現場匯流排技術及套用教程（第2版）

《現場匯流排技術及套用教程（第2版）》是2019年10月機械工業出版社出版的圖書，作者是王永華。

基本介紹

• 書名：現場匯流排技術及套用教程（第2版）
• 作者：王永華
• ISBN：9787111372967
• 定價：69.8元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2019年10月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

在工業自動化套用技術領域，國際和國內市場占有率高的現場匯流排技術和實時乙太網技術分別是PROFIBUS和PROFINET。本書的開始，對控制系統以及現場匯流排技術的發展歷程、現場匯流排技術中使用的工業網路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的基本原理和具體套用，並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套用實例。此外，本書還對感測器級和執行器級的現場匯流排技術的代表——ASi以及工業控制系統國際標準程式語言IEC611313進行了深入淺出的講解，並給出了許多實例。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，羅列出了學習現場匯流排技術及下載相關軟體及文檔的常用網站地址。 本書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。

圖書目錄

前言第1章現場匯流排技術概述

11工業自動化技術及控制系統的發展歷程1

111工業類型的劃分1

112工業自動化技術及控制系統發展歷程概述1

113OPC和IEC611313 6

12DCS、PLC和FCS三大控制系統的基本要點和區別7

121三大控制系統的基本要點7

122FCS與DCS的區別2

123PLC、DCS和FCS之間的融合9

13現場匯流排基本概念9

131現場匯流排的產生背景9

132現場匯流排的定義10

133現場匯流排的特點11

134現場匯流排的優點13

14現場匯流排國際標準及其制定過程14

141前3版標準14

142第4版標準15

143配套標準IEC61784 17

144IEC 62026 18

15現場匯流排的現狀、研究開發熱點和發展趨勢19

16工業網路的定義、結構和套用21

161工業網路的定義21

162現場匯流排在工業網路中的位置和作用22

163工業控制網路的簡單分類25

本章小結25

習題和思考題26

第2章工業網路與通信基礎知識27

21工業網路通信基礎27

211工業數據通信概述27

212數據通信的基本概念28

213數據編碼29

214數據傳輸31

215差錯控制35

22工業網路物理結構38

221網路的傳輸介質38

222工業通信網路的主要拓撲結構39

223介質訪問控制方式40

23開放系統互連參考模型及網路互連43

231OSI參考模型43

232網路互連48

24OPC技術50

241OPC技術簡介51

242幾種OPC中所使用的微軟公司的技術52

243OPC的接口和伺服器54

244OPC套用舉例56

本章小結57

習題和思考題57

第3章PROFIBUS基礎及安裝技術59

31PROFIBUS概述59

311PROFIBUS的發展59

312PROFIBUS的產品認證60

313PROFIBUS的家族成員61

314PROFIBUS系統組成模組63

315PROFIBUS自動化系統解決方案

316PROFIBUS的協定結構64

32PROFIBUS基礎64

321設備類型67

322系統配置67

323PROFIBUS系統的基本特點68

324PROFIBUS的網路及規模68

325設備地址69

33PROFIBUS設備集成工具69

331PROFIBUS的GSD檔案69

332設備管理工具的發展71

34PROFIBUS傳輸技術74

341RS485和RS484IS75

342MBP和MBPIS76

343光纖80

344無線傳輸80

35PROFIBUS DP安裝技術81

351DP網路接線81

352DP網路布局及終端電阻使用舉例86

353現場安裝88

36PROFIBUS PA安裝技術91

361PA網路結構91

362PA網路接線及布局92

363PROFIBUS PA網路設計舉例95

37危險區域的安裝技術98

371本質安全概念98

372FISCO99

373大功率主幹網路100

374FISCO在系統設計中的套用100

38組態一個簡單的PROFIBUS DP/PA系統102

381系統組成及架構102

382組態過程102

383系統運行107

本章小結109

本章實驗建議109

習題和思考題109

第4章PROFIBUS通信技術及DPV0/V1 114

41數據鏈路層115

411介質訪問控制方式115

412數據傳輸服務115

42套用層118

421套用關係118

422PROFIBUS版本的發展120

43行規122

431套用行規123

432系統行規124

433幾種主要的行規介紹125

44PA行規127

441概述127

442PA裝置中的塊模型128

443PA行規中的信號鏈130

444PA設備中的數據及其表示方法131

45主站和從站的工作過程134

451主站的工作過程134

452主站的工作模式135

453從站的工作過程135

46設備功能及其之間的通信136

461各種設備的功能136

462設備之間的通信137

47PROFIBUS DP報文類型139

48DPV0報文詳解141

481參數設定請求及回響報文141

482組態請求及回響報文143

483診斷請求及回響報文146

484數據交換報文151

485全局控制報文152

49DPV1報文詳解155

491參數設定報文155

492組態報文157

493診斷報文158

494非循環通信MS1報文162

495非循環通信MS2報文168

410匯流排和信息的循環時間及估計173

4101有關匯流排時間的一些術語173

4102循環時間及估計174

本章小結175

本章實驗建議176

習題和思考題176

第5章PROFINET基礎及安裝技術179

51乙太網和IEEE 80.3 180

511乙太網的產生180

512乙太網的物理層181

513乙太網的數據鏈路層185

514用於乙太網的幾個功能190

515乙太網中使用的主要設備191

52網際網路與TCP/IP192

521概述192

522TCP/IP各層的功能195

53工業乙太網和實時乙太網201

531工業乙太網201

532實時工業乙太網202

54PROFINET基礎203

541概述203

542PROFINET的市場情況204

543PROFINET和PROFIBUS的主要區別205

544PROFINET的組成206

545PROFINET的通信協定模型207

546GSD檔案207

547PROFINET IO設備類型208

548PROFINET的一致性分類209

549從系統組態到運行的工作過程209

55PROFINET安裝技術211

551網路結構211

552電氣網路傳輸介質和連線213

553光纜及其連線218

554網路部件220

56組態一個簡單的PROFINET網路220

561系統組成及架構220

562組態過程221

563系統運行225

本章小結228

習題和思考題228

第6章PROFINET技術230

61PROFINET 實時通信技術230

611通信等級230

612通信通道模型231

613循環數據交換原理233

614等時同步實時通信234

62PROFINET IO238

621概述238

622IO設備模型238

623數據元素240

624套用關係240

625通信關係241

626通信路徑及使用的協定246

627主要報文的幀結構248

628名稱和地址分配及報文251

629系統啟動及連線建立過程256

6210報警處理及相關報文276

6211Read/Write服務及報文280

6212網路診斷和管理283

63PROFINET CBA285

631概述285

632工藝技術模組和組件模型286

633現場設備結構286

634PROFINET CBA的通信287

635PROFINET CBA的使用過程289

本章小結290

習題和思考題第7章ASi技術及套用290

71ASi技術概述292

711ASi概述292

712ASi的產生和發展292

713開發ASi所遵從的一些技術規範293

714ASi的主要優點294

715ASi的主要特點（Version 20）

716ASi的基本組成296

72ASi技術解析299

721ASi的行規299

722ASi的網路結構301

723ASi的通信機理304

724ASi的報文305

725ASi從站地址設定307

726ASi主站操作308

727ASi的工作過程308

73ASi的擴展310

731概述310

732ASi V21從站的編址和ID碼311

733ASi V21的模擬量處理功能314

734外圍故障診斷315

74ASi的安全工作316

741ASi安全工作的概念316

742安全要求類別及標準317

743ASi安全技術實現原理318

744ASi安全監測控制器320

745組態軟體Asimon的使用322

746ASi安全工作舉例324

75ASi網路的接線和安裝要點325

76ASi套用舉例326

761實例系統1326

762實例系統2 328

763基於ASi的傳送帶控制系統332

本章小結341

習題和思考題341

第8章現場匯流排技術套用綜合舉例343

81使用現場匯流排技術應考慮的幾個問題343

811為什麼要選用現場匯流排技術343

812現場匯流排技術最適合什麼場合使用344

813選擇什麼樣的現場匯流排技術345

814如何設計現場匯流排控制系統346

82現場匯流排技術套用綜合舉例348

821煙廠制絲線現場匯流排控制系統349

822紡織生產過程信息集成及處理系統353

823製冷站監控系統改造356

824PROFIBUS PA簡單系統舉例358

本章小結365

習題和思考題365

第9章標準工業控制程式語言IEC61131.3 366

91IEC611313概述366

911IEC61131產生的原因和發展歷程366

912IEC611313簡介369

913IEC611313的突出特點370

92IEC611313編程基礎371

921程式組織單元POU371

922簡單語言元素373

923數據類型375

924變數379

925系統配置382

93標準函式及功能塊385

931標準函式385

932標準功能塊388

94IEC611313程式語言及使用舉例390

941梯形圖（LD）390

942結構化文本（ST）394

943指令表（IL）401

944順序功能圖（SFC）405

95IEC611313套用實例程式設計417

951FCS底層典型環節417

952硬體系統簡介418

953控制程式設計418

本章小結420

習題和思考題420

附錄423

附錄A實驗指導書423

A1PROFIBUS DP網路安裝技術實驗423

A2PROFIBUS DP網路組態及控制實驗425

A3PROFIBUS PA組態和控制實驗426

A4PROFIBUS DP報文分析實驗427

A5PROFINET網路組態及控制實驗428

A6PROFINET報文分析實驗429

A7ASi網路基礎實驗430

A8ASi網路套用實驗433

A9IEC611313編程實驗1434

A10IEC611313編程實驗2435

附錄BPROFIBUS常用信息速查表436

B1PROFIBUSDP報文基本信息速查436

B2DPV0參數化報文信息速查437

B3DPV0組態報文信息速查438

B4DPV0診斷報文信息速查439

B5DPV0擴展診斷報文信息速查440

B6DPV0全局控制報文信息速查441

B7DPV1擴展參數化報文信息速查442

B8DPV1擴展組態報文信息速查443

B9DPV1擴展診斷報文信息速查444

B10DPV1 MS1、MS2通信功能碼及報文信息速查445

B11診斷回響報文常用信息速查446

附錄C常用縮略語備查表447

附錄D學習現場匯流排技術常用網站452

參考文獻453