現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用

內(nèi)容概要

現(xiàn)場總線技術(shù)是國際上自動控制領(lǐng)域的熱點技術(shù)，是電子、儀器儀表、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合成果。本書第一次全面展現(xiàn)了現(xiàn)場總線的技術(shù)概貌。

書籍目錄

第1章　現(xiàn)場總線技術(shù)概述1.1　現(xiàn)場總線簡介1.1.1　什么是現(xiàn)場總線1.1.2　基于現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)1.1.3　現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)1.1.4　現(xiàn)場總線系統(tǒng)適應(yīng)了綜合自動化的發(fā)展需要1.1.5　早期的現(xiàn)場總線1.2　現(xiàn)場總線系統(tǒng)的特點1.2.1　現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點1.2.2　現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)特點1.2.3　現(xiàn)場總線系統(tǒng)的優(yōu)勢與劣勢1.3　以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.3.1　企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本組成1.3.2　現(xiàn)場總線系統(tǒng)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的地位與作用1.3.3　現(xiàn)場總線系統(tǒng)與上層網(wǎng)絡(luò)的連接1.4　現(xiàn)場總線技術(shù)的標準化第2章　數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1　基本術(shù)語2.1.1　總線2.1.2　數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)2.1.3　數(shù)據(jù)通信的發(fā)送與接收設(shè)備2.1.4　傳輸介質(zhì)2.1.5　通信軟件2.2　通信系統(tǒng)的性能指標2.2.1　有效性指標2.2.2　可靠性指標2.2.3　通信信道的頻率特性2.2.4　信號帶寬與介質(zhì)帶寬2.2.5　信噪比對信道容量的影響2.3　數(shù)據(jù)編碼2.3.1　數(shù)據(jù)編碼波形2.3.2　模擬數(shù)據(jù)編碼2.4　數(shù)據(jù)傳輸方式2.4.1　串行傳輸和并行傳輸2.4.2　同步傳輸與異步傳輸2.4.3　位同步、字符同步與幀同步2.5　通信線路的工作方式2.5.1　單工通信2.5.2　半雙工通信2.5.3　全雙工通信2.6　信號的傳輸模式2.6.1　基帶傳輸2.6.2　載波傳輸2.6.3　寬帶傳輸2.7　傳輸差錯及其檢測2.7.1　傳輸差錯的類型2.7.2　傳輸差錯的檢測2.7.3　循環(huán)冗余校驗的工作原理2.8　傳輸差錯的校正2.8.1　自動重傳2.8.2　前向差錯糾正2.8.3　海明碼的編碼2.8.4　海明碼的錯誤檢測與糾正2.8.5　多比特錯誤的糾正第3章　控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3.1　控制網(wǎng)絡(luò)與計算機網(wǎng)絡(luò)3.2　控制網(wǎng)絡(luò)的特點3.2.1　控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點3.2.2　控制網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)與工作環(huán)境3.2.3　控制網(wǎng)絡(luò)的實時性要求3.3　網(wǎng)絡(luò)拓撲3.3.1　環(huán)形拓撲3.3.2　星形拓撲3.3.3　總線拓撲3.3.4　樹形拓撲3.4　網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)3.4.1　雙絞線3.4.2　同軸電纜3.4.3　光纜3.4.4　無線傳輸3.5　網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的訪問控制方式3.5.1　載波監(jiān)聽多路訪問／沖突檢測3.5.2　令牌3.5.3　時分復(fù)用3.6　網(wǎng)絡(luò)互連3.6.1　網(wǎng)絡(luò)互連的基本概念3.6.2　網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)范3.7　網(wǎng)絡(luò)互連的通信參考模型3.7.1　開放系統(tǒng)互連參考模型3.7.2　OSI參考模型的功能劃分3.7.3　幾種典型控制網(wǎng)絡(luò)的通信模型3.8　網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備3.8.1　中繼器3.8.2　網(wǎng)橋3.8.3　路由器3.8.4　網(wǎng)關(guān)第4章　CAN 總線與基于CAN的控制網(wǎng)絡(luò)4.1　CAN通信技術(shù)簡介4.1.1　CAN通信的特點4.1.2　CAN的通信參考模型4.1.3　CAN信號的位電平4.1.4　CAN總線與節(jié)點的電氣連接4.1.5　CAN節(jié)點的電氣參數(shù)4.2　CAN報文幀的類型與結(jié)構(gòu)4.2.1　CAN報文幀的類型4.2.2　數(shù)據(jù)幀4.2.3　遠程幀4.2.4　出錯幀4.2.5　超載幀4.2.6　幀間空間4.3　CAN通信中的幾個問題4.3.1　發(fā)送器與接收器4.3.2　錯誤類型與出錯界定4.3.3　位定時與同步4.4　CAN通信控制器4.4.1　CAN通信控制器82C2004.4.2　SJA1000CAN通信控制器4.4.3　Intel 82527 CAN通信控制器4.4.4　帶有CAN通信控制器的CPU4.5　CAN應(yīng)用節(jié)點的相關(guān)器件4.5.1　CAN總線收發(fā)器82C2504.5.2　CAN總線I/O器件82C1504.6　基于CAN通信的時間觸發(fā)協(xié)議4.6.1　時間觸發(fā)與通信確定性4.6.2　TT?CAN4.6.3　FTT?CAN4.6.4　TTP/C4.6.5　ByteFlight4.6.6　FlexRay4.6.7　幾種時間觸發(fā)協(xié)議的性能比較4.7　CAN的下層網(wǎng)段——LIN4.7.1　LIN的主要技術(shù)特點4.7.2　LIN的通信任務(wù)與報文幀類型4.7.3　LIN的報文通信4.7.4　LIN的應(yīng)用4.8　基于CAN的汽車控制網(wǎng)絡(luò)——SAE J19394.8.1　SAE J1939規(guī)范4.8.2　SAE J1939的物理連接與網(wǎng)絡(luò)拓撲4.8.3　SAE J1939報文幀的格式與定義4.8.4　ECU的設(shè)計說明4.8.5　SAE J1939的多網(wǎng)段與網(wǎng)絡(luò)管理4.9　汽車電子網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)4.9.1　網(wǎng)絡(luò)化是汽車電子系統(tǒng)發(fā)展的趨勢4.9.2　汽車電子網(wǎng)絡(luò)的分類4.9.3　汽車電子混合網(wǎng)絡(luò)第5章　基金會現(xiàn)場總線FF5.1　FF的主要技術(shù)特點5.1.1　FF是一項完整控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5.1.2　通信系統(tǒng)的主要組成部分及其相互關(guān)系5.1.3　H1協(xié)議數(shù)據(jù)的構(gòu)成與層次5.1.4　FF通信中的虛擬通信關(guān)系5.2　H1網(wǎng)段的物理連接5.2.1　H1的物理信號波形5.2.2　H1的信號編碼5.2.3　H1網(wǎng)段的傳輸介質(zhì)與拓撲結(jié)構(gòu)5.3　H1網(wǎng)段的鏈路活動調(diào)度5.3.1　鏈路活動調(diào)度器LAS 及其功能5.3.2　通信設(shè)備類型5.3.3　鏈路活動調(diào)度器的工作過程5.3.4　鏈路時間5.4　H1網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)管理5.4.1　網(wǎng)絡(luò)管理者與網(wǎng)絡(luò)管理代理5.4.2　網(wǎng)絡(luò)管理代理的虛擬現(xiàn)場設(shè)備5.4.3　通信實體5.5　H1網(wǎng)段的系統(tǒng)管理5.5.1　系統(tǒng)管理概述5.5.2　系統(tǒng)管理的作用5.5.3　系統(tǒng)管理信息庫SMIB及其訪問5.5.4　SMK狀態(tài)5.5.5　系統(tǒng)管理服務(wù)和作用過程5.5.6　地址與地址分配5.6　FF的功能塊5.6.1　功能塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能塊連接5.6.2　功能塊中的用戶應(yīng)用塊5.6.3　功能塊的塊參數(shù)5.6.4　功能塊服務(wù)5.6.5　功能塊對象字典5.6.6　功能塊應(yīng)用5.7　設(shè)備描述與設(shè)備描述語言5.7.1　設(shè)備描述5.7.2　設(shè)備描述的參數(shù)分層5.7.3　設(shè)備描述語言5.7.4　DD的開發(fā)5.7.5　CFF文件5.8　FF通信控制器與網(wǎng)卡5.8.1　FF的通信控制器FB30505.8.2　基于FB3050的網(wǎng)卡設(shè)計5.9　H1的網(wǎng)段配置5.9.1　H1網(wǎng)段的構(gòu)成5.9.2　網(wǎng)段長度5.9.3　H1網(wǎng)段的接地、屏蔽與極性第6章　PROFIBUS6.1　PROFIBUS概述6.1.1　PROFIBUS簡介6.1.2　PROFIBUS的組成6.1.3　PROFIBUS的通信參考模型6.1.4　PROFIBUS的主站與從站6.1.5　PROFIBUS總線訪問控制的特點6.2　PROFIBUS的通信協(xié)議6.2.1　PROFIBUS的物理層及其網(wǎng)絡(luò)連接6.2.2　PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層6.2.3　PROFIBUS的MAC協(xié)議6.3　PROFIBUS?DP6.3.1　PROFIBUS?DP V06.3.2　PROFIBUS?DP的GSD文件6.3.3　PROFIBUS?DP V16.3.4　PROFIBUS?DP V26.4　PROFIBUS站點的開發(fā)與實現(xiàn)6.4.1　PROFIBUS的站點實現(xiàn)6.4.2　PROFIBUS的從站實現(xiàn)方案6.4.3　PROFIBUS的主站實現(xiàn)方案6.4.4　PROFIBUS系統(tǒng)的初始化過程6.4.5　PROFIBUS系統(tǒng)實現(xiàn)中的常見錯誤6.4.6　PROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽器6.5　PROFIBUS?PA6.5.1　PROFIBUS?PA的基本特點6.5.2　PROFIBUS的DP/PA連接接口6.5.3　PROFIBUS?PA總線的安裝第7章　工業(yè)以太網(wǎng)7.1　工業(yè)以太網(wǎng)簡介7.1.1　工業(yè)以太網(wǎng)與以太網(wǎng)7.1.2　工業(yè)以太網(wǎng)的特色技術(shù)7.1.3　通信非確定性的緩解措施7.2　以太網(wǎng)的物理連接與幀結(jié)構(gòu)7.2.1　以太網(wǎng)的物理連接7.2.2　以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)7.2.3　以太網(wǎng)的通信幀結(jié)構(gòu)與工業(yè)數(shù)據(jù)封裝7.3　TCP/IP協(xié)議組7.3.1　TCP/IP協(xié)議組的構(gòu)成7.3.2　IP協(xié)議7.3.3　用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議7.3.4　傳輸控制協(xié)議TCP7.3.5　簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP7.4　實時以太網(wǎng)7.4.1　幾種實時以太網(wǎng)的通信參考模型7.4.2　實時以太網(wǎng)的媒體訪問控制7.4.3　IEEE 1588精確時間同步協(xié)議7.5　PROFINET7.5.1　PROFINET的網(wǎng)絡(luò)連接7.5.2　IO設(shè)備模型及其數(shù)據(jù)交換7.5.3　組件模型及其數(shù)據(jù)交換7.5.4　PROFINET通信的實時性7.5.5　PROFINET與其他現(xiàn)場總線系統(tǒng)的集成7.5.6　PROFINET的IP地址管理與數(shù)據(jù)集成7.6　EtherNet/IP7.6.1　EtherNet/IP的通信參考模型7.6.2　CIP的對象與標識7.6.3　EtherNet/IP的報文種類7.6.4　EtherNet/IP的技術(shù)特點7.7　高速以太網(wǎng)HSE7.7.1　HSE的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.7.2　HSE與現(xiàn)場設(shè)備間的通信7.7.3　HSE的柔性功能塊7.7.4　HSE的鏈接設(shè)備7.8　嵌入式以太網(wǎng)節(jié)點與基于Web的遠程監(jiān)控7.8.1　嵌入式以太網(wǎng)節(jié)點7.8.2　基于Web技術(shù)的遠程監(jiān)控第8章　LonWorks 控制網(wǎng)絡(luò)8.1　LonWorks 技術(shù)概述及應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8.1.1　LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)的基本組成8.1.2　LonWorks節(jié)點8.1.3　路由器8.1.4　LonWorks Internet連接設(shè)備8.1.5　網(wǎng)絡(luò)管理8.1.6　LonWorks技術(shù)的性能特點8.2　LonWorks網(wǎng)絡(luò)中分散式通信控制處理器——神經(jīng)元芯片8.2.1　處理單元8.2.2　存儲器8.2.3　輸入輸出8.2.4　通信端口8.2.5　時鐘系統(tǒng)8.2.6　睡眠?喚醒機制8.2.7　Service Pin8.2.8　Watchdog定時器8.3　通信8.3.1　雙絞線收發(fā)器8.3.2　電力線收發(fā)器8.3.3　其他類型介質(zhì)8.3.4　路由器8.4　LonWorks通信協(xié)議——LonTalk8.4.1　LonTalk協(xié)議概述8.4.2　LonTalk的物理層通信協(xié)議8.4.3　LonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)及對大網(wǎng)絡(luò)的支持8.4.4　LonTalk MAC 子層8.4.5　LonTalk協(xié)議的鏈路層8.4.6　LonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層8.4.7　LonTalk協(xié)議的傳輸層和會話層8.4.8　LonTalk協(xié)議的表示層和應(yīng)用層8.4.9　LonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)診斷8.4.10　LonTalk協(xié)議的報文服務(wù)8.4.11　LonTalk網(wǎng)絡(luò)認證8.5　面向?qū)ο蟮木幊陶Z言——Neuron C8.5.1　定時器8.5.2　網(wǎng)絡(luò)變量8.5.3　顯式報文8.5.4　調(diào)度程序8.5.5　附加功能8.6　LonWorks的互操作性8.6.1　LonMark協(xié)會8.6.2　收發(fā)器和物理信道準則8.6.3　應(yīng)用程序準則8.7　LonWorks節(jié)點開發(fā)工具8.7.1　LonBuilder多節(jié)點開發(fā)工具8.7.2　NodeBuilder 節(jié)點開發(fā)工具8.8　LNS網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)8.8.1　概述8.8.2　LNS網(wǎng)絡(luò)工具8.9　應(yīng)用系統(tǒng)8.9.1　LonWorks技術(shù)在樓宇自動化抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用8.9.2　LonWorks技術(shù)在煉油廠原油罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用8.9.3　LonWorks在某鋁電解廠槽控機中的應(yīng)用第9章　幾種控制網(wǎng)絡(luò)的特色技術(shù)9.1　ControlNet9.1.1　并行時間域多路存取9.1.2　ControlNet的幀結(jié)構(gòu)9.1.3　通信調(diào)度的時間分片方法9.1.4　ControlNet的虛擬令牌9.1.5　ControlNet的顯性報文與隱性報文9.2　WorldFIP9.2.1　WorldFIP技術(shù)簡介9.2.2　WorldFIP通信9.2.3　WorldFIP的通信控制器9.2.4　新一代FIP9.3　Interbus的通信特色9.3.1　Interbus簡介9.3.2　識別周期與數(shù)據(jù)傳輸周期9.3.3　Interbus的數(shù)據(jù)環(huán)單總幀協(xié)議9.3.4　Interbus的總線適配控制板9.4　ASI控制網(wǎng)絡(luò)9.4.1　ASI的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成9.4.2?。粒樱傻闹鲝耐ㄐ?.4.3　ASI的報文格式9.4.4　主節(jié)點的通信功能9.4.5　從節(jié)點的通信接口9.5　DeviceNet9.5.1　DeviceNet技術(shù)簡介9.5.2　DeviceNet的通信參考模型9.5.3　DeviceNet的物理層和物理媒體9.5.4　DeviceNet的對象模型9.5.5　DeviceNet的連接與連接標識9.5.6　DeviceNet的通信方式9.5.7　DeviceNet的設(shè)備描述9.6　幾種總線技術(shù)簡介9.6.1　SwiftNet9.6.2　HART9.6.3　智能分布式系統(tǒng)SDS9.6.4　Seriplex與 CEBUS9.6.5　光總線第10章　短程無線數(shù)據(jù)通信10.1　無線數(shù)據(jù)通信的標準及其相關(guān)技術(shù)10.1.1　關(guān)于短程無線數(shù)據(jù)通信10.1.2　無線通信的一組術(shù)語10.1.3　無線局域網(wǎng)標準10.2　藍牙無線微微網(wǎng)10.2.1　藍牙技術(shù)簡介10.2.2　藍牙微微網(wǎng)與主從設(shè)備10.2.3　藍牙協(xié)議和應(yīng)用行規(guī)10.2.4　藍牙設(shè)備的通信連接10.2.5　藍牙設(shè)備的狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)移10.2.6　藍牙的安全管理10.2.7　藍牙基帶控制器芯片MT1020A10.2.8　藍牙應(yīng)用系統(tǒng)10.3　ZigBee低速短程網(wǎng)10.3.1　ZigBee的技術(shù)特點10.3.2　ZigBee的通信參考模型10.3.3　ZigBee的設(shè)備類型10.3.4　ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓撲10.3.5　ZigBee的設(shè)備地址、尋址與路由10.3.6　ZigBee的節(jié)能與安全10.3.7　ZigBee通信節(jié)點芯片CC243010.3.8　ZigBee的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)束語　控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的比較與選擇主要參考文獻

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