現場總線技術及應用教程(第2版)（簡體書）

在工業自動化應用技術領域，國際和國內市場占有率最高的現場總線技術和實時以太網技術分別是PROFIBUS和PROFINET。《現場總線技術及應用教程（第2版）》的開始，對控制系統以及現場總線技術的發展歷程、現場總線技術中使用的工業網絡和通信基礎知識進行了概括性的介紹；全書重點講解了PROFIBUS DP/PA和PROFINET的基本原理和具體應用，并在此基礎上詳細地剖析了DP V0/V1、PROFINET和ASi的報文結構和含義，在重點章節中給出了具體的應用實例。此外，《現場總線技術及應用教程（第2版）》還對傳感器級和執行器級的現場總線技術的代表——;AS i以及工業控制系統國際標準編程語言IEC611313進行了深入淺出的講解，并給出了許多實例。為方便高校和培訓機構作為教材使用，全書各章都配有大量的習題和思考題，在附錄A中配有11個實驗的指導書。在附錄中還提供了精心編排的PROFIBUS常用信息速查表，羅列出了學習現場總線技術及下載相關軟件及文檔的常用網站地址。
《現場總線技術及應用教程（第2版）》的使用對象主要是高等院校相關專業的本科生和研究生、各企業和設計院所的電氣或自動化工程技術人員。另外，在對相關內容進行選擇和簡化後，也可作為高職院校教材使用。

前言
第1章 現場總線技術概述
1.1 工業自動化技術及控制系統的發展歷程
1.1.1 工業類型的劃分
1.1.2 工業自動化技術及控制系統發展歷程概述
1.1.3 OPC和IEC61131
1.2 DCS、PLC和FCS三大控制系統的基本要點和區別
1.2.1 三大控制系統的基本要點
1.2.2 FCS與DCS的區別
1.2.3 PLC、DCS和FCS之間的融合
1.3 現場總線基本概念
1.3.1 現場總線的產生背景
1.3.2 現場總線的定義
1.3.3 現場總線的特點
1.3.4 現場總線的優點
1.4 現場總線國際標準及其制定過程
1.4.1 前3版標準
1.4.2 第4版標準
1.4.3 配套標準IEC617
1.4.4 IEC 6202
1.5 現場總線的現狀、研究開發熱點和發展趨勢
1.6 工業網絡的定義、結構和應用
1.6.1 工業網絡的定義
1.6.2 現場總線在工業網絡中的位置和作用
1.6.3 工業控制網絡的簡單分類
本章小結
習題和思考題
第2章 工業網絡與通信基礎知識
2.1 工業網絡通信基礎
2.1.1 工業數據通信概述
2.1.2 數據通信的基本概念
2.1.3 數據編碼
2.1.4 數據傳輸
2.1.5 差錯控制
2.2 工業網絡物理結構
2.2.1 網絡的傳輸介質
2.2.2 工業通信網絡的主要拓撲結構
2.2.3 介質訪問控制方式
2.3 開放系統互連參考模型及網絡互連
2.3.1 OSI參考模型
2.3.2 網絡互連
2.4 OPC技術
2.4.1 OPC技術簡介
2.4.2 幾種OPC中所使用的微軟公司的技術
2.4.3 OPC的接口和服務器
2.4.4 OPC應用舉例
本章小結
習題和思考題
第3章 PROFIBUS基礎及安裝技術
3.1 PROFIBUS概述
3.1.1 PROFIBUS的發展
3.1.2 PROFIBUS的產品認證
3.1.3 PROFIBUS的家族成員
3.1.4 PROFIBUS系統組成模塊
3.1.5 PROFIBUS自動化系統解決方案
3.1.6 PROFIBUS的協議結構
3.2 PROFIBUS基礎
3.2.1 設備類型
3.2.2 系統配置
3.2.3 PROFIBUS系統的基本特點
3.2.4 PROFIBUS的網絡及規模
3.2.5 設備地址
3.3 PROFIBUS設備集成工具
3.3.1 PROFIBUS的GSD文件
3.3.2 設備管理工具的發展
3.4 PROFIBUS傳輸技術
3.4.1 RS485和RS484IS
3.4.2 MBP和MBPIS
3.4.3 光纖
3.4.4 無線傳輸
3.5 PROFIBUS DP安裝技術
3.5.1 DP網絡接線
3.5.2 DP網絡布局及終端電阻使用舉例
3.5.3 現場安裝
3.6 PROFIBUS PA安裝技術
3.6.1 PA網絡結構
3.6.2 PA網絡接線及布局
3.6.3 PROFIBUS PA網絡設計舉例
3.7 危險區域的安裝技術
3.7.1 本質安全概念
3.7.2 FISCO
3.7.3 大功率主干網絡
3.7.4 FISCO在系統設計中的應用
3.8 組態一個簡單的PROFIBUS DP/PA系統
3.8.1 系統組成及架構
3.8.2 組態過程
3.8.3 系統運行
本章小結
本章 實驗建議
習題和思考題
第4章 PROFIBUS通信技術及DPV0/V
4.1 數據鏈路層
4.1.1 介質訪問控制方式
4.1.2 數據傳輸服務
4.2 應用層
4.2.1 應用關系
4.2.2 PROFIBUS版本的發展
4.3 行規
4.3.1 應用行規
4.3.2 系統行規
4.3.3 幾種主要的行規介紹
4.4 PA行規
4.4.1 概述
4.4.2 PA裝置中的塊模型
4.4.3 PA行規中的信號鏈
4.4.4 PA設備中的數據及其表示方法
4.5 主站和從站的工作過程
4.5.1 主站的工作過程
4.5.2 主站的工作模式
4.5.3 從站的工作過程
4.6 設備功能及其之間的通信
4.6.1 各種設備的功能
4.6.2 設備之間的通信
4.7 PROFIBUS DP報文類型
4.8 DPV0報文詳解
4.8.1 參數設置請求及響應報文
4.8.2 組態請求及響應報文
4.8.3 診斷請求及響應報文
4.8.4 數據交換報文
4.8.5 全局控制報文
4.9 DPV1報文詳解
4.9.1 參數設置報文
4.9.2 組態報文
4.9.3 診斷報文
4.9.4 非循環通信MS1報文
4.9.5 非循環通信MS2報文
4.10 總線和信息的循環時間及估計
4.10.1 有關總線時間的一些術語
4.10.2 循環時間及估計
本章小結
本章 實驗建議
習題和思考題
第5章 PROFINET基礎及安裝技術
5.1 以太網和IEEE 80
5.1.1 以太網的產生
5.1.2 以太網的物理層
5.1.3 以太網的數據鏈路層
5.1.4 用于以太網的幾個功能
5.1.5 以太網中使用的主要設備
5.2 因特網與TCP/IP
5.2.1 概述
5.2.2 TCP/IP各層的功能
5.3 工業以太網和實時以太網
5.3.1 工業以太網
5.3.2 實時工業以太網
5.4 PROFINET基礎
5.4.1 概述
5.4.2 PROFINET的市場情況
5.4.3 PROFINET和PROFIBUS的主要區別
5.4.4 PROFINET的組成
5.4.5 PROFINET的通信協議模型
5.4.6 GSD文件
5.4.7 PROFINET IO設備類型
5.4.8 PROFINET的一致性分類
5.4.9 從系統組態到運行的工作過程
5.5 PROFINET安裝技術
5.5.1 網絡結構
5.5.2 電氣網絡傳輸介質和連接
5.5.3 光纜及其連接
5.5.4 網絡部件
5.6 組態一個簡單的PROFINET網絡
5.6.1 系統組成及架構
5.6.2 組態過程
5.6.3 系統運行
本章小結
習題和思考題
第6章 PROFINET技術
6.1 PROFINET 實時通信技術
6.1.1 通信等級
6.1.2 通信通道模型
6.1.3 循環數據交換原理
6.1.4 等時同步實時通信
6.2 PROFINET IO
6.2.1 概述
6.2.2 IO設備模型
6.2.3 數據元素
6.2.4 應用關系
6.2.5 通信關系
6.2.6 通信路徑及使用的協議
6.2.7 主要報文的幀結構
6.2.8 名稱和地址分配及報文
6.2.9 系統啟動及連接建立過程
6.2.10 報警處理及相關報文
6.2.11 Read/Write服務及報文
6.2.12 網絡診斷和管理
6.3 PROFINET CBA
6.3.1 概述
6.3.2 工藝技術模塊和組件模型
6.3.3 現場設備結構
6.3.4 PROFINET CBA的通信
6.3.5 PROFINET CBA的使用過程
本章小結
習題和思考題第7章 ASi技術及應用
7.1 ASi技術概述
7.1.1 ASi概述
7.1.2 ASi的產生和發展
7.1.3 開發ASi所遵從的一些技術規范
7.1.4 ASi的主要優點
7.1.5 ASi的主要特點（Version 2.0）
7.1.6 ASi的基本組成
7.2 ASi技術解析
7.2.1 ASi的行規
7.2.2 ASi的網絡結構
7.2.3 ASi的通信機理
7.2.4 ASi的報文
7.2.5 ASi從站地址設定
7.2.6 ASi主站操作
7.2.7 ASi的工作過程
7.3 ASi的擴展
7.3.1 概述
7.3.2 ASi V2.1從站的編址和ID碼
7.3.3 ASi V2.1的模擬量處理功能
7.3.4 外圍故障診斷
7.4 ASi的安全工作
7.4.1 ASi安全工作的概念
7.4.2 安全要求類別及標準
7.4.3 ASi安全技術實現原理
7.4.4 ASi安全監測控制器
7.4.5 組態軟件Asimon的使用
7.4.6 ASi安全工作舉例
7.5 ASi網絡的接線和安裝要點
7.6 ASi應用舉例
7.6.1 實例系統
7.6.2 實例系統
7.6.3 基于ASi的傳送帶控制系統
本章小結
習題和思考題
第8章 現場總線技術應用綜合舉例
8.1 使用現場總線技術應考慮的幾個問題
8.1.1 為什么要選用現場總線技術
8.1.2 現場總線技術最適合什么場合使用
8.1.3 選擇什么樣的現場總線技術
8.1.4 如何設計現場總線控制系統
8.2 現場總線技術應用綜合舉例
8.2.1 煙廠制絲線現場總線控制系統
8.2.2 紡織生產過程信息集成及處理系統
8.2.3 制冷站監控系統改造
8.2.4 PROFIBUS PA簡單系統舉例
本章小結
習題和思考題
第9章 標準工業控制編程語言IEC61131
9.1 IEC611313概述
9.1.1 IEC61131產生的原因和發展歷程
9.1.2 IEC611313簡介
9.1.3 IEC611313的突出特點
9.2 IEC611313編程基礎
9.2.1 程序組織單元POU
9.2.2 簡單語言元素
9.2.3 數據類型
9.2.4 變量
9.2.5 系統配置
9.3 標準函數及功能塊
9.3.1 標準函數
9.3.2 標準功能塊
9.4 IEC611313編程語言及使用舉例
9.4.1 梯形圖（LD）
9.4.2 結構化文本（ST）
9.4.3 指令表（IL）
9.4.4 順序功能圖（SFC）
9.5 IEC611313應用實例程序設計
9.5.1 FCS底層典型環節
9.5.2 硬件系統簡介
9.5.3 控制程序設計
本章小結
習題和思考題
附錄
附錄A實驗指導書
A.1PROFIBUS DP網絡安裝技術實驗
A.2PROFIBUS DP網絡組態及控制實驗
A.3PROFIBUS PA組態和控制實驗
A.4PROFIBUS DP報文分析實驗
A.5PROFINET網絡組態及控制實驗
A.6PROFINET報文分析實驗
A.7ASi網絡基礎實驗
A.8ASi網絡應用實驗
A.9IEC611313編程實驗
A.10IEC611313編程實驗
附錄BPROFIBUS常用信息速查表
B.1PROFIBUSDP報文基本信息速查
B.2DPV0參數化報文信息速查
B.3DPV0組態報文信息速查
B.4DPV0診斷報文信息速查
B.5DPV0擴展診斷報文信息速查
B.6DPV0全局控制報文信息速查
B.7DPV1擴展參數化報文信息速查
B.8DPV1擴展組態報文信息速查
B.9DPV1擴展診斷報文信息速查
B.10DPV1 MS1、MS2通信功能碼及報文信息速查
B.11診斷響應報文常用信息速查
附錄C常用縮略語備查表
附錄D學習現場總線技術常用網站
參考文獻