本書主要內容包括：現場總線的概念、發展狀況及工業網絡通信基礎；Profibus總線技術的特點、系統構建方法及應用實例；CC-Link總線技術的特點、系統構建方法及應用實例；Modbus總線技術的特點、系統構建方法及應用實例；工業以太網技術的特點、系統構建方法及應用實例；后介紹了總線控制系統的集成方法及應用實例。
適讀人群 ：高職高專學生
緊密跟蹤現場總線發展和應用動態，具有代表性和先進性
注重與專業課程銜接和綜合應用，具有可操作性和實踐性
以案例驅動知識點教學，符合讀者的學習特點和認知規律
由于現場總線滿足工業控制系統向網絡化、智能化、分散化發展的需求. 得到了普遍關注和廣泛應用. 成為工業自動化技術發展的熱點. 特別是在我國智能制造背景下.其應用和進一步發展需求尤為突出. 系統的互聯互通和信息集成是智能制造的核心和基礎. 例如生產現場各種智能設備之間的互聯互通. 過程控制系統(ＰＣＳ) 與制造執行系統(ＭＥＳ) 之間、ＭＥＳ 與企業資源計劃(ＥＲＰ) 之間的信息交換以及企業與供應方、外協方之間的信息集成等. 因此智能制造是在現有的系統上實現更高水平的整合和系統集成. 目前生產系統網絡標準相對封閉. 主要包括現場總線、工業以太網兩大體系. 僅在現場總線標準ＩＥＣ６１１５８ 中就有２０ 種不同的現場總線技術標準. 體現了工業領域多種總線并存、各自為戰的局面.目前企業對現場總線及系統集成技術的人才需求迫切. 這就要求高職高專院校積極培養熟悉現場總線及系統集成技術并能熟練使用該類技術的高技能應用型人才. 從而滿足企業轉型升級、新技術新設備使用及生產組織方式和商業模式的創新與變革. 現場總線及系統集成技術強調實際應用. 在工業現場. 其發展與相關的應用層出不窮. 選取合適的教學內容和采用恰當的教學方法是提高教學質量的關鍵.本書在內容選取上遵循代表性、普遍性和發展性的原則.１) 西門子、三菱等品牌ＰＬＣ 在我國的應用較為普遍. 也是高職院校相關課程中選用最多的ＰＬＣ 類型. 不失一般性. 在本書中以這兩種主流ＰＬＣ 為學習載體. 引進其相關的現場總線Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＣＣ Ｌｉｎｋ 作為學習內容.２) Ｍｏｄｂｕｓ 協議開放、應用廣泛. 常作為各種智能設備、智能儀表之間的通信標準. 因此將其通信內容也作為教學的重點.３) 以太網作為一項比較成熟的技術正向自動化領域逐步滲透. 從企業決策層、生產管理調度層向現場控制層延伸并成為一種新的現場總線標準. 將主流的Ｐｒｏｆｉｎｅｔ、Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ 及ＥｔｈｅｒＣａｔ 技術納入學習內容.４) 在以上總線技術及載體的基礎上. 將主流集成技術融入系統開發、系統集成應用案例.本書在編寫時考慮到相關課程所涉及的知識點多、內容廣以及作為高職高專學生的知識結構和定位. 結合應用實際. 以案例帶動知識點開展學習. 引導學生了解現場總線技術在分布式系統中的應用.本書內容選擇合理、層次分明、結構清楚、圖文并茂、面向應用. 適合作為高職高專院校電氣自動化、工業過程自動化、機電一體化、工業機器人技術等專業的教學用書. 也可作為工程技術人員的培訓教材或相關科研人員的參考書.Ⅲ本書由無錫職業技術學院郭瓊教授主編. 無錫職業技術學院姚曉寧、錢曉忠、單正婭、石炳存參編. 在本書編寫過程中. 無錫米洛智能工業科技有限公司呂中亮工程師就本書的編寫提出了許多寶貴的意見和建議. 在此深表謝意.本書在編寫過程中參考了大量書籍、文獻、手冊及會議資料. 在此向相關作者深表感謝. 同時由于編者水平有限. 且現場總線及其在智能制造中的應用在不斷發展. 所以難免有以偏概全或不恰當之處. 敬請廣大讀者批評指正.編 者
前言
第１ 章 概述 １
１. １ 控制系統的發展 １
１. ２ 現場總線及其發展 ４
１. ３ 幾種有影響的現場總線 ７
１. ４ 以太網與控制網絡的結合 ９
１. ５ 思考與練習 １０
第２ 章 現場總線通信基礎 １１
２. １ 現場總線的一些概念 １１
２. １. １ 基本術語 １１
２. １. ２ 總線操作的基本內容 １２
２. ２ 通信系統的組成 １４
２. ３ 數據通信基礎 １４
２. ３. １ 數據通信的基本概念 １４
２. ３. ２ 數據編碼 １５
２. ３. ３ 數據傳輸技術 １６
２. ３. ４ 網絡拓撲結構與網絡控制方法 ２１
２. ３. ５ 數據交換技術 ２３
２. ３. ６ 差錯控制 ２４
２. ４ 通信模型 ２６
２. ４. １ ＩＳＯ/ ＯＳＩ 參考模型 ２６
２. ４. ２ 現場總線通信模型 ２８
２. ５ 網絡互聯設備 ２９
２. ６ 現場總線控制網絡 ３０
２. ６. １ 現場總線網絡節點 ３０
２. ６. ２ 現場總線控制網絡的任務 ３１
２. ６. ３ 控制網絡的安全問題 ３１
２. ７ 思考與練習 ３２
第３ 章 Ｐｒｏｆｉｂｕｓ 總線及其應用 ３３
３. １ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ 總線基礎 ３３
３. １. １ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ 總線的分類 ３４
３. １. ２ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ 的通信協議 ３５
３. ２ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ 的傳輸技術 ３８
Ⅴ
３. ２. １ ＤＰ/ ＦＭＳ 的ＲＳ ４８５ 傳輸技術 ３９
３. ２. ２ ＤＰ/ ＦＭＳ 的光纖傳輸技術 ４１
３. ２. ３ ＰＡ 的ＩＥＣ１１５８ ２ 傳輸技術 ４１
３. ３ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ 控制系統的配置 ４２
３. ４ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ＤＰ 控制系統 ４４
３. ４. １ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ＤＰ 的基本性能 ４４
３. ４. ２ ＧＳＤ 文件 ４６
３. ４. ３ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ＤＰ 系統工作過程 ４７
３. ５ Ｓ７ ３００ 與Ｓ７ ２００ ＰＬＣ 之間的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ＤＰ 通信 ４８
３. ６ Ｓ７ ３００ 與Ｓ７ ３００ ＰＬＣ 之間的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ＤＰ 通信 ５３
３. ７ 實訓項目 基于Ｓ７ ３００ ＰＬＣ 的現場總線系統構建與運行 ６１
３. ８ 思考與練習 ６１
第４ 章 ＣＣ Ｌｉｎｋ 總線及其應用 ６２
４. １ 概述 ６２
４. ２ ＦＸ２Ｎ系列ＣＣ Ｌｉｎｋ 總線系統的構建 ６４
４. ２. １ 系統網絡配置 ６４
４. ２. ２ 主站模塊ＦＸ２Ｎ １６ＣＣＬ Ｍ ６５
４. ２. ３ 從站模塊ＦＸ２Ｎ ３２ＣＣＬ ８１
４. ２. ４ 基于ＦＸ２Ｎ系列ＰＬＣ 的ＣＣ Ｌｉｎｋ 現場總線應用 ９０
４. ３ Ｑ 系列ＣＣ Ｌｉｎｋ 總線系統的構建 ９７
４. ３. １ Ｑ 系列ＰＬＣ 介紹 ９７
４. ３. ２ Ｑ 系列ＱＪ６１ＢＴ１１ 模塊 ９７
４. ３. ３ ＱＪ６１ＢＴ１１ 模塊的應用 １００
４. ３. ４ 基于Ｑ 系列ＰＬＣ 的ＣＣ Ｌｉｎｋ 現場總線應用 １０４
４. ４ 實訓項目 ＣＣ Ｌｉｎｋ 總線控制系統的構建與運行 １０８
４. ５ 思考與練習 １０９
第５ 章 Ｍｏｄｂｕｓ 總線及其應用 １１０
５. １ Ｍｏｄｂｕｓ 協議 １１０
５. ２ Ｍｏｄｂｕｓ ＲＴＵ 通信 １１１
５. ３ 實現Ｔｗｉｄｏ 系列ＰＬＣ 與Ｍｏｄｂｕｓ ＲＴＵ 通信 １１３
５. ３. １ Ｔｗｉｄｏ ＰＬＣ 簡介 １１３
５. ３. ２ 功能碼０３ 的應用 １１８
５. ４ 實現Ｓ７ ２００ ＰＬＣ 之間的Ｍｏｄｂｕｓ ＲＴＵ 通信 １２３
５. ４. １ Ｍｏｄｂｕｓ 協議的安裝 １２３
５. ４. ２ Ｍｏｄｂｕｓ 地址 １２４
５. ４. ３ Ｍｏｄｂｕｓ 通信的建立 １２５
５. ４. ４ 應用示例 １２８
５. ５ 實現Ｓ７ １２００ ＰＬＣ 與智能儀表之間的Ｍｏｄｂｕｓ ＲＴＵ 通信 １３１
５. ５. １ 控制要求及硬件配置 １３１
５. ５. ２ 智能儀表介紹 １３２
Ⅵ
５. ５. ３ 通信功能的實現 １３３
５. ６ 實訓項目 基于Ｓ７ ２００ ＰＬＣ 的Ｍｏｄｂｕｓ ＲＴＵ 通信系統構建與運行 １３８
５. ７ 思考與練習 １３８
第６ 章 工業以太網及其應用 １４０
６. １ 工業以太網基礎知識 １４０
６. ２ 工業以太網的現狀與發展前景 １４３
６. ２. １ 工業以太網的現狀 １４３
６. ２. ２ 工業以太網的發展前景 １４３
６. ３ Ｐｒｏｆｉｎｅｔ 技術及其應用 １４４
６. ３. １ Ｐｒｏｆｉｎｅｔ 技術介紹 １４４
６. ３. ２ Ｓ７ ３００ ＰＬＣ 與ＥＴ２００Ｓ 的以太網通信 １４５
６. ４ Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ 技術及其應用 １５４
６. ４. １ Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ 技術介紹 １５４
６. ４. ２ Ｓ７ １２００ ＰＬＣ 之間的Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ 通信功能的實現 １５５
６. ５ ＥｔｈｅｒＣＡＴ 技術及其應用 １６３
６. ５. １ ＥｔｈｅｒＣＡＴ 技術介紹 １６３
６. ５. ２ Ｏｍｒｏｎ ＰＬＣ 與伺服驅動器的ＥｔｈｅｒＣＡＴ 通信功能實現 １６３
６. ６ 實訓項目 基于Ｍｏｄｂｕｓ ＴＣＰ 通信系統的構建與運行 １７５
６. ７ 思考與練習 １７５
第７ 章 系統集成及應用 １７６
７. １ 系統集成內涵 １７６
７. ２ 系統集成方法 １７７
７. ３ 基于ＦＸ 系列ＰＬＣ 之間的無協議通信 １７９
７. ３. １ 硬件系統及通信設置 １７９
７. ３. ２ ＲＳ 通信指令 １８０
７. ３. ３ 通信功能實現 １８１
７. ４ 基于組態軟件的異構網絡系統集成 １８２
７. ４. １ ＷｉｎＣＣ 軟件介紹 １８２
７. ４. ２ Ｓ７ ２００ ＰＬＣ 與Ｓ７ ３００ ＰＬＣ 的系統集成 １８４
７. ４. ３ 三菱Ｑ 系列ＰＬＣ 與Ｓ７ ３００ ＰＬＣ 的系統集成 １８９
７. ５ 基于ＯＰＣ 技術的異構網絡系統集成 １９３
７. ５. １ Ｋｅｐｗａｒｅ 軟件介紹 １９３
７. ５. ２ 控制要求及硬件配置 １９４
７. ５. ３ ＰＬＣ 與ＯＰＣ 服務器的連接 １９４
７. ５. ４ Ｓ７ ３００ ＰＬＣ 與ＦＸ２Ｎ ＰＬＣ 之間信息交互的實現 １９９
７. ６ 基于工業網絡的自動生產線控制系統集成 ２０２
７. ６. １ 系統介紹 ２０２
７. ６. ２ 系統硬件配置及組態 ２０３
７. ６. ３ ＲＦＩＤ 信息識別功能的實現 ２０６
７. ６. ４ ＭＥＳ 系統與ＰＬＣ 系統的集成 ２０７
Ⅶ
７. ６. ５ 項目小結 ２０８
７. ７ 思考與練習 ２０９
附錄 ２１０
附錄Ａ ＳＴＥＰ ７ 編程軟件的安裝與使用 ２１０
附錄Ｂ ＧＸ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ 編程軟件的安裝與使用 ２１２
附錄Ｃ ＴＩＡ Ｐｏｒｔａｌ Ｖ１３ 編程軟件的安裝與使用 ２１６
參考文獻 ２２４
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