线控制网络与计算机网络45

3.1.2 现场总线控制网络的节点46

3.1.3 现场总线控制网络的任务与工作环境46

3.1.4 现场总线控制网络的实时性要求47

3.2 网络互连48

3.2.1 网络互连的通信参考模型48

3.2.2 通信参考模型的分层功能49

3.2.3 现场总线对OSI通信参考模型的简化51

3.2.4 几种现场总线网络的通信参考模型52

3.2.5 网络互连设备53

3.3 网络传输介质的种类56

3.3.1 双绞线56

3.3.2 屏蔽电缆57

3.3.3 同轴电缆57

3.3.4 光缆57

3.3.5 无线传输58

3.4 网络传输介质的性能59

3.4.1 传输介质的频率特性59

3.4.2 介质带宽60

3.4.3 信噪比对信道容量的影响61

3.4.4 导线传输介质的性能参数62

3.5 网络拓扑62

3.5.1 环形拓扑63

3.5.2 星形拓扑63

3.5.3 总线拓扑64

3.5.4 树形拓扑64

3.6 网络传输介质的访问控制65

3.6.1 主从通信65

3.6.2 载波监听多路访问/冲突检测66

3.6.3 载波监听多路访问/逐位仲裁67

3.6.4 令牌67

3.6.5 时分复用69

3.6.6 几种访问控制方式的综合70

3.7 网络操作系统71

3.7.1 局域网操作系统71

3.7.2 Netware与NetBEUI71

3.7.3 Windows操作系统系列72

3.7.4 UNIX73

3.7.5 Linux73

3.7.6 嵌入式操作系统74

练习题75

第4章 基金会现场总线FF 76

4.1 H1的通信参考模型与数据编码76

4.1.1 H1的通信参考模型76

4.1.2 H1报文帧的结构80

4.1.3 H1报文帧中的数据编码81

4.1.4 H1的通信信号82

4.2 H 1的通信调度83

4.2.1 现场设备的类型83

4.2.2 链路活动调度器LAS85

4.2.3 通信调度的工作过程85

4.2.4 总线上的时间87

4.2.5 通信控制器87

4.3 网络与系统管理89

4.3.1 网络管理89

4.3.2 设备标识与工作状态90

4.3.3 系统管理的功能与服务91

4.3.4 系统管理信息库SMIB95

4.4 功能块96

4.4.1 功能块的内部结构与功能块连接96

4.4.2 功能块中的用户应用块99

4.4.3 功能块的块参数100

4.4.4 功能块应用104

4.5 FF的应用系统105

4.5.1 H1网段的基本组成105

4.5.2 H1网段的传输介质107

4.5.3 H1网段的拓扑结构107

4.5.4 网段的连线长度108

4.5.5 H1网段的接地与屏蔽110

4.5.6 应用系统的设计与运行111

练习题113

第5章 工业以太网114

5.1 工业以太网简介114

5.1.1 工业以太网与以太网114

5.1.2 以太网的工业级产品116

5.1.3 以太网通信的非确定性问题118

5.1.4 工业以太网应用层的控制功能119

5.1.5 以太网的嵌入式控制节点120

5.2 以太网的物理连接与数据封装120

5.2.1 以太网的物理连接120

5.2.2 以太网的帧格式121

5.2.3 以太网的数据封装122

5.3 TCP/IP协议组124

5.3.1 TCP/IP协议组的构成124

5.3.2 IP协议124

5.3.3 用户数据报协议128

5.3.4 传输控制协议TCP129

5.4 实时以太网130

5.4.1 实时以太网及其通信参考模型130

5.4.2 实时以太网的介质访问控制132

5.4.3 IEEE 1588精确时间同步协议133

5.5 PROFINET135

5.5.1 PROFINET的网络连接136

5.5.2 IO设备模型及其数据交换136

5.5.3 组件模型及其数据交换142

5.5.4 PROFINET通信的实时性144

5.5.5 PROFINET与其他现场总线系统的集成147

5.5.6 PROFINET的IP地址管理与数据集成148

5.6 高速以太网HSE150

5.6.1 HSE的系统结构150

5.6.2 HSE与现场设备间的通信151

5.6.3 HSE的柔性功能块152

5.6.4 HSE的链接设备152

练习题153

第6章 PROFIBUS154

6.1 PROFIBUS概述154

6.1.1 PROFIBUS的三个子集154

6.1.2 PROFIBUS-DP的相关版本与行规156

6.1.3 PROFIBUS的通信参考模型157

6.1.4 PROFIBUS的主站与从站158

6.1.5 PROFIBUS总线访问控制的特点159

6.2 PROFIBUS的通信协议160

6.2.1 PROFIBUS的物理层及其网络连接160

6.2.2 PROFIBUS的数据链路层协议164

6.2.3 PROFIBUS的令牌环167

6.3 PROFIBUS-DP169

6.3.1 PROFIBUS-DP-V0170

6.3.2 PROFIBUS-DP的GSD文件174

6.3.3 PROFIBUS-DP-V1175

6.3.4 PROFIBUS-DP-V2介绍177

6.4 PROFIBUS站点的开发与实现181

6.4.1 PROFIBUS的站点实现181

6.4.2 从站的实现方案185

6.4.3 主站的实现方案187

6.4.4 PROFIBUS的网络监听器188

6.5 PROFIBUS-PA188

6.5.1 PROFIBUS-PA的基本特点188

6.5.2 DP/PA的连接189

练习题191

第7章 LonWorks总线193

7.1 LonWorks总线的技术概述193

7.1.1 LonWorks总线的技术组成193

7.1.2 LonWorks节点195

7.1.3 路由器（router）196

7.1.4 LonWorks的Internet连接设备197

7.1.5 网络管理197

7.1.6 通信端口199

7.2 LonTalk通信协议202

7.2.1 LonTalk协议概述202

7.2.2 LonTalk的物理层202

7.2.3 LonTalk的地址命名203

7.2.4 LonTalk的数据链层204

7.2.5 LonTalk协议的网络层206

7.2.6 LonTalk协议的传输层和会话层207

7.2.7 LonTalk协议的表示层和应用层207

7.2.8 LonTalk协议的网络管理和网络诊断207

7.2.9 LonTalk协议的报文服务208

7.3 收发器与路由器208

7.3.1 双绞线收发器208

7.3.2 电力线收发器212

7.3.3 其他类型介质215

7.3.4 路由器215

7.4 LonMark对象与网络变量216

7.4.1 LonMark对象和功能模式216

7.4.2 配置属性218

7.4.3 网络变量218

7.4.4 LonMark程序ID220

7.5 LonWorks节点开发工具221

7.5.1 LonBuilder多节点开发工具221

7.5.2 NodeBuilder节点开发工具222

7.6 LNS网络操作系统与网络工具223

7.6.1 网络操作系统LNS223

7.6.2 LNS网络工具225

练习题226

第8章 几种现场总线技术简介227

8.1 Modbus227

8.1.1 Modbus通信参考模型227

8.1.2 串行链路的主从通信228

8.1.3 站点状态与时序230

8.1.4 RTU传输模式232

8.1.5 ASCII串行传输模式234

8.1.6 Modbus TCP/IP应用数据单元235

8.1.7 Modbus通信网络的体系结构237

8.2 CAN总线237

8.2.1 CAN总线的特点237

8.2.2 CAN的通信参考模型239

8.2.3 CAN总线报文帧的类型与结构240

8.2.4 CAN的通信控制器与相关芯片245

8.3 DeviceNet249

8.3.1 DeviceNet技术简介249

8.3.2 DeviceNet的物理层和物理媒体250

8.3.3 DeviceNet的对象模型251

8.3.4 DeviceNet的连接与连接标识252

8.3.5 DeviceNet的通信方式253

8.3.6 DeviceNet的设备描述254

8.4 无线短程低速数据通信技术ZigBee255

8.4.1 ZigBee的技术特点255

8.4.2 ZigBee的通信参考模型256

8.4.3 ZigBee的设备类型259

8.4.4 ZigBee的网络拓扑结构260

8.4.5.ZigBee的设备地址、寻址与路由262

8.4.6 ZigBee的应用系统265

8.5 现场总线的选择266

练习题267

主要参考文献268