第1章　绪论

1.1　工业自动化技术及控制系统的发展历程

前言

1.2　工业网络的定义、结构和应用

1.2.1　工业网络的定义

1.2.2　现场总线在工业网络中的位置和作用

本章小结

思考题与练习题

2.1.1　工业数据通信概述

第2章　工业网络与通信基础知识

2.1　工业网络通信基础

2.1.2　数据通信的基本概念

2.1.3　数据编码

2.1.4　数据传输

2.1.5　差错控制

2.2　工业网络物理结构

2.2.1 网络的传输介质

2.2.2　工业通信网络的主要拓扑结构

2.2.3　介质访问控制方式

2.3.1　OSI参考模型

2.3　开放系统互连参考模型及网络互连

2.3.2　网络互连

2.3.3　现场总线的通信协议模型

本章小结

思考题与练习题

第3章　现场总线技术概述

3.1　现场总线的产生背景

3.2　现场总线及现场总线控制系统的定义

3.3.1　现场总线的结构特点

3.3　现场总线的特点

3.3.2　现场总线的技术特点

3.4　现场总线的优点

3.5　现场总线的国际标准及其制定过程

3.6　现场总线与IT计算机网络的区别

3.7　DCS、PLC和FCS三大控制系统的基本要点和区别

3.7.1 三大控制系统的基本要点

3.7.2　FCS与DCS的区别

3.7.3　PLC、DCS和FCS之间的融合

3.8.1　现场总线技术的现状和发展趋势

3.8　现场总线技术的发展和研究热点

3.8.2　现场总线领域的研究和应用热点

3.9　几种主要的现场总线技术简介

3.9.1 FF

3.9.2 WorldFIP

3.9.3 INTERBUS

3.9.4 CAN

3.9.5 LonWorks

3.9.6 ControlNet和DeviceNet

本章小结

思考题与练习题

第4章 PROFIBUS概述

4.1 PROFIBUS的发展及其成为标准的历程

4.2 PROFIBUS家族及其应用

4.2.1 PROFIBUS家族成员

4.2.2 PROFIBUS工业网络及其应用

4.3 PROFIBUS的协议结构

4.3.1 协议结构

4.3.2　物理层

4.3.3　数据链路层

4.3.4　应用层

4.4　PROFIBUS的行规

4.4.1　应用行规

4.4.2　系统行规

4.4.3　几种主要的行规介绍

4.5　PROFIBUS的GSD文件

4.6　PROFIBUS的产品认证

4.7　PROFIBUS-DP版本的发展

4.8　设备管理工具的发展

思考题与练习题

本章小结

第5章　PROFIBUS-DP及DP-V0

5.1　PROFIBUS-DP的基本概念

5.1.1　传输技术

5.1.2　设备类型

5.1.3　基本特点

5.1.4　总线存取过程

5.1.5　系统配置

5.1.6　设备地址

5.2.3　DP从站

5.2.2　2类DP主站

5.2.1 1类DP主站

5.2　DP各站的功能及通信

5.2.4　DP各站之间的通信

5.3　DP报文格式

5.4　DP主站和从站的工作过程

5.4.1　主站工作过程

5.4.2　从站工作过程

5.5　DP-V0报文详解

5.5.1　改变从站地址报文

5.5.2　诊断请求及响应报文

5.5.3　参数设置请求及响应报文

5.5.4　组态请求及响应报文

5.5.5　数据交换及全局控制报文

5.6　总线和信息的循环时间及估计

5.6.1　有关总线时间的一些术语

5.6.2　循环时间及估计

5.7　PROFIBUS-DP系统的接线及安装

5.7.1　PROFIBUS-DP传输技术

5.7.2　PROFIBUS-DP中RS485的接线

5.7.3　电缆及现场安装

5.8.1　系统组成

5.8　简单PROFIBUS-DP系统组成及应用举例

5.8.2　基于SIEMENS公司主站板卡组成的系统

5.8.3　基于Softing公司主站板卡组成的系统

本章小结

思考题与练习题

第6章 PROFIBUS-PA及DP-V1

6.1　PROFIBUS-PA概述

6.1.1 PA概述

6.1.2　PA的技术特点

6.2.1 IEC61158-2的特点

6.1.3　过程控制使用PA的优点

6.2　PROFIBUS-PA的通信协议

6.2.2　DP-V1通信协议的特点

6.2.3 DP-V1的组成

6.3　PROFIBUS-PA的系统结构

6.4　PROFIBUS-PA行规

6.4.1 概述

6.4.2　PA装置中的块模型

6.4.3　PA行规中的信号链

6.4.4　PA设备中的数据及其表示方法

6.5 DP-V1报文详解

6.5.1　参数设置报文

6.5.2　组态报文

6.5.3　诊断报文

6.5.4　非循环通信MS1报文

6.5.5　非循环通信MS2报文

6.6　PROFIBUS-PA的现场安装

6.6.1　PA网络的接线

6.6.3　PROFIBUS-PA使用的电缆

6.6.2　屏蔽与接地

6.6.4　PROFIBUS-PA网络设计举例

6.7　现场总线本质安全概念

6.7.1　本质安全概念

6.7.2　FISCO概述

6.7.3　FISCO在PROFIBUS-PA系统设计中的应用

6.8　FDT/DTM技术及其应用

6.8.1 FDT/DTM技术

6.8.2　工厂资产管理系统及其应用

6.9.1 控制装置简介

6.9　PROFIBUS-PA简单系统举例

6.9.2　系统组态

6.9.3　系统设计

6.9.4　系统调试及运行

本章小结

思考题与练习题

第7章　AS-i技术及应用

7.1　AS-i技术概述

7.1.1　AS-i概述

7.1.2　AS-i的产生和发展

7.1.3　开发AS-i所遵从的一些技术规范

7.1.4　AS-i的主要优点

7.1.5　AS-i的主要特点

7.1.6　AS-i系统的基本组成

7.2　AS-i技术解析

7.2.1　AS-i的行规

7.2.2　AS-i的网络结构

7.2.3　AS-i的通信机理

7.2.4　AS-i的报文

7.2.6　AS-i主站操作

7.2.5　AS-i从站地址设定

7.2.7　AS-i的工作过程

7.3　AS-i的扩展

7.3.1 概述

7.3.2　AS-i V2.1从站的编址和ID码

7.3.3　AS-i V2.1的模拟量处理功能

7.3.4　外围故障诊断

7.4　AS-i的安全工作技术

7.4.1　AS-i安全工作的概念

7.4.2　安全要求类别及标准

7.4.3　AS-i安全技术实现原理

7.4.4　AS-i安全监测控制器

7.4.5　Asimon组态软件的使用

7.4.6　AS-i安全工作技术使用举例

7.5　AS-i网络的接线和安装要点 　

7.6　AS-i应用举例 　

7.6.1　实例系统1

7.6.2　实例系统2

7.6.3　实例系统3

7.6.4　基于AS-i的传送带控制系统

思考题与练习题

本章小结

第8章　现场总线技术应用综合举例

8.1　使用现场总线技术要考虑的几个问题

8.1.1　选用现场总线技术的原因

8.1.2　现场总线技术最适合的使用场合

8.1.3　选择合适的现场总线

8.1.4　组成和设计现场总线控制系统的方法

8.2.1　PROFIBUS-DP常用产品介绍

8.2　PROFIBUS和AS-i常用产品介绍

8.2.2　PROFIBUS-PA常用产品介绍

8.2.3　AS-i常用产品介绍

8.3　现场总线技术应用综合举例

8.3.1 烟厂制丝线现场总线集成控制系统

8.3.2　切梗丝机现场总线控制系统

本章小结

思考题与练习题

9.1 以太网和IEEE 802.3

9.1.1 以太网的产生

第9章 工业以太网和PROFINET

9.1.2　以太网的物理层

9.1.3　以太网的数据链路层

9.1.4　解决以太网竞争问题和提高服务质量的措施

9.2　因特网与TCP/IP

9.2.1 概述

9.2.2 TCP/IP模型

9.2.3　TCP/IP各层的功能

9.3.2　需要解决的问题

9.3.1　概述

9.3　工业以太网

9.3.3　工业以太网的现状

9.4　PROFINET

9.4.1　概述

9.4.2　PROFINET的通信

9.4.3 PROFINET IO

9.4.4　PROFINET CBA

本章小结

思考题与练习题

10.1.1 OPC技术简介

第10章 现场总线中使用的OPC技术和IEC 61131-3编程语言

10.1 OPC技术

10.1.2　几种OPC中使用的微软技术

10.1.3　OPC的接口和服务器

10.1.4　OPC的应用

10.2　IEC 61131-3概述

10.2.1 IEC 61131产生的原因和发展历程

10.2.2　IEC 61131-3的突出特点

10.3　IEC 61131-3编程基础

10.3.1　程序组织单元

10.3.2　简单语言元素

10.3.3　数据类型

10.3.4　变量

10.3.5　系统配置

10.4　IEC 61131-3的标准功能及功能块

10.4.1 标准功能

10.4.2　标准功能块

10.5　IEC 61131-3编程语言及使用举例

10.5.1　梯形图

10.5.2　结构化文本

10.5.3　指令表

10.5.4　顺序功能图

10.6　IEC 61131-3应用实例程序设计

10.6.1 一个典型的现场总线控制系统中的底层实例

10.6.2　WAGO 750-833可编程总线控制器简介

10.6.3　控制程序设计

本章小结

思考题与练习题

A.1.2　使用设备和装置

A.1.1 实验目的

A.1　PROFIBUS-DP网络基础实验

附录A　实验指导书 　

附录　

A.1.3　实验内容

A.1.4　实验报告要求

A.2　PROFIBUS-DP组态和简单调试实验

A.2.1 实验目的

A.2.2　使用设备和装置

A.2.3　实验内容

A.2.4　实验报告要求

A.3.4　实验报告要求

A.3.3　实验内容

A.3　PROFIBUS-DP报文分析及故障诊断实验

A.3.2　使用设备和装置

A.3.1 实验目的

A.4　PROFIBUS-DP应用实验1

A.4.1　实验目的

A.4.2　使用设备和装置

A.4.3　实验内容

A.5.3　实验内容

A.5.2　使用设备和装置

A.5.1　实验目的

A.5　PROFIBUS-DP应用实验2

A.4.4　实验报告要求

A.5.4　实验报告要求

A.6　PROFIBUS-DP应用实验3

A.6.1 实验目的

A.6.2　使用设备和装置

A.6.3　实验内容

A.7.2　使用设备和装置

A.7.1　实验目的

A.7　PROFIBUS-PA实验

A.6.4　实验报告要求

A.7.3　实验内容

A.7.4　实验报告要求

A.8　AS-i网络基础实验

A.8.1　实验目的

A.8.2　使用设备和装置

A.8.3　实验内容

A.8.4　实验报告要求

A.9.2　使用设备和装置

A.9.3　实验内容

A.9　AS-i网络应用实验

A.9.1　实验目的

A.9.4　实验报告要求

A.10　IEC 61131-3编程实验1

A.10.1 实验目的

A.11.1 实验目的

A.10.4　实验报告要求

A.11 IEC 61131-3编程实验2

A.10.3　实验内容

A.10.2　使用设备和装置

A.11.2　使用设备和装置

A.11.3　实验内容

A.11.4　实验报告要求

附录B　PROFIBUS常用信息速查表

B.1　PROFIBUS-DP报文基本信息速查

B.2　DP-V0参数化报文信息速查

B.3　DP-V0组态报文信息速查

B.4　DP-V0诊断报文信息速查

B.5　DP-V0扩展诊断报文信息速查

B.6　DP-V0全局控制报文信息速查

B.7　DP-V1扩展参数化报文信息速查

B.8　DP-V1扩展组态报文信息速查

B.9　DP-V1扩展诊断报文信息速查

B.10　DP-V1 MS1、MS2通信功能码及报文信息速查

B.11　诊断响应报文常用信息速查

附录C　常用缩略语备查表

附录D　学习现场总线技术常用网站网址

参考文献