现场总线技术及其应用

第1章　现场总线概述                  
 1. 1　现场总线简介                  
 1. 1. 1　什么是现场总线                  
 1. 1. 2　现场总线构造了网络集成式全分布控制系统                  
 1. 1. 3　现场总线是底层控制网络                  
 1. 2　现场总线的发展背景与趋势                  
 1. 2. 1　现场总线是综合自动化的发展需要                  
 1. 2. 2　智能仪表为现场总线的出现奠定了基础                  
 1. 2. 3　现场总线将朝着开放系统. 统一标准的方向发展                  
 1. 3　现场总线的特点与优点                  
 1. 3. 1　现场总线系统的结构特点                  
 1. 3. 2　现场总线系统的技术特点                  
 1. 3. 3　现场总统的优点                  
 1. 4　几种有影响的现场总线技术                  
 1. 4. 1　基金会现场总线                  
 1. 4. 2  Lon Works                  
 1. 4. 3　PROFIBUS                  
 1. 4. 4　CAN                  
 1. 4. 5　HART                  
 1. 5　以现场总线为基础的企业信息系统                  
 1. 5. 1　企业信息系统的基本组成                  
 1. 5. 2　企业信息系统的功能模型                  
 1. 5. 3　企业信息系统的集成环境                  
 1. 6　MAP, TOP与现场总线                  
 1. 6. 1　MAP, TOP的发展                  
 1. 6. 2　TOP／MAP／Fieldbus的网络结构                  
 1. 6. 3　LAN／Fieldbus的网络结构                  
 第2章　网络与通信基础                  
 2. 1　总线的基本概念与操作                  
 2. 1. 1　总线的基本术语                  
 2. 1. 2　总线操作的基本内容                  
 2. 2　通信系统简介                  
 2. 2. 1　通信系统的组成                  
 2. 2. 2　数据编码                  
 2. 2. 3　通信系统的性能                  
 2. 2. 4　信号的传输方式                  
 2. 2. 5　通信方式                  
 2. 2. 6　同步方式                  
 2. 2. 7　多路共传                  
 2. 3　计算机局域网及其拓扑结构                  
 2. 3. 1　计算机网络与网络拓扑                  
 2. 3. 2　星形拓扑                  
 2. 3. 3　环形拓扑                  
 2. 3. 4　总线拓扑                  
 2. 3. 5　树形拓扑                  
 2. 4　网络的传输介质                  
 2. 4. 1　双绞线的主要特性                  
 2. 4. 2　同轴电缆的主要特性                  
 2. 4. 3　光缆的主要特性                  
 2. 4. 4　无线通倍信道的主要特性                  
 2. 5　介质访问控制方式                  
 2. 5. 1　CSMA／CD（载波监听多路访问／冲突检测）                  
 2. 5. 2　令牌（标记）访问控制方式                  
 2. 6　数据交换                  
 2. 6. 1　线路交换方式                  
 2. 6. 2　存储转发交换方式                  
 2. 6. 3　数据报方式                  
 2. 6. 4　虚电路方式                  
 2. 7　差错控制                  
 2. 7. 1　检错与纠错                  
 2. 7. 2　CRC检错码的工作原理                  
 2. 7. 3　差错控制方法                  
 2. 8　网络互连                  
 2. 8. 1　网络互连的基本概念                  
 2. 8. 2　网络互连设备与相应层次                  
 2. 8. 3　网络互连规范                  
 2. 8. 4　局域网操作系统                  
 第3章　开放系统互连参考模型                  
 3. 1　OSI参考模型                  
 3. 1. 1　OSI参考模型的结构                  
 3. 1. 2　OSI参考模型的功能划分                  
 3. 2　物理层协议                  
 3. 2. 1　物理层的功能与特性                  
 3. 2. 2　物理接口标准EIA－232－D                  
 3. 3　数据链路层协议                  
 3. 3. 1　数据链路层的功能                  
 3. 3. 2　高级数据链路控制协议HDLC                  
 3. 4　网络层协议                  
 3. 4. 1　路径选择与中继                  
 3. 4. 2　流量控制                  
 3. 4. 3　网络连接建立与管理                  
 3. 5　传输层及高层协议                  
 3. 5. 1　传输层                  
 3. 5. 2　会话层                  
 3. 5. 3　表示层                  
 3. 5. 4　应用层                  
 3. 6　OSI参考模型与现场总线通信模型                  
 3. 6. 1　基金会现场总统通信模型                  
 3. 6. 2　LonWorks通信模型                  
 3. 6. 3  PROFIBUS通信模型                  
 3. 6. 4　CAN通信模型                  
 3. 6. 5  HART通信模型                  
 3. 7　一致性与互操作性测试技术                  
 3. 7. 1　一致性测试                  
 3. 7. 2　互操作性测试                  
 第4章　基金会现场总线                  
 4. 1　基金会现场总线系统的技术概要                  
 4. 1. 1　基金会现场总线的主要技术                  
 4. 1. 2　通信系统的主要组成部分及其相互关系                  
 4. 1. 3　协议数据的构成与层次                  
 4. 1. 4　现场总线应用进程及其网络可视部分                  
 4. 1. 5　基金会现场总线网络通信中的虚拟通信关系                  
 4. 2　基金会现场总线的物理层及其网络连接                  
 4. 2. 1　物理层的功能                  
 4. 2. 2　物理层的结构                  
 4. 2. 3　传输介质                  
 4. 2. 4　基金会现场总线的物理信号波形                  
 4. 2. 5　基金会现场总线的信号编码                  
 4. 2. 6　现场设备                  
 4. 2. 7　基金会现场总线的网络拓扑结构                  
 4. 3　数据链路层                  
 4. 3. 1　链路活动调度器LAS及其功能                  
 4. 3. 2　通信设备类型                  
 4. 3. 3　数据键路协议数据单元DLPDU                  
 4. 3. 4　链路活动调度器的工作过程                  
 4. 3. 5　数据传输方式                  
 4. 3. 6　数据链路时间的同步                  
 4. 4　现场总线访问子层FAS                  
 4. 4. 1　总线访问子层的协议机制                  
 4. 4. 2　应用关系端点角色及其特性                  
 4. 4. 3　传输路径与策略                  
 4. 4. 4　应用关系的建立方式                  
 4. 4. 5　应用关系端点分类                  
 4. 4. 6　总线访问子层的服务及其参数                  
 4. 4. 7　总线访问子层协议数据单元FAS－PDU                  
 4. 4. 8　数据链路展映射协议机构DMPM                  
 4. 5　现场总线报文规范层FMS                  
 4. 5. 1　虚拟现场设备                  
 4. 5. 2　对象字典                  
 4. 5. 3　联络关系管理                  
 4. 5. 4　变量访问对象及其服务                  
 4. 5. 5　事件服务                  
 4. 5. 6　"域"上载／下载服务                  
 4. 5. 7　程序调用服务                  
 4. 5. 8　FMS协议数据单元及其编码                  
 4. 5. 9　FMS的信息格式                  
 4. 5. 10　FMS的启动                  
 4. 6　网络管理                  
 4. 6. 1　网络管理者与网络管理代理                  
 4. 6. 2　网络管理代理的虚拟现场设备                  
 4. 6. 3　NMA对象与相应的对象服务                  
 4. 6. 4　通信实体                  
 4. 7　系统管理                  
 4. 7. 1　系统管理概述                  
 4. 7. 2　系统管理的作用                  
 4. 7. 3　系统管理信息库SMIB及其访问                  
 4. 7. 4　SMK状态                  
 4. 7. 5　系统管理服务和作用过程                  
 4. 7. 6　关于地址与地址分配                  
 4. 8　功能块应用进程                  
 4. 8. 1　对象及其属性                  
 4. 8. 2　功能块的内部结构与功能块连接                  
 4. 8. 3　功能块应用进程中的用户应用块                  
 4. 8. 4　块参数                  
 4. 8. 5　功能块服务                  
 4. 8. 6　现场总线设备的功能块应用进程                  
 4. 9　基金会现场总线通信控制器及其接口线路                  
 4. 9. 1　基金会现场总线通信控制器的功能                  
 4. 9. 2　基金会现场总线通信控制器芯片的介绍                  
 4. 10　基于FB3050通信控制器的网板设计                  
 4. 10. 1　网板的总体设计考虑                  
 4. 10. 2　线路说明                  
 4. 11　基金会现场总线系统的组态与运行                  
 4. 11. 1　基金会现场总线系统的组态信息                  
 4. 11. 2　系统的组态                  
 4. 11. 3　网段与系统的启动                  
 4. 11. 4　关于装载LAS调度表与修改组态                  
 4. 12　设备描述与FF的产品开发                  
 4. 12. 1　设备描述DD                  
 4. 12. 2　设备描述的开发步骤                  
 4. 12. 3　设备描述语言DDL                  
 4. 12. 4　基金会现场总线的产品系列与开发                  
 4. 12. 5　通信行规与设备行规                  
 4. 13　现场总线控制系统的网络布线与安装                  
 4. 13. 1　现场总线网段的基本构成部件                  
 4. 13. 2　总线供电与网络配置                  
 4. 13. 3　现场总线的网络扩充                  
 4. 13. 4　关于现场总线的接地. 屏蔽与极性                  
 4. 13. 5　现场总线通信网络中的常见故障及常用检测工具                  
 4. 14　现场总线应用系统的实验测试                  
 4. 14. 1　应用系统实验测试的一般内容                  
 4. 14. 2　被测试系统简介                  
 4. 14. 3　两个测试实例                  
 4. 14. 4　实验测试项目及其评价                  
 第5章  LonWorks技术和LON总线                  
 5. 1  LonWorks技术概述及系统结构                  
 5. 1. 1  LonWorks节点                  
 5. 1. 2　路由器                  
 5. 1. 3　网络管理                  
 5. 1. 4　LON总线性能特点                  
 5. 2　LON总线分散式通信控制处理器--神经元芯片                  
 5. 2. 1　处理单元                  
 5. 2. 2　存储器                  
 5. 2. 3　输入输出                  
 5. 2. 4　通信端口                  
 5. 2. 5　时钟系统                  
 5. 2. 6　睡眠／唤醒机制                  
 5. 2. 7  Service Pin                  
 5. 2. 8  Watchdog定时器                  
 5. 3　通信                  
 5. 3. 1　双绞线收发器                  
 5. 3. 2　电源线收发器                  
 5. 3. 3　电力线收发器                  
 5. 3. 4　其他类型介质                  
 5. 3. 5　路由器                  
 5. 4　LonWorks通信协议--LonTalk                  
 5. 4. 1　LonTalk协议概述                  
 5. 4. 2　LonTalk协议物理层通信协议                  
 5. 4. 3　LonTalk协议的网络地址结构及对大网络的支持                  
 5. 4. 4  LonTalk MAC子层                  
 5. 4. 5　LonTalk协议的链路层                  
 5. 4. 6　LonTalk协议的网络层                  
 5. 4. 7　LonTalk协议的传输层和会话层                  
 5. 4. 8　LonTalk协议的表示层和应用层                  
 5. 4. 9　LonTalk协议的网络管理和网络诊断                  
 5. 4. 10　LonTalk协议的报文服务                  
 5. 4. 11　LonTalk协议的网络认证                  
 5. 5　面向对象的编程语言--Neuron C                  
 5. 5. 1　定时器                  
 5. 5. 2　网络变量                  
 5. 5. 3　显示报文                  
 5. 5. 4　调度程序                  
 5. 5. 5　附加功能                  
 5. 6　LonWorks的互操作性                  
 5. 6. 1　简介                  
 5. 6. 2　应用层接口                  
 5. 6. 3　应用层端口                  
 5. 6. 4　节点对象                  
 5. 6. 5  LonMark对象                  
 5. 6. 6　标准网络变量类型                  
 5. 6. 7　数据传送                  
 5. 6. 8　结构参数                  
 5. 6. 9　设备记录                  
 5. 6. 10　功能块                  
 5. 7　LonWorks开发工具                  
 5. 7. 1　LonBuilder和 NodeBuilder                  
 5. 7. 2　LonManager工具                  
 5. 7. 3　硬件接口卡                  
 5. 8　LNS技术                  
 5. 8. 1　概述                  
 5. 8. 2　LNS编程模式                  
 5. 8. 3　LNS构架                  
 5. 8. 4　LCA网络服务器服务                  
 5. 8. 5　LCA数据库                  
 5. 8. 6　LCA现场编译器                  
 5. 9　应用系统                  
 5. 9. 1　LonWorks技术在某铝电解厂槽控机中的应用                  
 5. 9. 2  LonWorks技术在楼宇自动化的抄表系统中的应用                  
 第6章  PROFIBUS                  
 6. 1　概述                  
 6. 1. 1　PROFIBUS基本特性                  
 6. 1. 2　PROFIBUS－DP                  
 6. 1. 3　PROFIBUS－PA                  
 6. 1. 4　PROFIBUS－FMS                  
 6. 2　PROFIBUS通信协议                  
 6. 2. 1　PROFIBUS与 ISO／OSI参考模型                  
 6. 2. 2　PROFIBUS设备配置                  
 6. 2. 3　面向连接的数据交换顺序图                  
 6. 3　PROFIBUS实现的可能性                  
 6. 3. 1　DP从站单片实现                  
 6. 3. 2　智能化FMS和DP从站的实现                  
 6. 3. 3　复杂的FMS和DP主站的实现                  
 6. 3. 4　PA现场设备的实现                  
 6.  4  PROFIBUS控制器 ASPC2                  
 6. 4. 1　概述                  
 6. 4. 2　功能概要                  
 6. 4. 3　引脚描述                  
 6. 4. 4  ASIC接口                  
 6. 4. 5　处理器接口                  
 6. 4. 6　串行总线接口                  
 6. 4. 7　封装（P－MQFP100）                  
 6. 4. 8　举例                  
 6. 4. 9  PROFIBUS接口                  
 6. 5　设备认证                  
 第7章　控制器局域网总线--CAN                  
 7. 1　CAN的性能特点                  
 7. 2　CAN的技术规范                  
 7. 2. 1　CAN的一些基本概念                  
 7. 2. 2　CAN节点的分层结构                  
 7. 2. 3　报文传送及其帧结构                  
 7. 2. 4　错误类型和界定                  
 7. 2. 5　位定时与同步                  
 7. 2. 6　CAN总线媒体装置特性                  
 7. 3　CAN总线有关器件介绍                  
 7. 3. 1　CAN通信控制器82C200                  
 7. 3. 2  Intel 82527 CAN通信控制器                  
 7. 3. 3　带有CAN总线接口的微控制器及I／O器件                  
 7. 3. 4  CAN总线收发接口电路 82C250                  
 7. 4　CAN总线的应用                  
 7. 4. 1　CAN总线的主要应用领域                  
 7. 4. 2　CAN总统在HS2000系统中的应用                  
 第8章　HART通信协议                  
 8. 1　HART的基本特点                  
 8. 1. 1　HART通信协议简介                  
 8. 1. 2　HART通信协议的特点与优势                  
 8. 2　HART协议物理层技术规范                  
 8. 2. 1　概述                  
 8. 2. 2　网络要求                  
 8. 2. 3　数字信号要求                  
 8. 2. 4　信号发生单元特性                  
 8. 2. 5　附录--主要术语说明                  
 8. 3　HART数据链路层协议规范                  
 8. 3. 1　概述                  
 8. 3. 2　HART数据帧格式                  
 8. 3. 3　HART协议提供的服务                  
 8. 3. 4　HART协议规范                  
 8. 4　HART命令简介                  
 8. 4. 1　主机命令的一致性分类                  
 8. 4. 2　变送器命令分类                  
 8. 4. 3　响应码信息                  
 8. 4. 4　数据格式                  
 8. 4. 5　变量定义                  
 8. 5　HART协议的应用                  
 第9章　以现场总线为基础的控制系统与网络系统                  
 9. 1　现场总线控制系统                  
 9. 1. 1　现场总线控制系统的设计                  
 9. 1. 2　现场总线控制系统软件                  
 9. 2　现场总线新型测量系统                  
 9. 2. 1　储罐计量系统                  
 9. 2. 2　流量补偿计算                  
 9. 3　现场总线设备管理系统                  
 9. 3. 1　设备管理系统AMS的主要功能                  
 9. 3. 2　设备管理系统涉及的信息内容                  
 9. 3. 3　AMS及其数据库                  
 9. 3. 4　AMS的应用界面                  
 9. 4　现场信号与系统管理. 系统监控软件之间的连接桥梁－－OPC                  
 9. 4. 1　OPC简介                  
 9. 4. 2　OPC是连接现场总统信号与监控软件的桥梁                  
 9. 5　工厂计算机网络系统的一般设计                  
 9. 5. 1　工厂计算机网络系统的设计原则                  
 9. 5. 2　工厂网络系统设计的一般内容                  
 9. 5. 3　工厂计算机网络系统的计算服务模式                  
 9. 5. 4　工厂计算机网络中的数据库                  
 9. 5. 5　工厂计算机网络系统配置示例                  
 9. 5. 6　工厂底层网络中的现场总线与DCS                  
 9. 6　企业内部网络Intranet                  
 9. 6. 1  Intranet的一般概念                  
 9. 6. 2　Intranet的主要硬件                  
 9. 6. 3　Intranet的主要软件                  
 9. 6. 4　Intranet的安全措施                  
 9. 6. 5　结束语--Infranet, Intranet与 Internet                  
 参考文献