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289千字
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2023-04-01
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主编推荐语
本书全面介绍现场总线和工业以太网技术，并注重工程应用。
内容简介
本书从科研、教学和工程实际应用出发，理论联系实际，全面系统地介绍了现场总线、工业以太网技术及其应用系统设计，力求所讲内容具有较强的可移植性、先进性、系统性、应用性、资料开放性，起到举一反三的作用。
全书共分10章，主要内容包括：现场总线与工业以太网概述、控制网络基础、通用串行通信接口技术、PROFIBUS-DP现场总线、PROFIBUS-DP从站的系统设计、DeviceNet现场总线、工业以太网、TCP/IP、SERCOS工业以太网和时间敏感网络。
全书内容丰富、体系先进、结构合理，理论与实践相结合，尤其注重工程应用技术。本书是在编者教学与科研实践经验的基础上，结合现场总线和工业以太网技术30多年的发展编写而成的，书中详细地介绍了编者在现场总线与工业以太网应用领域的科研成果，并给出了应用设计实例。
目录
- 版权信息
- 前言
- 第1章 现场总线与工业以太网概述
- 1.1 现场总线概述
- 1.1.1 现场总线的产生
- 1.1.2 现场总线的本质
- 1.1.3 现场总线的特点和优点
- 1.1.4 现场总线标准的制定
- 1.1.5 现场总线的现状
- 1.1.6 现场总线网络的实现
- 1.2 工业以太网概述
- 1.2.1 以太网技术
- 1.2.2 工业以太网技术
- 1.2.3 工业以太网通信模型
- 1.2.4 工业以太网的优势
- 1.2.5 实时以太网
- 1.2.6 实时工业以太网模型分析
- 1.2.7 几种实时工业以太网的比较
- 1.3 企业网络信息集成系统
- 1.3.1 企业网络信息集成系统的层次结构
- 1.3.2 现场总线的作用
- 1.3.3 现场总线与上层网络的互联
- 1.4 国内外流行的现场总线简介
- 1.4.1 FF
- 1.4.2 CAN和CAN FD
- 1.4.3 DeviceNet
- 1.4.4 LonWorks
- 1.4.5 PROFIBUS
- 1.4.6 CC-Link
- 1.4.7 ControlNet
- 1.4.8 AS-i
- 1.4.9 P-Net
- 1.5 国内外流行的工业以太网简介
- 1.5.1 EtherCAT
- 1.5.2 SERCOS
- 1.5.3 POWERLINK
- 1.5.4 PROFInet
- 1.5.5 EPA
- 1.6 习题
- 第2章 控制网络基础
- 2.1 数据通信基础
- 2.1.1 基本概念
- 2.1.2 通信系统的组成
- 2.1.3 数据编码
- 2.1.4 通信系统的性能指标
- 2.1.5 信号的传输模式
- 2.1.6 局域网及其拓扑结构
- 2.1.7 网络传输介质
- 2.1.8 介质访问控制方式
- 2.1.9 CRC校验
- 2.2 现场控制网络
- 2.2.1 现场控制网络的节点
- 2.2.2 现场控制网络的任务
- 2.2.3 现场控制网络的实时性
- 2.3 网络硬件
- 2.3.1 网络传输技术
- 2.3.2 局域网
- 2.3.3 城域网
- 2.3.4 广域网
- 2.3.5 无线网
- 2.3.6 互联网
- 2.4 网络互联
- 2.4.1 基本概念
- 2.4.2 网络互联规范
- 2.4.3 网络互联操作系统
- 2.4.4 现场控制网络互联
- 2.5 网络互联设备
- 2.5.1 中继器
- 2.5.2 网桥
- 2.5.3 网关
- 2.5.4 路由器
- 2.6 通信参考模型
- 2.6.1 OSI参考模型
- 2.6.2 TCP/IP参考模型
- 2.6.3 OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较
- 2.6.4 现场总线的通信模型
- 2.7 习题
- 第3章 通用串行通信接口技术
- 3.1 串行通信基础
- 3.1.1 串行异步通信数据格式
- 3.1.2 连接握手
- 3.1.3 确认
- 3.1.4 中断
- 3.1.5 轮询
- 3.1.6 差错检验
- 3.2 RS-232C串行通信接口
- 3.2.1 RS-232C端子
- 3.2.2 通信接口的连接
- 3.2.3 RS-232C电平转换器
- 3.3 RS-485串行通信接口
- 3.3.1 RS-485接口标准
- 3.3.2 RS-485收发器
- 3.3.3 应用电路
- 3.3.4 RS-485网络互联
- 3.4 USB接口
- 3.4.1 USB接口的定义
- 3.4.2 USB接口的特点
- 3.4.3 USB接口的应用
- 3.5 Modbus通信协议
- 3.5.1 概述
- 3.5.2 两种传输方式
- 3.5.3 Modbus消息帧
- 3.5.4 错误检测方法
- 3.5.5 Modbus的编程方法
- 3.6 PMM2000电力网络仪表及其应用
- 3.6.1 PMM2000电力网络仪表Modbus-RTU通信协议
- 3.6.2 PMM2000电力网络仪表在数字化变电站中的应用
- 3.7 习题
- 第4章 PROFIBUS-DP现场总线
- 4.1 PROFIBUS概述
- 4.2 PROFIBUS的协议结构
- 4.2.1 PROFIBUS-DP的协议结构
- 4.2.2 PROFIBUS-FMS的协议结构
- 4.2.3 PROFIBUS-PA的协议结构
- 4.3 PROFIBUS-DP现场总线系统
- 4.3.1 PROFIBUS-DP的三个版本
- 4.3.2 PROFIBUS-DP系统组成和总线访问控制
- 4.3.3 PROFIBUS-DP系统工作过程
- 4.4 PROFIBUS-DP的通信模型
- 4.4.1 PROFIBUS-DP的物理层
- 4.4.2 PROFIBUS-DP的数据链路层
- 4.4.3 PROFIBUS-DP的用户层
- 4.4.4 PROFIBUS-DP用户接口
- 4.5 PROFIBUS-DP的总线设备类型和数据通信
- 4.5.1 概述
- 4.5.2 DP设备类型
- 4.5.3 DP设备之间的数据通信
- 4.5.4 PROFIBUS-DP循环
- 4.5.5 采用交叉通信的数据交换
- 4.5.6 设备数据库文件（GSD）
- 4.6 PROFIBUS通信用ASIC
- 4.7 PROFIBUS-DP从站通信控制器SPC3
- 4.7.1 SPC3功能简介
- 4.7.2 SPC3引脚说明
- 4.7.3 SPC3存储器分配
- 4.7.4 PROFIBUS-DP接口
- 4.7.5 SPC3输入/输出缓冲区的状态
- 4.7.6 通用处理器总线接口
- 4.7.7 SPC3的UART接口
- 4.7.8 PROFIBUS-DP接口
- 4.8 主站通信网络接口卡CP5611
- 4.8.1 CP5611网络接口卡主要特点
- 4.8.2 CP5611与从站通信的过程
- 4.9 习题
- 第5章 PROFIBUS-DP从站的系统设计
- 5.1 PMM2000电力网络仪表概述
- 5.2 PROFIBUS-DP通信模块的硬件电路设计
- 5.3 PROFIBUS-DP通信模块从站软件的开发
- 5.4 PMM2000电力网络仪表从站的GSD文件
- 5.4.1 GSD文件的组成
- 5.4.2 GSD文件的特点
- 5.4.3 GSD文件实例
- 5.4.4 GSD文件的编写要点
- 5.5 PMM2000电力网络仪表在数字化变电站中的应用
- 5.5.1 PMM2000电力网络仪表的应用领域
- 5.5.2 iMeaCon数字化变电站后台计算机监控网络系统
- 5.6 PROFIBUS-DP从站的测试方法
- 5.7 习题
- 第6章 DeviceNet现场总线
- 6.1 DeviceNet概述
- 6.1.1 DeviceNet的特性
- 6.1.2 对象模型
- 6.1.3 DeviceNet网络及对象模型
- 6.2 DeviceNet连接
- 6.2.1 DeviceNet关于CAN标识符的使用
- 6.2.2 建立连接
- 6.3 DeviceNet报文协议
- 6.3.1 显式报文
- 6.3.2 输入/输出报文
- 6.3.3 分段/重组
- 6.3.4 重复MAC ID检测协议
- 6.3.5 设备监测脉冲报文及设备关闭报文
- 6.4 DeviceNet通信对象分类
- 6.5 网络访问状态机制
- 6.5.1 网络访问事件矩阵
- 6.5.2 重复MAC ID检测
- 6.5.3 预定义主/从连接组
- 6.6 指示器和配置开关
- 6.6.1 指示器
- 6.6.2 配置开关
- 6.6.3 指示器和配置开关的物理标准
- 6.6.4 DeviceNet连接器图标
- 6.7 DeviceNet的物理层和传输介质
- 6.7.1 DeviceNet物理层的结构
- 6.7.2 物理层
- 6.7.3 传输介质
- 6.7.4 网络电源配置
- 6.8 设备描述
- 6.8.1 对象模型
- 6.8.2 I/O数据格式
- 6.8.3 设备配置
- 6.8.4 扩展的设备描述
- 6.8.5 设备描述编码机制
- 6.9 DeviceNet节点的开发
- 6.9.1 DeviceNet节点的开发步骤
- 6.9.2 设备描述的规划
- 6.9.3 设备配置和电子数据文档（EDS）
- 6.10 习题
- 第7章 工业以太网
- 7.1 EtherCAT
- 7.1.1 EtherCAT概述
- 7.1.2 EtherCAT物理拓扑结构
- 7.1.3 EtherCAT数据链路层
- 7.1.4 EtherCAT应用层
- 7.1.5 EtherCAT系统组成
- 7.1.6 KUKA机器人应用案例
- 7.1.7 EtherCAT伺服驱动器控制应用协议
- 7.2 PROFInet
- 7.2.1 PROFInet部件模型
- 7.2.2 PROFInet运行期
- 7.2.3 PROFInet的网络结构
- 7.2.4 PROFInet与OPC的数据交换
- 7.3 POWERLINK
- 7.3.1 POWERLINK的原理
- 7.3.2 POWERLINK网络拓扑结构
- 7.3.3 POWERLINK的实现方案
- 7.3.4 POWERLINK的应用层
- 7.3.5 POWERLINK在运动控制和过程控制的应用案例
- 7.4 EPA
- 7.4.1 EPA概述
- 7.4.2 EPA技术原理
- 7.4.3 基于EPA的技术开发
- 7.5 习题
- 第8章 TCP/IP
- 8.1 TCP/IP的体系结构
- 8.1.1 TCP/IP的四个层次
- 8.1.2 TCP/IP模型中的操作系统边界和地址边界
- 8.2 IP
- 8.2.1 IP互联网原理
- 8.2.2 IP的地位与IP互联网的特点
- 8.2.3 IP地址
- 8.2.4 子网与子网掩码
- 8.2.5 IP数据报格式
- 8.3 ICMP
- 8.3.1 ICMP报文的封装与格式
- 8.3.2 ICMP请求与应答报文
- 8.4 ARP
- 8.4.1 ARP报文格式
- 8.4.2 ARP工作原理
- 8.4.3 ARP高速缓存
- 8.5 端到端通信和端口号
- 8.5.1 端到端通信
- 8.5.2 传输层端口
- 8.6 TCP
- 8.6.1 TCP报文段格式
- 8.6.2 TCP连接的建立与关闭
- 8.6.3 TCP的超时重发机制
- 8.6.4 UDP
- 8.7 习题
- 第9章 SERCOS工业以太网
- 9.1 开放式机床数控系统及接口技术
- 9.1.1 开放式机床数控系统
- 9.1.2 开放式机床数控系统接口技术
- 9.2 SERCOS概述
- 9.2.1 SERCOS的发展
- 9.2.2 SERCOS的基本特征
- 9.2.3 SERCOS的特性
- 9.2.4 SERCOS工业应用
- 9.3 基于SERCOS总线的通信接口
- 9.3.1 SERCOS协议简介
- 9.3.2 SERCOS实时通信与同步机理
- 9.4 SERCOS通信协议
- 9.4.1 SERCOS物理层的通信接口和拓扑结构
- 9.4.2 SERCOS报文结构
- 9.4.3 通信的建立
- 9.4.4 数据传递过程
- 9.4.5 SERCON IDN
- 9.4.6 SERCOS安全网络
- 9.5 SERCOS在数控系统中的应用
- 9.5.1 工作原理
- 9.5.2 SERCOS接口拓扑结构
- 9.5.3 数据传输模式
- 9.5.4 数据传送内容
- 9.5.5 SERCOS接口初始化
- 9.6 SERCOS接口控制器SERCON816
- 9.6.1 SERCON816概述
- 9.6.2 SERCON816的特性
- 9.6.3 SERCON816引脚描述
- 9.6.4 控制寄存器和RAM数据结构
- 9.7 SERCON816总线的接口
- 9.7.1 SERCON816与微处理器的连接
- 9.7.2 SERCON816接口电路关键设计
- 9.8 系统软件设计与实现
- 9.8.1 SERCOS通信主站软件设计
- 9.8.2 SERCOS通信从站软件设计
- 9.9 基于SERCOS接口的开放式数控体系模块结构
- 9.9.1 SERCOS接口
- 9.9.2 SERCANS
- 9.9.3 SoftSERCANS
- 9.9.4 SoftCNC平台
- 9.10 习题
- 第10章 时间敏感网络
- 10.1 TSN概述
- 10.2 TSN核心技术与应用研究
- 10.2.1 TSN核心技术研究
- 10.2.2 TSN应用研究
- 10.3 国内外研究现状
- 10.3.1 时间敏感网络研究现状
- 10.3.2 实时以太网接入时间敏感网络研究现状
- 10.4 工程应用面临的挑战
- 10.4.1 流量等级的自适应分配
- 10.4.2 TAS调度和可靠性路由的结合
- 10.4.3 仿真模型和硬件设计的完善
- 10.5 时间敏感网络协议
- 10.5.1 TSN在ISO/OSI模型中的位置
- 10.5.2 IEEE 802.1Q VLAN帧格式
- 10.5.3 IEEE 802.1AS时钟同步
- 10.5.4 IEEE 802.1Qcc流预留
- 10.6 精确时钟同步与延时计算
- 10.6.1 时钟同步机制
- 10.6.2 TSN网络中的延时测量方法
- 10.7 TSN设备时间同步
- 10.8 网络传输过程
- 10.9 流控制相关标准
- 10.9.1 基于信用的整形器机制
- 10.9.2 时间感知整形器机制
- 10.9.3 抢占式MAC机制
- 10.9.4 周期性排队与转发机制
- 10.9.5 异步流整形机制
- 10.10 TSN网络配置标准IEEE 802.1Qcc
- 10.11 TSN时间同步系统运行流程
- 10.12 TSN交换机平台结构设计
- 10.13 TSN应用前景
- 10.13.1 汽车领域
- 10.13.2 工业物联网
- 10.13.3 工业控制
- 10.14 TSN技术发展趋势
- 10.14.1 TSN技术完善
- 10.14.2 与其他技术的集成
- 10.15 CC-Link现场网络
- 10.15.1 CC-Link现场网络的组成与特点
- 10.15.2 CC-Link IE TSN
- 10.16 习题
- 参考文献
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出版方
机械工业出版社
机械工业出版社是全国优秀出版社，自1952年成立以来，坚持为科技、为教育服务，以向行业、向学校提供优质、权威的精神产品为宗旨，以“服务社会和人民群众需求，传播社会主义先进文化”为己任，产业结构不断完善，已由传统的图书出版向着图书、期刊、电子出版物、音像制品、电子商务一体化延伸，现已发展为多领域、多学科的大型综合性出版社，涉及机械、电工电子、汽车、计算机、经济管理、建筑、ELT、科普以及教材、教辅等领域。
