网络控制技术

书 名: 网络控制技术
作　者：谢昊飞
出版社： 机械工业出版社
出版时间： 2009年06月
ISBN: 9787111266495
开本： 16开
定价: 30元

《 网络控制技术》以 计算机控制系统的网络化、开放化、智能化和集成化发展趋势为主线索，结合最新颁布的 现场总线 国际标准 IEC61158（第4版）、 工业以太网标准IEc61786-2和 网络控制系统的典型应用，系统地介绍了网络控制系统的原理与设计方法。《网络控制技术》介绍了 工业控制网络的特点、发展历程、，技术现状和发展趋势， 网络通信的基本概念、网络控制系统的拓扑结构和 差错控制技术，重点介绍了FF现场总线的协议模型、报文规范、功能块应用进程和总线系统结构，PROFIBUS现场总线的协议模型、通信报文、DP规范和PA 行规， CAN总线的通信模型、仲裁机制以及节点设计。在概述IEC61786-2标准体系的基础上，重点介绍了EPA 工业以太网技术，概述PROtrINET和 HSE工业以太网技术，最后对工业 网络系统集成进行了描述。

前言

第1章 绪论
1.1 工业控制网络的特点
1.1.1 工业控制 网络与信息网络的区别
1.1.2 工业控制网络的技术特征
1.2 网络控制技术的发展历程
1.3 传统控制网络——现场总线的发展
1.3.1 现场总线的定义
1.3.2 现场总线技术的发展历程
1.3.3 现场总线技术的发展趋势
1.4 现代控制网络——工业以太网的发展
1.4.1 工业以太网标准化进程
1.4.2 EPA的国际标准化进程
1.4.3 工业以太网正在成为工业控制网络的主流技术
1.4.4 以太网用于工业控制需要解决的问题
1.4.5 以太网用于工业控制的技术问题正在逐渐解决

第2章 网络通信基础
2.1 网络通信的基本概念及通信模型
2.1.1 网络通信的基本概念
2.1.2 网络通信的基本模型
2.2 通信传输介质
2.2.1 双绞线
2.2.2 同轴电缆
2.2.3 光缆
2.3 数据编码技术
2.3.1 模拟信号调制
2.3.2 数字数据的 数字信号编码
2.3.3 模拟数据的数字信号编码
2.4 数据的传输模式
2.4.1 基带传输
2.4.2 频带传输
2.5 数据的 通信方式
2.5.1 并行通信和 串行通信
2.5.2 异步传输和同步传输
2.5.3 单工、 半双工和 全双工通信
2.6 网络控制系统的拓扑结构
2.7 通信信道 访问控制方式
2.7.1 载波监听多路访问／冲突检测
2.7.2 令牌访问控制方式
2.8 差错控制技术
2.8.1 循环冗余编码
2.8.2 海 明码
2.9 RS－232和RS－485 串口通信技术
2.9.1 RS－ 232接口标准
2.9.2 Rs－485接口标准
2.1 0开放系统的 OSI参考模型
2.1 0.1 OSI参考模型 层次结构
2.1 0.2 OSI参考模型中的基本概念

第3章 FF现场总线技术
3.1 概述
3.1.1 FF现场总线的主要技术
3.1.2 FF通信模型
3.1.3 虚拟通信关系
3.2 FF现场总线 物理层
3.2.1 物理层结构
3.2.2 FF现场总线的物理信号编码
3.3 数据 链路层
3.3.1 数据链路层功能和服务
3.3.2 FF现场总线的链路活动调度
3.3.3 DL 地址空间与地址编码
3.3.4 数据链路层缓冲区和队列及其管理
3.3.5 数据链路层 服务质量
3.3.6 数据链路层内部参数
3.3.7 数据链路 协议数据单元
3.3.8 面向连接服务
3.3.9 FF无连接模式服务
3.3.1 0数据链路层调度
3.4 FF现场总线访问子层
3.4.1 FF应用关系中的 端点角色
3.4.2 FAS使用的 DLL服务
3.4.3 FAS模型
3.4.4 总线访问子层的服务及其参数
3.5 总线报文规范子层
3.5.1 虚拟现场设备
3.5.2 对象字典
3.5.3 对象字典结构
3.5.4 变量访问对象
3.5.5 域对象及其上载和下载
3.5.6 程序调用对象
3.5.7 上下文管理
3.5.8 FMSPDU
3.6 网络管理
3.6.1 FF现场总线 网络管理结构
3.6.2 网络管理代理虚拟现场设备
3.6.3 网络管理代理对象
3.6.4 DL管理对象
3.6.5 DL管理链路调度列表
3.6.6 标准通信关系
3.7 系统管理
3.7.1 系统管理概述
3.7.2 系统管理功能
3.7.3 地址分配
3.7.4 系统 管理信息库及其访问
3.8 功能块应用进程
3.8.1 功能块应用进程对象
3.8.2 块模型
3.8.3 块对象
3.8.4 参数对象
3.8.5 功能块对象
3.8.6 功能块服务
3.8.7 功能块控制回路
3.9 FF 现场总线系统
3.9.1 FF现场总线系统的结构
3.9.2 FF现场总线系统的设计

第4章 PROFIUS现场总线
4.1 概述
4.1.1 物理层
4.1.2 数据链路层
4.1.3 应用层
4.1.4 用户层
4.2 物理层
4.2.1 传输介质
4.2.2 总线连接器
4.2.3 物理层的服务
4.3 数据链路层
4.3.1 总线存取技术
4.3.2 数据链路服务
4.3.3 现场总线管理层
4.3.4 数据链路层的帧编码
4.4 应用层
4.4.1 概述
4.4.2 通信关系
4.4.3 现场总线报文规范通信对象
4.4.4 现场总线报文规范服务
4..4.5 低层接口
4.4.6 FMA7
4.5 DP规范
4.5.1 DP通信模型
4.5.2 DP站类型
4.5.3 DP通信关系
4.5.4 DP设备通信过程
4.5.5 DP报文循环机制
4.5.6 DP功能服务
4.5.7 DP协议数据报文编码
4.6 PA行规
4.6.1 PA设备模型
4.6.2 PA块模型
4.6.3 PA映像
4.6.4 PA 设备管理技术

第5章 CAN总线技术
5.1 CAN总线的发展概况
5.2 CAN总线的技术特点
5.3 CAN总线的通信模型
5.4 CAN非破坏性位仲裁机制
5.5 cAN帧结构
5.5.1 数据帧
5.5.2 远程帧
5.5.3 差错帧
5.5.4 超载帧
5.5.5 帧间空间
5.6 CAN的错误处理机制
5.6.1 错误检测类型
5.6.2 错误处理
5.7 CAN的位定时和同步
5.7.1 位定时
5.7.2 同步
5.8 SJAl000CAN独立 通信控制器
5.8.1 SJAl000系统结构
5.8.2 SJAl000地址分配
5.8.3 寄存器功能和 缓冲器工作原理
5.9 cAN节点设计

第6章 工业以太网
6.1 工业以太网与实时以太网
6.2 IEC61786-2标准
6.2.1 IEC61786-2标准体系
6.2.2 IEC61786-2中主要标准简介
6.3 IEC61786-1／2与IEC61158
6.4 EPA技术简介
6.4.1 EPA 网络拓扑结构
6.4.2 EPA 通信协议
6.4.3 EPA应用层通信协议栈的设计与实现
6.4.4 EPA 时间同步技术
6.4.5 EPA确定性调度技术
6.4.6 面向工业以太网的总线供电技术
6.5 PROFINET技术简介
6.5.1 PROFINET系统结构
6.5.2 PROFINET实时通信
6.5.3 PROFINETIO
6.5.4 PROFINET 系统集成
6.6 HSE技术简介
6.6.1 HSE的 体系结构
6.6.2 HSE网络拓扑结构
6.6.3 FDA
6.6.4 SNTP

第7章 工业网络系统集成
7.1 系统集成结构
7.2 系统集成要点分析
7.3 网络互连设备
7.4 OPC技术
7.4.1 COM
7.4.2 OPC对象
7.4.3 OPC接口

参考文献
……

《网络控制技术》有机地融人了作者多年参加国家863项目的科研成果和参加国际标准(IEC标准)制定的技术资料，注重系统性、实用性，强调网络控制技术的实际运用，着重对学生实际动手能力、独立思考能力、创新思维能力和综合运用能力的培养和训练。
《网络控制技术》配有免费电子课件，欢迎选用《网络控制技术》作教材的老师登录WWW．cmpedu．eom注册下载或发邮件到wbj@cmpbook．tom索取。
《网络控制技术》可作为普通高等院校电子信息类、电气工程类、机械电子类、仪器仪表类及相关专业的教材，也可作为相关技术人员的参考书。

网络技术的迅速发展引发了自动控制领域的深刻技术变革。目前，及时、准确、可靠地获得现场设备的信息是计算机控制系统的基本要求，可靠、高效的现场控制网络则是迅速有效地收集和传送现场生产与管理数据的基本保障。计算机控制系统的结构沿着网络化方向与控制系统体系沿着开放性方向发展是计算机控制技术发展的大潮流，网络化、开放化、智能化和集成化是工业控制技术发展的方向与灵魂。现场总线技术、工业以太网技术、分布式网络控制技术的出现及发展，推动了控制领域全方位的技术进步。本书作者作为主要成员制定的《用于工业测量与控制系统的工业以太网。EPA（Ethernet for Plant Automation）系统结构和通信标准》于2005年5月被国际电工委员会（IEC）正式发布为IEC／PAS 62409，成为我国工业自动化领域第一个具有自主知识产权的国际标准，并在2007年lO月正式成为实时以太网标准IEC 61784-2的CPFl4和现场总线国际标准第4版的IEC 61158-314／414／514／514规范。
本书以计算机控制系统的网络化、开放化、智能化和集成化发展趋势为主线索，有机地融入了作者多年参加国家863计划EPA系列项目的科研成果和参加国际标准（IEC标准）制定的技术资料，系统地介绍了网络控制系统的原理与设计方法。本书注重系统性、实用性，强调网络控制技术的实际运用，注重实时以太网标准IEC 61784－2、现场总线国际标准IEC 61158第4版和国际上最新技术进展等内容的介绍。同时，利用作者科研工作的亲身体会和经验，着重对学生独立思考能力、实际动手能力、综合运用能力和创新思维能力的培养和训练。
本书共分为7章。第1章介绍了工业控制网络的特点、发展历程、现场总线和工业以太网的现状与发展趋势；第2章介绍了网络通信的基本概念及通信模型、数据编码技术、数据传输模式、网络控制系统的拓扑结构、通信信道访问控制方式及差错控制技术；第3章介绍了FF现场总线通信模型及各层的主要规范、网络管理、系统管理、功能块应用进程和FF现场总线系统设计；第4章介绍了：PROFIBUS现场总线通信模型及各层的主要规范、DP规范和PA行规；第5章介绍了CAN总线通信模型、非破坏性位仲裁机制、帧结构、错误处理机制、位定时和同步，并以cAN独立通信控制器SJAl000为例，介绍了CAN节点设计；第5章介绍了工业以太网与实时以太网、IEC 61786－2标准、IEC 61786一1／2与IEC 61158，以及EPA、PROFINET和HSE三种工业以太网技术；第7章介绍了工业网络系统的集成方法与技术。
本书编写过程中力求做到理论分析与应用技术并重，注重软件与硬件有机地结合，把握计算机控制系统的结构沿着网络化方向与控制系统体系沿着开放性方向这一计算机控制技术发展的大潮流，强化通信技术与网络技术在计算机控制系统中的地位，强调网络控制系统的整体概念。为了便于读者理解和掌握，本书列举了大量有关网络控制系统分析、设计与实现的典型例子，并力求达到重点突出、层次分明、语言精练、易于理解。