現場匯流排工業控制網路技術pdf

1. 現場匯流排及工業控制網路技術的目錄

第1章 現場匯流排概述
1.1 現場匯流排與現場匯流排控制系統
1.1.1 現場匯流排的概念
1.1.2 現場匯流排控制系統基本結構
1.2 現場匯流排的現狀與發展
1.2.1 現場匯流排的標准現狀
1.2.2 實時工業乙太網的國際標准
1.2.3 現場匯流排與現場匯流排控制系統的發展趨勢
1.3 現場匯流排與現場匯流排控制系統的特點
1.3.1 結構特點
1.3.2 技術特點
1.3.3 與區域網的區別
第2章 現場匯流排與工業控制網路技術基礎
2.1 網路與通信技術基礎
2.1.1 數據通信概念
2.1.2 數據傳輸
2.1.3 數據交換技術
2.1.4 差錯檢測及控制
2.1.5 傳輸介質
2.2 區域網技術
2.2.1 區域網概述
2.2.2 區域網的關鍵技術
2.2.3 區域網的參考模型
2.2.4 乙太網技術
2.3 區域網的互連
2.3.1 網路互連設備
2.3.2 交換式控制網路
第3章 串列通信技術及其應用
3.1 串列通信概述
3.1.1 串列通信與並行通信
3.1.2 串列通信原理
3.1.3 串列通信的數據傳輸
3.2 RS-232串列通信及其應用
3.2.1 RS-232串列通信
3.2.2 RS-232串列通信應用
3.3 RS-485串列通信及其應用
3.3.1 RS-485串列通信
3.3.2 RS-485串列通信應用
3.4 RS-232與RS-485串列通信介面轉換及應用
3.4.1 RS-232串列介面
3.4.2 RS-485串列介面
3.4.3 RS-232與RS-422/RS-485的介面轉換
3.5 MODBUS協議串列通信及其應用
3.5.1 MODBUS通信協議
3.5.2 兩種傳輸方式
3.5.3 MODBUS消息幀
3.5.4 錯誤檢測方法
3.5.5 MODBUS應用實例
第4章 PROFIBUS現場匯流排與應用
4.1 PROFIBUS現場匯流排技術概述
4.1.1 PROFIBUS的發展歷程
4.1.2 PROFIBUS的分類
4.1.3 PROFIBUS在工廠自動化系統中的位置
4.1.4 PROFIBUS的協議結構
4.2 PROFIBUS的物理層
4.2.1 採用RS-485的傳輸技術
4.2.2 光纖傳輸技術
4.2.3 MBP傳輸技術
4.3 PROFIBUS數據鏈路層
4.3.1 PROFIBUS匯流排存取協議概述
4.3.2 PROFIBUS匯流排訪問協議的特點
4.3.3 數據鏈路層服務類型和報文格式
4.4 PROFIBUS通信原理
4.4.1 PROFIBUS—DP的基本功能
4.4.2 擴展的DP功能
4.5 S7—300/400網路通信
4.5.1 概述
4.5.2 MPI通信
4.5.3 PROFIBUS匯流排設置和屬性
4.6 PROFIBUS行規和GSD文件
4.6.1 通用應用行規
4.6.2 專用行規
4.6.3 GSD文件
4.7 PROFIBUS系統配置及設備選型
4.7.1 應用PROFIBUS構建自動化控制系統應考慮的問題
4.7.2 系統結構規劃
4.7.3 與車間或全廠自動化系統連接
4.7.4 PROFIBUS主站的選擇
4.7.5 PROFIBUS從站的選擇
4.7.6 以PC為主機的編程終端及監控操作站的選型
4.7.7 PROFIBUS系統配置
4.8 基於WinAC的PROFIBUS現場匯流排系統硬體組態
4.8.1 WinAC簡介
4.8.2 現場匯流排系統組態步驟與過程
4.9 基於PROFIBUS現場匯流排的遠程監控系統
4.9.1 體系結構
4.9.2 底層控制層
第5章 CAN匯流排技術與應用
5.1 CAN匯流排概述
5.1.1 CAN匯流排技術特點
5.1.2 基本術語與概念
5.2 CAN匯流排技術協議規范
5.2.1 CAN協議的分層結構
5.2.2 報文傳送與幀結構
5.2.3 錯誤類型與界定
5.2.4 位定時與同步要求
5.2.5 CAN匯流排系統位數值表示與通信距離
5.3 典型CAN控制器
5.3.1 CAN通信控制器SJAl000
5.3.2 具有SPI介面的CAN控制器MCP2515
5.4 嵌入CAN控制器的單片機P8xC591
5.4.1 概述
5.4.2 引腳功能
5.4.3 P8xC591的PeliCAN特性和結構
5.4.4 PeliCAN與CPU之間的介面
5.5 CAN匯流排收發器
5.5.1 PCA82C250/251
5.5.2 TJA1050
5.6 CAN匯流排應用
5.6.1 CAN匯流排系統通信距離與節點數量的確定
5.6.2 匯流排終端及網路拓撲結構
5.6.3 CAN匯流排在檢測系統中的應用
5.6.4 基於CAN匯流排的環境控制系統設計
5.6.5 基於CAN匯流排的井下風機監控系統設計
第6章 DeviceNet、CorllrolNet現場匯流排與應用
6.1 DeviceNet現場匯流排技術
6.1.1 DeviceNet概述
6.1.2 DeviceNet的傳輸介質
6.1.3 DeviceNet的網路參考模型
6.1.4 控制與信息協議（CIP）
6.1.5 DeviceNet的報文協議
6.1.6 預定義主從連接組
6.1.7 DeviceNet的對象模型
6.1.8 DeviceNet的設備描述
6.1.9 DeviceNet的設備簡介
6.1.10 DeviceNet的節點開發
6.2 ControlNet現場匯流排技術
6.2.1 ControlNet概述
6.2.2 ControlNet的傳輸介質
6.2.3 ControlNet網路參考模型
6.2.4 數據鏈路層
6.2.5 網路層與傳輸層
6.2.6 對象模型
6.2.7 設備描述
6.2.8 ContrOlNet設備簡介
6.2.9 ControlNet的設備開發
6.3 現場匯流排控制系統的組態與冗餘技術
6.3.1 現場匯流排控制系統的組態技術
6.3.2 現場匯流排控制系統的冗餘技術
6.4 DeviceNet與ControlNet現場匯流排的應用實例
6.4.1 銅冶煉電解工藝中的匯流排控制系統設計
6.4.2 卷煙廠生產線的匯流排控制系統設計
第7章 工業乙太網技術與應用
7.1 概述
7.2 原理及體系結構
7.2.1 通信模型
7.2.2 乙太網體系結構
7.2.3 工業乙太網網路拓撲結構
7.2.4 傳輸介質
7.2.5 工業乙太網通信的實時性
7.2.6 工業乙太網的網路生存性與可用性
7.2.7 工業乙太網的網路安全
7.2.8 工業乙太網傳輸距離
7.2.9 互可操作性與應用層協議
7.3 工業乙太網通信設備及組網技術
7.3.1 工業乙太網產品
7.3.2 工業乙太網組網技術
7.4 應用實例
第8章 工業網路集成技術
8.1 控制網路與信息網路集成的網路互連技術
8.1.1 控制網路和信息網路之間加入轉換介面
8.1.2 基於DDE技術的控制網路和信息網路的集成
8.1.3 採用統一的協議標准實現控制網路和信息網路的集成
8.1.4 採用資料庫訪問技術集成控制網路和信息網路
8.1.5 採用OPC技術集成控制網路和信息網路
8.1.6 控制網路與信息網路互連集成的若干關鍵問題
8.2 現場匯流排控制系統網路之間的集成
8.2.1 基於OPC的集成方法（系統級集成）
8.2.2 設備級集成
8.3 OPC技術及基於OPC技術的現場匯流排系統集成
8.3.1 COM基礎
8.3.2 OPC技術規范
8.3.3 OPC數據訪問（DA）伺服器的開發及測試
8.3.4 OPC客戶端的開發及測試
8.3.5 OPC技術在異構現場匯流排系統中的應用
參考文獻

2. 什麼是現場匯流排為什麼要採用現場匯流排技術現場匯流排有哪些優點

1.現場匯流排的概念
現場匯流排是應用在生產現場、在微機化測量控制設備之間實現雙向串列多節點數字通信的系統，也被稱為開放式、數字化、多點通信的層控制網路。
現場匯流排技術將專用微處理器置入傳統的測量控制儀表，使它們各自具有了數字計算和數字通訊能力，採用可進行簡單連接的雙絞線等為匯流排，把多個測量控制儀表連接成網路系統，並按公開、規范的通信協議，在位於現場的多個微機化測量控制設備之間及現場儀表與遠程監控計算機之間，實現數據傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統。
現場匯流排是20世紀80年代中期在國際上發展起來的。隨著微處理器與計算機功能的不斷增強和價格的降低，計算機與計算機網路系統得到迅速發展。現場匯流排可實現整個企業的信息集成，實施綜合自動化，形成工廠底層網路，完成現場自動化設備之間的多點數字通信，實現底層現場設備之間以及生產現場與外界的信息交換。
2.現場匯流排的特點及優點
(1) 全數字化通信
(2) 開放型的互聯網路
(3) 互可操作性與互用性
(4) 現場設備的智能化
(5) 系統結構的高度分散性
(6) 對現場環境的適應性
3.現場匯流排的特點
現場控制設備具有通信功能，便於構成工廠底層控制網路。
通信標準的公開、一致，使系統具備開放性，設備間具有互可操作性。
功能塊與結構的規范化使相同功能的設備間具有互換性。
控制功能下放到現場，使控制系統結構具備高度的分散性。
4.現場匯流排的優點
現場匯流排使自控設備與系統步入了信息網路的行列，為其應用開拓了更為廣闊的領域；
一對雙絞線上可掛接多個控制設備， 便於節省安裝費用；
節省維護開銷；
提高了系統的可靠性；
為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權。
5.為什麼要用現場匯流排？我們通過對現場匯流排在不同情況下不同機構和不同的人公認的對現場匯流排的本質體現中了解；
1)中現場通信網路
用於過程自動化和製造自動化的現場設備或現場儀表互連的現場通信網路。
現場設備互聯
依據實際需要使用不同的傳輸介質把不同的現場設備或者現場儀表相互關聯。
互操作性
用戶可以根據自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產品構成所需的控制迴路，從而可以自由地集成FCS。
2)分散功能塊
FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現場儀表, 從而構成虛擬控制站，徹底地實現了分散控制。
3)通信線供電
通信線供電方式允許現場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用於本質安全環境的低功耗現場儀表, 與其配套的還有安全柵。
4)開放式互聯網路
現場匯流排為開放式互聯網路，既可以與同層網路互聯，也可與不同層網路互聯，還可以實現網路資料庫的共享。
從以上內容我們可以看到，現場匯流排體現了分布、開放、互聯、高可靠性的特點，而這些正是DCS系統的缺點。DCS通常是一對一單獨傳送信號，其所採用的模擬信號精度低，易受干擾，位於操作室的操作員對模擬儀表往往難以調整參數和預測故障，處於「失控」狀態，很多的儀表廠商自定標准，互換性差，儀表的功能也較單一，難以滿足現代的要求，而且幾乎所有的控制功能都位於控制站中。FCS則採取一對多雙向傳輸信號，採用的數字信號精度高、可靠性強，設備也始終處於操作員的遠程監控和可控狀態，用戶可以自由按需選擇不同品牌種類的設備互聯，智能儀表具有通信、控制和運算等豐富的功能，而且控制功能分散到各個智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對於DCS的巨大進步。
也正是由於FCS的以上特點使得其在設計、安裝、投運到正常生產都具有很大的優越性：首先由於分散在前端的智能設備能執行較為復雜的任務，不再需要單獨的控制器、計算單元等，節省了硬體投資和使用面積；FCS的接線較為簡單，而且一條傳輸線可以掛接多了設備，大大節約了安裝費用；由於現場控制設備往往具有自診斷功能，並能將故障信息發送至控制室，減輕了維護工作；同時，由於用戶擁有高度的系統集成自主權，可以通過比較靈活選擇合適的廠家產品；整體系統的可靠性和准確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現了減低安裝、使用、維護的成本，最終達到增加利潤的目的。

3. CAN匯流排參考文獻 15篇以上

[1] 王學士.基於CAN匯流排的汽車車身電器控制系統的研究[J].中國新技術新產品,2012,12（07）：154-155.
[2] 何進進,肖金生,胡衛誼,等.基於CAN匯流排的汽車電子標識系統[J].武漢理工大學學報(信息和管理工程版),2014,14(01):364-365.
[3] 安連華,管德永,程鵬.CAN匯流排在智能公交系統中的應用[J].城市公共交通,2016（01）：36-39.
[4] 劉遵勇,黨瑞寧.車輛道路試驗數據實時採集系統研究[J].汽車實用技術,2014（10）：52-54.
[5] 柴郁,李斌. 現場匯流排技術的發展及應用展望[J].儀表技術,2001,(2).
[6] 王慧鋒,何衍慶. 現場匯流排控制系統原理及應用[J].化學工業出版社,2006
[7] 龍志強,李迅,李曉龍. 現場匯流排控制網路技術[J].機械工業出版社,2011
[1]馬洪連，丁男，李屹璐，嵌入式系統設計教程，電子工業出版社，2006.
[2]饒雲濤，鄒繼軍，王進宏，鄭勇芸，現場匯流排CAN原理與應用技術(第二版)，北京航空航天大學出版社，2007.
[3]杜尚豐，曹曉鍾，徐津，CAN匯流排測控技術及其應用，電子工業出版社，2007.
[4]管秀君.汽車單片機及區域網技術.北京:人民交通出版社，2005.
[5]南金瑞.汽車單片機及車載匯流排技術.北京:理工大學出版社, 2005.
[6]甘永梅,李慶豐等.現場匯流排技術及其應用[M].北京:機械工業出版社, 2005.
[7]蔡月明，劉浩.基CAN匯流排的工業控制系統[J]中國儀器儀表2001(5): 130- 135.
[8]張喆. CAN匯流排MAC層協議分析[J].青島建築工程學院學報，2003(3): 141-143.
[9]董珂，李克強，馮能蓮等. CAN匯流排技術及其在混合動力電動車上的應用[J].清華大學學報:自然科學版，2003 (8) :100-102.
[10]徐進，劉德營，張紅軍.基於CAN匯流排的開放式數控系統的研究和實現[J]. 機床與液壓，2004(2):120- 123.