工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

前言

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是近年來發(fā)展形成的自控領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)導(dǎo)致了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，形成了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的新型結(jié)構(gòu)。這是繼基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)(DCS)之后的新型控制系統(tǒng)。它已成為當(dāng)今自控領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，被譽(yù)為跨世紀(jì)的自控新技術(shù)。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括現(xiàn)場總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，許多國家都投入大量的人力和物力研究開發(fā)該項(xiàng)技術(shù)，出現(xiàn)了控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與產(chǎn)品百花齊放、百家爭鳴的態(tài)勢。作者編寫本書的目的在于向讀者介紹工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)，當(dāng)今流行的幾種控制網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議、技術(shù)規(guī)范、通信控制芯片、應(yīng)用電路與應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)等內(nèi)容。鑒于我國在控制網(wǎng)絡(luò)方面的開發(fā)利用仍處于起始階段，相關(guān)技術(shù)資料較少，希望本書能對(duì)我國這方面的研究開發(fā)、技術(shù)培訓(xùn)及技術(shù)推廣應(yīng)用起到積極的推動(dòng)作用。本書是編者在長期從事“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研成果，并參考相關(guān)的國內(nèi)外文獻(xiàn)編寫而成的。本書第1章至第3章由趙新秋、王健印共同編寫，第4章至第6章由趙新秋、崔嵬共同編寫，全書由哈爾濱工業(yè)大學(xué)佟為明教授主審。本書在編寫過程中得到了中國電力出版社以及燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和同事們的支持，在此表示誠摯的謝意!在本書完稿之際，對(duì)書末所附參考文獻(xiàn)的作者，在此一并表示衷心的感謝。由于編者水平有限，對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究開發(fā)有待深入，加之控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還處于發(fā)展之中，書中錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。全書共分6章。第1章主要介紹了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵、控制系統(tǒng)的發(fā)展、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。第2至第5章詳細(xì)介紹了當(dāng)今已經(jīng)具有極大市場占有率和良好應(yīng)用前景的四種主流控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：CAN控制網(wǎng)絡(luò)、PROFIBUS控制網(wǎng)絡(luò)、LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)和FF控制網(wǎng)絡(luò)。第6章簡要介紹了其他幾種控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：工業(yè)以太網(wǎng)、HART、DeviceNet、ControlNet、InterBus、WorldFIP、ASI等，并簡要分析了控制網(wǎng)絡(luò)的選用原則?！豆I(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》可供普通高等院校自動(dòng)化專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的研究生和本科生教學(xué)使用，也可供從事控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)1.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)1.3 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系1.4 控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第2章 CAN2.1 CAN通信技術(shù)2.2 CAN通信控制器2.3 CAN總線收發(fā)器與I／O器件2.4 總線長度及節(jié)點(diǎn)數(shù)的確定2.5 CAN控制器與8051系列單片機(jī)的接口技術(shù)2.6 CAN總線通信適配器的設(shè)計(jì)2.7 實(shí)例：CAN控制網(wǎng)絡(luò)在煤礦瓦斯報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用第3章 PROFIBUS3.1 概述3.2 PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)3.3 PROFIBUS的通信模型3.4 PROFIBUS傳輸技術(shù)3.5 PROFIBUS總線訪問協(xié)議3.6 PROFIBUS的實(shí)現(xiàn)3.7 從站通信控制器SPC33.8 主站通信控制器ASPC2與網(wǎng)絡(luò)接口卡3.9 PROFIBUS-DP開發(fā)包43.10 PROFIBU-DP從站的開發(fā)3.11 PROFINET3.12 PROFIBUS控制系統(tǒng)的集成3.13 實(shí)例：PROFIBUS在煤礦粉塵監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用第4章 LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)4.1 概述4.2 神經(jīng)元芯片4.3 收發(fā)器4.4 LonWorks通信協(xié)議——LonTalk4.5 面向?qū)ο蟮木幊陶Z言——Neuron C4.6 LonWorks開發(fā)工具4.7 LNS網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)4.8 基于控制模塊的LonWorks應(yīng)用節(jié)點(diǎn)開發(fā)4.9 Host-Base結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)4.10 智能網(wǎng)絡(luò)適配器的設(shè)計(jì)4.11 實(shí)例：LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用第5章 FF控制網(wǎng)絡(luò)5.1 基金會(huì)現(xiàn)場總線技術(shù)概述s.2 FF的通信模型5.3 FF功能塊參數(shù)5.4 FF通信控制器與網(wǎng)卡5.5 FF網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)5.6 FF應(yīng)用系統(tǒng)5.7 實(shí)例：基金會(huì)現(xiàn)場總線在壓力測量系統(tǒng)的應(yīng)用第6章 工業(yè)以太網(wǎng)及其他控制網(wǎng)絡(luò)6.1 工業(yè)以太網(wǎng)6.2 其他控制網(wǎng)絡(luò)6.3 控制網(wǎng)絡(luò)的比較與選擇參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 緒論工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是近年來發(fā)展形成的自動(dòng)控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。隨著自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)、微電子等技術(shù)的發(fā)展，大量智能控制芯片和智能傳感器的不斷涌現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)已成為自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動(dòng)控制領(lǐng)域中的作用與日俱增。1.1　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)1.1.1　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的概念和特點(diǎn)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)自動(dòng)控制水平要求的不斷提高，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益向自動(dòng)控制領(lǐng)域滲透，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)簡稱控制網(wǎng)絡(luò)，是應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，除了計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備，還存在大量檢測工藝參數(shù)數(shù)值與狀態(tài)的變送器和控制生產(chǎn)過程的控制設(shè)備。這些設(shè)備的各功能單元之間、設(shè)備與設(shè)備之間以及這些設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間遵照通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？刂凭W(wǎng)絡(luò)是指將具有數(shù)字通信能力的測量控制儀表作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采用公開、規(guī)范的通信協(xié)議，把控制設(shè)備連接成可以相互溝通信息，共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。與普通的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)。 （1）具有實(shí)時(shí)性和時(shí)間確定性；（2）信息多為短幀結(jié)構(gòu)，且交換頻繁；（3）可靠性和安全性高；（4）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡單實(shí)用；（5）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有分散性；（6）易于實(shí)現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成。 目前工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括現(xiàn)場總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。1.1.2　現(xiàn)場總線按照IEC對(duì)現(xiàn)場總線（fieldbus）一詞的定義，現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實(shí)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)。

編輯推薦

《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》由中國電力出版社出版的。

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