《现场总线控制技术》可作为中职、高职、五年制高职电类专业（如电气工程自动化、测量技术及仪表、机电工程应用等）的专业课程教材，也可供相关的工程技术人员参考。现场总线控制技术是目前应用十分广泛的一种网络控制技术，是当今自动控制技术的发展热点，代表了工业控制领域的一种发展方向。尽管此项技术在我国应用的时间不长，但已产生了巨大的经济、社会效益。
    《现场总线控制技术》在阐明现场总线的基本原理、遵循的规范和协议的基础上，介绍了FF、Profibus、LonWorks、CAN、DeviceNet和EtherNet／IP总线技术及其应用，并对网络中常见故障的分析、布线规则和常用的检测工具等应用知识做了介绍。《现场总线控制技术》突出应用，专门对一些应用实例做了介绍。

    随着计算机技术、网络通信技术及智能化传感技术的迅速发展，在控制领域也发生着深刻的变化，并产生了自动化领域的互联通信网络，逐步形成全布局、全开放式的网络集成自动化系统。现场总线（Fieldbus）作为当今自动化领域技术发展的热点之一，被称为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着自动化系统步人一个新时代的开端。本章以简短的篇幅介绍网络控制系统、工业企业信息网和现场总线的基本概念，并介绍它们的发展概况和相互的关系。
    1．1网络与控制
    计算机网络是计算机技术与通信技术发展的结晶。目前计算机网络技术发展非常迅速，在工农业生产、文化教育、传媒、国防建设以及科学研究等各个领域得到了越来越广泛的应用。随着自动控制、微电子技术的发展，大量智能控制芯片和智能传感器的不断出现，网络控制系统已成为工业控制领域研究的热点。网络控制系统即网络化的控制系统，又称为控制网络，体现了控制系统向网络化、集成化、分布化、节点智能化发展的趋势。
    1．1．1计算机网络的发展历程
    自1946年第一台计算机问世以来，计算机系统经历了单机一远程访问系统一网络的发展过程。单机是指单个用户独占一台计算机系统资源，其中，分时系统是指分时多用户系统，即多个用户利用多台终端共享单台计算机的资源；远程访问系统是指用户利用通信线路将远程终端连接至计算机主机，不受地域限制地使用计算机主机的资源；计算机网络则是指用户利用通信线路和通信设备将多台计算机连接在一起，相互共享资源。世界上第一个计算机网络ARPANET。是在1968年诞生的，当时美国国防部高级研究计划署（ARPA）与位于马萨诸塞州剑桥的BBN公司签订协议，进行计算机与计算机之间的远程互联研究，其成果就是著名的ARPANET。Internet就是从早期的ARPANET‘网发展起来的，现在已成为世界上覆盖面最广、规模最大、信息资源最丰富的国际性计算机信息网络。
    我国政府对全社会的信息化十分重视，正在加快建设中国的信息基础设施，以增强中国参加国际竞争的综合国力。计算机网络技术发展非常迅速，应用需求极为广泛，各行各业都离不开计算机，而计算机网络在一个国家的发展，已成为衡量一个国家技术发展水平和社会信息化程度的标志之一。计算机网络的应用面极广，如电子商务、远程教育和现代化工业企业生产管理等都是以计算机网络为基础的。
    计算机网络的最主要功能是向用户提供资源的共享和信息的传递，而用户本身无须考虑自己以及所用资源在网络中的位置。资源是指在有限时间内可为用户提供各种服务的计算机软、硬件设施，资源共享包括硬件共享、软件共享和信息共享。
    硬件资源共享是指可以在全网范围内提供处理资源、存储资源、输入／输出资源等的共享。用户可以使用网络中任意一台计算机所附接的硬件设备，如打印机、绘图仪、大容量硬盘、I／O板卡以及一些具有特殊功能的设备等。
    软件资源共享指用户可以使用远程主机的软件（系统软件和应用软件）。用户既可以将相应软件调入本地计算机执行，也可以将数据传送至远程主机处理，并返回结果。

1 绪论
1.1 网络与控制
1.1.1 计算机网络的发展历程
1.1.2 自动控制网络技术及其变革
1.1.3 控制系统的网络化发展背景
1.2 工业企业网
1.2.1 工业企业网的基本概念和特性
1.2.2 工业企业网的发展历程
1.2.3 控制网与信息网络的互联
1.2.4 工业企业网的体系结构
1.3 现场总线概述
1.3.1 现场总线的基本概念
1.3.2 现场总线的技术特点
1.3.3 现场总线技术对控制领域的影响
思考题与习题

2 网络与通信基础知识
2.1 数据通信系统
2.1.1 数据通信系统简介
2.1.2 数据通信系统原理
2.1.3 传输介质
2.1.4 局域网拓扑结构
2.1.5 媒体访问控制技术
2.2 计算机网络体系结构
2.2.1 网络体系结构及网络协议
2.2.2 物理层
2.2.3 数据链路层
2.2.4 网络层
2.2.5 运输层
2.2.6 高层协议
2.3 网络互联和Internet
2.3.1 网络互联技术
2.3.2 TCP／IP协议
2.3.3 接入Intemet
思考题与习题

3 现场总线技术
3.1 现场总线控制系统（FCS）
3.1.1 现场总线控制系统的概念及组成
3.1.2 现场总线控制系统的特点
3.1.3 FCS对DCS的挑战
3.2 现场总线的标准
3.2.1 现场总线国际标准
3.2.2 现场总线的发展趋势
3.2.3 几种流行的现场总线
3.3 现场总线的通信协议及拓扑结构
3.3.1 通信协议
3.3.2 拓扑结构
3.4 一致性与互操作性测试技术
3.4.1 一致性测试
3.4.2 互操作性测试
3.5 基于现场总线的Intranet体系结构
3.5.1 体系结构
3.5.2 系统实现及主要问题
3.6 现场总线技术应用注意事项
3.6.1 项目是否适于使用现场总线
3.6.2 系统实时性要求
3.6.3 有无应用先例
3.6.4 采用什么样的系统结构
3.6.5 如何与车间自动化系统或全厂自动化系统连接
思考题与习题

4 几种流行的现场总线
4.1 基金会现场总线（FF）
4.1.1 基金会现场总线的主要技术
4.1.2 基金会现场总线网络拓扑结构
4.1.3 基金会现场总线通信系统及通信模型
4.1.4 基金会现场总线的功能块
4.1.5 FB3050基金会现场总线通信控制器
4.1.6 基金会现场总线的组态及一致性与互操作性测试
4.2 过程现场总线（Profibus）
4.2.1 Profibus现场总线概述
4.2.2 Profibus的体系结构和通信模型
4.2.3 Profibus的主要特征
4.2.4 Profibus-DP
4.2.5 Pmfibus-FMS
4.2.6 Profibus-PA
4.3 控制器局域网总线——CAN总线
4.3.1 CAN的技术特点
4.3.2 CAN的体系结构
4.3.3 CAN的控制器件
4.3.4 CAN的工作原理
4.4 LonWorks技术和LON总线
4.4.1 LonWorks概述
4.4.2 LonWors的通信模型
4.4.3 LonTalk协议
4.4.4 Neuron芯片与Neuronc
4.4.5 LNS和网络管理
4.5 四种现场总线小结
思考题与习题

5 控制及信息协议（CIP）与DeviceNet
5.1 CIP概述
5.1.1 CIP网络
5.1.2 CIP技术特点
5.1.3 CIP设备
5.1.4 CIP网络组网
5.2 DeviceNet概述
5.3 DeviceNet的网络结构
5.3.1 网络模型
5.3.2 物理层和传输介质
5.3.3 数据链路层
5.3.4 应用层
5.3.5 UCMM服务
5.3.6 I／O数据触发方式
5.4 DeviceNet组网
思考题与习题

6 工业以太网和EtherNet／IP
6.1 以太网
6.1.1 以太网概述
6.1.2 以太网的物理层与数据链路层
6.2 工业以太网
6.2.1 工业以太网的技术优势
6.2.2 工业以太网互连模型
6.2.3 工业以太网技术应解决的问题.
6.2.4 工业以太网的发展趋势
6.3 EtherNet／IP
6.3.1 EtherNet／IP概况
6.3.2 EtherNet／IP网络模型
6.3.3 EtherNet／IP设备开发
6.3.4 EtherNet／IP组网
思考题与习题

7 控制网络设备及布线安装
7.1 数字控制设备及其功能结构
7.2 网络控制系统布线与安装
7.2.1 现场总线网段的基本构成部件
7.2.2 总线供电与网络配置
7.2.3 现场总线的网络扩充
7.2.4 关于现场总线的接地、屏蔽与极性
7.3 现场总线通信网络中的常见故障及常用检测工具
7.4 网络管理与系统管理
7.4.1 网络管理
7.4.2 系统管理
思考题与习题

8 现场总线技术应用实例
8.1 基于CAN总线的智能寻位制造系统
8.1.1 智能寻位制造系统的组成
8.1.2 现场总线网络系统
8.1.3 应用实例
8.2 CAN总线在变电站自动化系统中的应用
8.2.1 基于CAN总线的变电站自动化系统设计思想
8.2.2 基于CAN总线的接地选线
8.2.3 基于CAN总线的网络化母线保护
8.2.4 基于CAN总线的电压无功控制
8.3 基于Prpfibus-DP的变频器控制系统
8.3.1 基于Profibus-DP变频器控制系统的特点
8.3.2 西门子6SE70系列变频器控制系统的网络结构
8.4 DeviceNet总线控制变频器的应用
8.4.1 变频器的常规自动控制
8.4.2 变频器的现场总线控制
8.5 基于DeviceNet现场总线的汽车总装生产线控制系统
8.5.1 总装生产线设计目标
8.5.2 控制系统
8.5.3 系统构建与调试
8.5.4 总线特点
8.6 LonWorks技术在橡胶工业的应用
8.6.1 系统简介
8.6.2 控制部分的构成
8.6.3 控制原理
8.7 用LonWorks构筑全分散智能控制网络系统
8.7.1 LonWorks全分散智能控制网络系统描述
8.7.2 LonWorks全分散智能控制网络系统应用工程示例
8.7.3 推荐应用领域
8.8 现场总线技术在宝钢电渣炉控制系统中的应用
8.8.1 概述
8.8.2 控制系统配置
8.8.3 控制功能
8.8.4 应用效果
8.9 基于Profibus-DP的自动分类传送系统
8.9.1 概述
8.9.2 识别系统原理
8.9.3 自动识别和物体分类传输
8.9.4 系统的结构和组态
8.1 0基于FF的地铁杂散电流监测系统
8.1 0.1 地铁杂散电流监测系统的设计原理
8.1 0.2 智能单元的设计
思考题与习题
缩略语
参考文献