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第1章 概述1

1.1 现场总线的产生、本质与发展1

1.1.1 现场总线的产生1

1.1.2 现场总线的本质5

1.1.3 现场总线的发展6

1.2 现场总线的结构及其特点9

1.2.1 现场总线的结构9

1.2.2 现场总线的特点11

1.3 几种有影响的现场总线11

1.4 现场总线面临的挑战13

1.5 小结14

1.6 思考与练习14

第2章 现场总线通信基础15

2.1 总线的概念15

2.1.1 基本术语15

2.1.2 总线操作的基本内容16

2.2 通信系统的组成17

2.3 数据通信基础18

2.3.1 数据通信的基本概念18

2.3.2 数据编码19

2.3.3 数据传输技术20

2.3.4 网络拓扑结构与网络控制方法25

2.3.5 数据交换技术27

2.3.6 差错控制28

2.4 通信模型30

2.4.1 ISO/OSI参考模型30

2.4.2 现场总线通信模型32

2.5 网络互联设备33

2.6 现场总线控制网络35

2.6.1 现场总线网络节点35

2.6.2 现场总线控制网络的任务35

2.7 小结36

2.8 思考与练习36

第3章 Profibus现场总线及其应用38

3.1 Profibus现场总线基础38

3.1.1 Profibus现场总线的分类38

3.1.2 Profibus的通信协议39

3.2 Profibus的传输技术43

3.2.1 DP/FMS的RS-485传输技术44

3.2.2 DP/FMS的光纤传输技术46

3.2.3 PA的IEC1158-2传输技术47

3.3 Profibus控制系统的配置47

3.4 Profibus-DP控制系统50

3.4.1 Profibus-DP的基本性能50

3.4.2 GSD文件51

3.4.3 Profibus-DP系统工作过程52

3.5 S7-300与S7-200 PLC之间的Profibus-DP通信54

3.6 S7-300与S7-300 PLC之间的Profibus-DP通信59

3.7 Profibus现场总线在液位控制系统中的应用67

3.8 实训项目 基于S7-300 PLC的现场总线系统构建与运行73

3.9 小结74

3.10 思考与练习74

第4章 CC-Link现场总线及其应用75

4.1 概述75

4.2 FX2N系列CC-Link现场总线系统的构建77

4.2.1 系统网络配置77

4.2.2 主站模块FX2N-16CCL-M77

4.2.3 从站模块FX2N-32CCL94

4.2.4 基于FX2N系列PLC的CCLink现场总线应用103

4.3 Q系列CC-Link现场总线系统的构建109

4.3.1 Q系列PLC介绍109

4.3.2 Q系列QJ61BT11模块109

4.3.3 QJ61BT11模块的应用112

4.3.4 基于Q系列PLC的CC-Link现场总线应用115

4.4 实训项目 CC-Link现场总线控制系统的构建与运行119

4.5 小结119

4.6 思考与练习120

第5章 Modbus现场总线及其应用121

5.1 Modbus的概念121

5.2 Modbus RTU通信122

5.3 实现Twido系列PLC之间的Modbus RTU通信124

5.3.1 Twido PLC简介124

5.3.2 功能码03的应用129

5.3.3 功能码16的应用134

5.4 实现S7-200 PLC之间的Modbus RTU通信136

5.4.1 Modbus协议的安装136

5.4.2 Modbus地址137

5.4.3 Modbus通信的建立138

5.4.4 应用举例141

5.5 实现FX2N PLC之间的Modbus RTU通信145

5.5.1 Modbus通信的设置145

5.5.2 RS通信指令146

5.5.3 应用举例146

5.6 Modbus协议在变频调速控制系统中的应用148

5.6.1 控制要求及硬件配置148

5.6.2 ATV31变频器简介149

5.6.3 通信程序的实现152

5.7 实训项目 Modbus通信系统的构建与运行155

5.8 小结156

5.9 思考与练习156

第6章 工业以太网及其应用158

6.1 工业以太网基础知识158

6.2 工业以太网的现状与发展前景161

6.2.1 工业以太网的现状161

6.2.2 工业以太网的发展前景162

6.3 Profinet技术及其应用162

6.3.1 Profinet技术介绍162

6.3.2 S7-300 PLC与ET200S的以太网通信163

6.4 EtherCAT技术及其应用172

6.4.1 EtherCAT技术介绍172

6.4.2 Omron PLC与伺服驱动器的EtherCAT通信功能实现172

6.5 实训项目 基于CP343-1通信模块系统的构建与运行185

6.6 小结186

6.7 思考与练习186

第7章 现场总线控制系统集成及其应用187

7.1 系统集成的概念187

7.2 现场总线控制系统集成188

7.2.1 现场总线控制系统集成框架188

7.2.2 现场总线控制系统集成的原则190

7.2.3 现场总线控制系统集成中的几个问题190

7.3 现场总线控制系统集成方法192

7.3.1 FCS与DCS的集成方法192

7.3.2 FCS与网络的集成方法195

7.3.3 FCS与其他现场总线的集成方法197

7.4 基于工业网络的自动生产线控制系统集成197

7.5 LonWorks技术在远程自动抄表系统中的应用199

7.6 基于CAN总线在汽车网络中的应用202

7.7 基于OPC技术的数据访问系统205

7.8 小结213

7.9 思考与练习213

附录215

附录A Step 7编程软件的安装与使用215

附录B GX Developer编程软件的安装与使用217

参考文献221