电气信息工程丛书 现场总线及其应用技术 第二版
作者：李正军，李潇然编著
出版时间：2017
内容简介
　　本书从科研、教学和工程实际应用出发，理论联系实际，全面系统地介绍了现场总线技术、工业以太网及其应用系统设计，力求所讲内容具有较强的可移植性、先进性、系统性、应用性、资料开放性，起到举一反三的作用。全书共分11章，主要内容包括：现场总线概论、网络与通信基础、串行通信与Modbus-RTU通信协议、CAN现场总线与CANopen、LonWorks智能控制网络、PROFIBUS现场总线、基金会现场总线FF、CC-Link与WorldFIP现场总线、DeviceNet现场总线、工业以太网、基于现场总线与工业以太网的新型DCS的设计。全书内容丰富，体系先进，结构合理，理论与实践相结合，尤其注重工程应用技术。本书是在作者教学与科研实践经验的基础上，结合二十年现场总线技术的发展编写而成的，书中详细地介绍了作者在现场总线与工业以太网应用领域的新科研成果，给出了大量的应用设计实例。本书可作为高等院校各类自动化、电子与电气工程、计算机应用、信息工程、自动检测等专业的本科教材，同时可以作为相关专业的研究生教材，也适用于从事现场总线与工业以太网控制系统设计的工程技术人员参考。
目录
目录
第2版前言
第1版前言
第1章现场总线与工业以太网概述
11现场总线的现状与发展
111现场总线的产生
112现场总线的本质
113现场总线的特点和优点
114现场总线标准的制定
115现场总线的现状
116现场总线网络的实现
117现场总线技术的发展趋势
12工业以太网的产生与发展
121以太网引入工业控制领域的
技术优势
122工业以太网与实时以太网
123IEC 61784-2标准
124工业以太网技术的发展现状
125工业以太网技术的发展
趋势与前景
13企业网络信息集成系统
131企业网络信息集成系统的
层次结构
132现场总线的作用
133现场总线与上层网络的互联
134现场总线网络集成应考虑的
因素
14现场总线设备
141现场总线设备的分类与特点
142现场总线差压变送器
143现场总线温度变送器
144现场总线阀门定位器
145现场总线电动执行器
146现场总线-气压转换器
147电流-现场总线转换器
148现场总线-电流转换器
149现场总线接口类设备
1410现场总线仪表圆卡
15现场总线简介
151基金会现场总线（FF）
152CAN
153DeviceNet
154LonWorks
155PROFIBUS
156HART
157INTERBUS
158CC-Link
159ControlNet
1510WorldFIP
1511P-Net
1512SwiftNet
1513AS-i
1514RS-485
16工业以太网简介
161工业以太网的主要标准
162IDA
163Ethernet/IP
164EtherCAT
165Ethernet Powerlink
166PROFINET
167HSE
168EPA
习题
第2章网络与通信基础
21数据通信基础
211基本概念
212通信系统的组成
213数据编码
214通信系统的性能指标
215信号的传输模式
216局域网及其拓扑结构
217网络传输介质
218介质访问控制方式
219CRC校验
22现场控制网络
221现场控制网络的节点
222现场控制网络的任务
223现场控制网络的实时性
23网络硬件
231网络传输技术
232局域网
233城域网
234广域网
235无线网
236互联网
24网络互联
241基本概念
242网络互联规范
243网络互联操作系统
244现场控制网络互联
25网络互联设备
251中继器
252网桥
253网关
254路由器
26通信参考模型
261OSI参考模型
262TCP/IP参考模型
263OSI参考模型和TCP/IP参考
模型的比较
264现场总线的通信模型
27netX网络控制器
271netX系列网络控制器
272netX系列网络控制器的
软件结构
273netX可用的协议堆栈
274基于netX网络控制器的
产品分类
275开发工具和测试板
276设计服务
277价格模式
28ARM处理器
281ARM处理器概述
282ARM体系架构的版本
283ARM处理器的分类
29网络操作系统与工控
组态软件
291Windows操作系统
292Netware
293Windows CE
294VxWorks
295μC/OS-II
296Linux
297工控组态软件
210OPC技术
2101OPC技术概述
2102OPC关键技术
2103OPC DA规范
2104工业控制领域中的OPC
应用实例
211Web技术
2111Web技术概述
2112Web服务端技术
2113Web客户端技术
2114SCADA系统中的Web应用
方案设计
习题
第3章串行通信与Modbus-RTU
通信协议
31串行通信基础
311串行异步通信数据格式
312连接握手
313确认
314中断
315轮询
316差错检验
32RS-232C串行通信接口
321RS-232C端子
322通信接口的连接
323RS-232C电平转换器
33RS-485串行通信接口
331RS-485接口标准
332RS-485收发器
333应用电路
334RS-485网络互联
34USB接口
341USB接口的定义
342USB接口的特点
343USB接口的应用
35Modbus通信协议
351Modbus通信协议概述
352两种传输方式
353Modbus消息帧
354错误检测方法
355Modbus的编程方法
36PMM2000电力网络仪表
及其应用
361PMM2000电力网络仪表概述
362PMM2000电力网络仪表
Modbus-RTU通信协议
363PMM2000电力网络仪表在数字化
变电站中的应用
习题
第4章CAN现场总线与
CANopen
41CAN的技术规范
411CAN的基本概念
412CAN的分层结构
413报文传送和帧结构
414错误类型和界定
415位定时与同步的基本概念
416CAN总线的位数值表示与
通信距离
42CAN通信控制器SJA1000
421SJA1000内部结构
422SJA1000引脚介绍
423SJA1000应用说明
424BasicCAN功能说明
425PeliCAN功能说明
426BasicCAN和PeliCAN的公用
寄存器
43带SPI接口的CAN通信控制器
MCP2515
431MCP2515概述
432MCP2515的功能
44CAN 总线收发器
441CAN总线收发器概述
442PCA82C250/251CAN总线
收发器
443TJA1050 CAN总线收发器
444TJA1051 CAN总线收发器
445NCV7356 CAN总线单线
收发器
446AMIS-30660 CAN总线
收发器
447AMIS-30663 CAN总线
收发器
448AMIS-42700 双高速CAN总线
收发器
45CAN总线应用节点设计
451硬件电路设计
452程序设计
46基于PCI总线的CAN智能网络
通信适配器的设计
461SCADA系统结构
462PCI总线概述
463PCI控制器CY7C09449PV
464CAN智能网络通信
适配器的设计
47CAN智能节点的设计
471CAN智能测控节点的一般
结构
472FBCAN-8DI八路数字量输入
智能节点的设计
48CAN通信转换器的设计
481CAN通信转换器概述
482CAN通信转换器微控制器主
电路的设计
483CAN通信转换器UART驱动
电路的设计
484CAN通信转换器CAN总线隔离驱动
电路的设计
485CAN通信转换器USB接口
电路的设计
49CAN总线在汽车电子系统中的
应用
491应用概述
492汽车CAN总线设计方案
410CANopen
4101CANopen通信和设备模型
4102CANopen物理层
4103CANopen应用层
4104CANopen设备子协议
4105CANopen设备与网络
习题
第5章LonWorks智能控制网络
51LonWorks智能控制网络
概述
52神经元芯片
521神经元芯片概述
522神经元芯片TMPN3150B1AF
523网络通信端口
524收发器
53神经元芯片应用I/O
531I/O时序
532直接I/O对象
533串行I/O对象
534定时器/计数器I/O对象
54LonWorks智能控制网络的
组成
541LonWorks智能控制网络结构
542LonWorks的技术支持
55LonTalk通信协议与LonMark
对象
551LonTalk协议介绍
552LonTalk提供的服务
553介质访问控制和MAC层协议
554LonTalk协议的链路层及
网络层
555LonTalk高层协议
556LonMark对象
56Neuron C——面向对象的
编程语言
561Neuron C概述
562Neuron C编程
563网络变量
564显式报文
57LonWorks开发工具
571LonBuilder开发工具
572NodeBuilder节点开发工具
573第三代LNS网络工具
574iLON LonWorks互联网
连接设备
58基于控制模块的LonWorks应用
节点开发
581控制模块
582基于控制模块的节点开
发实例
59基于PCI总线的LON网络智能
适配器
591系统功能
592总体设计
593CPLD译码
510Host-Base结构节点的设计
5101Host-Base结构节点的
硬件设计
5102Host-Base结构节点的
软件设计
习题
第6章PROFIBUS现场总线
61PROFIBUS概述
62PROFIBUS的协议结构
621PROFIBUS-DP的协议结构
622PROFIBUS-FMS的
协议结构
623PROFIBUS-PA的协议结构
63PROFIBUS-DP现场总线
系统
631PROFIBUS-DP的三个版本
632PROFIBUS-DP系统组成和
总线访问控制
633PROFIBUS-DP系统工作
过程
64PROFIBUS-DP的通信模型
641PROFIBUS-DP的物理层
642PROFIBUS-DP的数据链
路层（FDL）
643PROFIBUS-DP的用户层
644PROFIBUS-DP用户接口
65PROFIBUS-DP的总线设备
类型和数据通信
651PROFIBUS-DP总线设备与
数据通信概述
652DP设备类型
653DP设备之间的数据通信
654PROFIBUS-DP循环
655采用交叉通信的数据交换
656设备数据库文件（GSD）
66PROFIBUS传输技术
661DP/FMS的RS-485传输技术和
安装要点
662PA的IEC1158-2传输技术和
安装要点
663光纤传输技术
67PROFIBUS总线存取协议
671PROFIBUS-DP
672PROFIBUS-PA
673PROFIBUS-FMS
68从站通信控制器SPC3
681ASICs介绍
682功能简介
683引脚说明
684存储器分配
685ASIC 接口
686PROFIBUS-DP接口
687通用处理器总线接口
688UART
689PROFIBUS 接口
69主站通信控制器ASPC2与
网络接口卡
691ASPC2介绍
692CP5611网络接口卡
693CP5613网络接口卡
694CP5511/5512网络接口卡
610PROFIBUS-DP开发包4
6101开发包4（PACKAGE 4）的
组成
6102硬件安装
6103软件使用
611PROFIBUS-DP从站的
开发
6111硬件电路
6112软件开发
612PROFIBUS-DP从站智能
节点的设计
6121PROFIBUS-DP从站智能测
控节点的一般结构
6122FBPRO-8DO八路数字量输出
智能节点的设计
6123FBPRO-8DO从站的
GSD文件
6124PROFIBUS-DP上位机通信
程序设计
6125PROFIBUS-DP从站的
测试过程
613PROFInet技术
6131PROFInet部件模型
6132PROFInet运行期
6133PROFInet的网络结构
6134PROFInet与OPC的
数据交换
614PROFIBUS控制系统的
集成技术
6141PROFIBUS控制系统的构成
6142PROFIBUS控制系统的配置
6143PROFIBUS系统配置中的
设备选型
615基于嵌入式通信模块COM-C的
PROFIBUS-DP主站系统
设计
6151PROFIBUS-DP主站系统
设计方案
6152基于嵌入式通信模块COM-C的
DP主站硬件设计
6153基于嵌入式通信模块COM-C的
DP主站软件设计
6154PROFIBUS-DP主站模块在新型
DCS系统中的应用
习题
第7章基金会现场总线FF
71基金会现场总线FF
711基金会现场总线FF的
主要技术
712通信系统的组成及其
相互关系
713基金会现场总线的通信模型
714物理层
715数据链路层
716现场总线访问子层
717现场总线报文规范层
718网络管理
719系统管理
7110FF通信控制器
72FF功能块参数
721功能块及参数概述
722控制变量的计算
723块模式参数
724量程标定参数
725错误状态和警报
73FF的功能块库
731转换块和资源块
732功能块
74FF的典型功能块
741模拟输入功能块AI
742模拟输出功能块AO
743开关量输入功能块DI
744开关量输出功能块DO
745PID控制算法功能块PID
75功能块在串级控制设计中的
应用
751炉温控制系统
752串级控制功能块连接
753功能块参数设置
习题
第8章CC-Link与WorldFIP
现场总线
81CC-Link现场总线
811CC-Link结构及系统配置
812CC-Link通信规范
813CC-Link通信协议
814CC-Link产品的开发
82WorldFIP现场总线
821WorldFIP现场总线概述
822WorldFIP现场总线技术的
体系结构
823WorldFIP现场总线技术的
硬件体系
824WorldFIP现场总线技术的
软件体系
825WorldFIP现场总线技术
开发工具
习题
第9章DeviceNet现场总线
91DeviceNet概述
911DeviceNet的特性
912对象模型
913DeviceNet网络及对象模型
92DeviceNet连接
921DeviceNet关于CAN
标识符的使用
922建立连接
93DeviceNet报文协议
931显式报文
932输入输出报文
933分段/重组
934重复MAC ID检测协议
935设备监测脉冲报文及设备
关闭报文
94DeviceNet通信对象分类
95网络访问状态机制
951网络访问事件矩阵
952重复MAC ID检测
953预定义主/从连接组
96指示器和配置开关
961指示器
962配置开关
963指示器和配置开关的
物理标准
964DeviceNet连接器图标
97DeviceNet的物理层和
传输介质
971DeviceNet物理层的结构
972物理层
973传输介质
974网络电源配置
98设备描述
981对象模型
982I/O数据格式
983设备配置
984扩展的设备描述
985设备描述编码机制
99DeviceNet节点的开发
991DeviceNet节点的开发步骤
992设备描述的规划
993设备配置和电子数据
文档（EDS）
习题
第10章工业以太网
101EtherCAT
1011EtherCAT 协议概述
1012EtherCAT系统组成
1013EtherCAT应用层协议
1014EtherCAT从站控制芯片
1015EtherCAT硬件设计
1016EtherCAT伺服驱动器控制
应用协议
102SERCOS
1021SERCOS概述
1022SERCOS协议
1023SERCOSⅢ的接口实现
1024SERCOS工业应用
103Ethernet Powerlink
1031POWERLINK的原理
1032POWERLINK网络拓扑结构
1033POWERLINK的实现方案
1034POWERLINK的应用层
1035POWERLINK在运动控制和过程
控制的应用案例
104EPA
1041EPA概述
1042EPA技术原理
1043基于EPA的技术开发
习题
第11章基于现场总线与工业以太网的
新型DCS的设计
111新型DCS概述
1111通信网络的要求
1112控制功能的要求
1113系统可靠性的要求
1114其他方面的要求
112现场控制站的组成
11212个控制站的DCS结构
1122DCS测控板卡的类型
113新型DCS通信网络
1131以太网实际连接网络
1132双CAN网络
114新型DCS控制卡的硬件
设计
1141控制卡的硬件组成
1142W5100网络接口芯片
1143双机冗余电路的设计
1144存储器扩展电路的设计
115新型DCS控制卡的
软件设计
1151控制卡软件的框架设计
1152双机热备程序的设计
1153CAN通信程序的设计
1154以太网通信程序的设计
116控制算法的设计
1161控制算法的解析与运行
1162控制算法的存储与恢复
1178通道模拟量输入板卡（8AI）的
设计
11718通道模拟量输入板卡的
功能概述
11728通道模拟量输入板卡的
硬件组成
11738通道模拟量输入板卡微控制器
主电路的设计
11748通道模拟量输入板卡的测量
与断线检测电路设计
11758通道模拟量输入板卡信号调理
与通道切换电路的设计
11768通道模拟量输入板卡的
程序设计
1188通道热电偶输入板卡
（8TC）的设计
11818通道热电偶输入板卡的
功能概述
11828通道热电偶输入板卡的
硬件组成
11838通道热电偶输入板卡的测量
与断线检测电路设计
11848通道热电偶输入板卡的
程序设计
1198通道热电阻输入板卡
（8RTD）的设计
11918通道热电阻输入板卡的
功能概述
11928通道热电阻输入板卡的
硬件组成
11938通道热电阻输入板卡的测量
与断线检测电路设计
11948通道热电阻输入板卡的
程序设计
11104通道模拟量输出板卡
（4AO）的设计
111014通道模拟量输出板卡的
功能概述
111024通道模拟量输出板卡的
硬件组成
111034通道模拟量输出板卡的PWM
输出与断线检测电路设计
111044通道模拟量输出板卡自检
电路设计
111054通道模拟量板卡输出
算法设计
111064通道模拟量板卡的
程序设计
111116通道数字量输入板卡
（16DI）的设计
1111116通道数字量输入板卡的
功能概述
1111216通道数字量输入板卡的
硬件组成
1111316通道数字量输入板卡信号
预处理电路的设计
1111416通道数字量输入板卡信号
检测电路的设计
1111516通道数字量输入板卡的
程序设计
111216通道数字量输出板卡
（16DO）的设计
1112116通道数字量输出板卡的
功能概述
1112216通道数字量输出板卡的
硬件组成
1112316通道数字量输出板卡开漏极
输出电路的设计
1112416通道数字量输出板卡输出
自检电路的设计
1112516通道数字量输出板卡外配
电压检测电路的设计
1112616通道数字量输出板卡的
程序设计
11138通道脉冲量输入板卡
（8PI）的设计
111318通道脉冲量输入板卡的
功能概述
111328通道脉冲量输入板卡的
硬件组成
111338通道脉冲量输入板卡的
程序设计
习题
参考文献