工业控制网络

第1章数字通信及网络技术基础1

1.1数字通信基本原理1

1.1.1控制网络中常用术语1

1.1.2通信系统基本概念2

1.1.3数字编码技术4

1.1.4数据同步方式6

1.1.5差错控制7

1.1.6RS-485串行通信接口10

1.2介质访问控制MAC13

1.2.1网络拓扑结构13

1.2.2传输介质14

1.2.3介质访问控制15

1.3网络协议模型17

1.3.1OSI网络协议模型17

1.3.2数据链路层与数据封装19

1.3.3各种控制网络与OSI对照20

1.4现场总线与信息化集成技术21

1.4.1现场总线21

1.4.2制造企业信息集成技术24

思考题25

第2章Modbus网络及应用27

2.1Modbus工作过程27

2.2Modbus报文格式29

2.3Modbus测试软件34

2.4Modbus Plus网络35

2.5Modbus网络应用实例37

2.5.1S7-200的Modbus功能37

2.5.2S7-200 Modbus无线网络实例41

2.5.3Quantum PLC Modbus无线网络44

2.5.4基于3G/GPRS的控制网络49

思考题54

第3章PROFIBUS-DP总线及应用55

3.1PROFIBUS协议55

3.2DP的传输技术58

3.2.1传输编码58

3.2.2总线段结构58

3.2.3电缆与连接器59

3.2.4RS-485中继器59

3.2.5光纤网络61

3.3DP总线存取控制63

3.3.1DP中的设备类型64

3.3.2令牌总线机制65

3.3.3DP设备间的通信关系66

3.3.4主-从通信机制67

3.3.5DP循环71

3.4DP的三个版本73

3.4.1DP-V074

3.4.2DP-V175

3.4.3DP-V276

3.4.4GSD文件77

3.5DP数据链路层79

3.5.1SAP功能80

3.5.2DP报文格式80

3.5.3FC的含义82

3.5.4报文分析83

3.6DP应用层行规PROFIdrive85

3.6.1应用层行规85

3.6.2PROFIdrive86

3.7S7-300 PLC及STEP7软件89

3.8S7-300/400常用的组网方式93

3.8.1DP方式94

3.8.2MPI方式/PPI方式96

3.8.3以太网方式99

3.9故障诊断实例101

思考题105

第4章CIP网络106

4.1控制和信息协议CIP106

4.1.1CIP网络模型106

4.1.2CIP的特点108

4.1.3CIP对象模型110

4.1.4CIP设备描述112

4.2DeviceNet概述112

4.3DeviceNet的物理层和传输介质114

4.4DeviceNet的数据链路层 117

4.4.1数据帧的格式118

4.4.2总线仲裁机制120

4.4.3错误诊断和故障界定机制 121

4.5DeviceNet应用层122

4.5.1连接122

4.5.2报文组123

4.5.3I/O报文和显式报文125

4.5.4未连接报文管理(UCMM)127

4.5.5预定义主/从连接组128

4.6DeviceNet对象模型及设备描述128

4.6.1对象模型128

4.6.2设备描述129

4.7ControlNet130

4.7.1物理层130

4.7.2CTDMA131

4.7.3网络更新时间131

4.7.4虚拟令牌及Keeper134

4.7.5MAC帧格式134

4.7.6ControlNet中的连接135

思考题136

第5章工业以太网及OPC技术137

5.1工业以太网137

5.1.1工业以太网现状及趋势137

5.1.2以太网帧格式138

5.1.3交换式以太网139

5.1.4端口/MAC地址映射表140

5.1.5其他140

5.2常用工业以太网141

5.2.1EtherNet/IP141

5.2.2Modbus TCP/IP144

5.2.3ProfiNet145

5.3OPC149

5.3.1OPC与COM149

5.3.2OPC的数据访问方法149

5.3.3OPC工作过程及对象层次模型151

5.3.4OPC客户端访问152

思考题154

第6章工业控制网络的设计与应用155

6.1NC与PLC的信息交换156

6.2M代码的解码157

6.3PLC信息的直接读入和通道等待158

6.4柔性参数化生产模式159

6.5刀具磨损的自动检测及产品合格自动检测162

6.6产品合格检测163

参考文献167