在工业控制网络发展过程中,实时工业网络技术是理论性和实践性都很强的一个研究领域。本书以实时工业网络设计与应用为主线,系统地讨论了目前主流的实时工业网络技术,并结合实际工业现场的多种应用进行综合实训。本书对实时工业网络的基本概念、实时工业以太网技术、实时工业网络的组态和系统集成等进行了较全面的介绍,并在实时工业网络实训平台中完成PLC控制系统各项功能的实际操作,使学生能够对工业生产中的自动化过程控制的组态与编程以及实现工业网络的通信进行初步的分析和设计。
本书系统、先进、实用,有较强的实践性。适合作为应用本科电气信息类和自动化类专业教材,还可供从事工业控制网络系统设计和产品研究的工作技术人员参考。 实时工业网络设计与应用_李艇 主编_人民邮电出版社_

第1章 实时工业网络概述
1.1 实时工业网络的基本概念
1.1.1 实时工业网络的组成
1.1.2 实时工业网络的任务
1.1.3 实时工业网络的实时性
1.2 实时工业网络的分类
1.2.1 工业控制网络的分类
1.2.2 实时工业网络的分类
1.3 实时工业网络的主要功能与发展
1.3.1 实时工业网络的主要功能
1.3.2 实时工业网络的主要特点
1.3.3 实时工业网络的发展方向
1.4 小结
1.5 习题
第2章 数据通信与网络互连基础
2.1 数据通信基础
2.1.1 基本概念
2.1.2 通信网络的拓扑结构
2.1.3 网络传输介质
2.1.4 数据交换技术
2.1.5 差错控制方法
2.2 通信参考模型
2.2.1 OSI参考模型的基本概念
2.2.2 TCP/IP参考模型
2.3 网络互连基础
2.3.1 网络互连的基本概念
2.3.2 网络互连设备
2.3.3 实时工业网络的互连
2.4 实时工业网络通信基础
2.4.1 实时工业网络通信模型
2.4.2 工业无线网络通信特点
2.4.3 工业无线网络通信协议
2.5 小结
2.6 习题
第3章 常用现场总线技术
3.1 PROFIBUS总线
3.1.1 PROFIBUS概述
3.1.2 PROFIBUS的特点
3.1.3 PROFIBUS的通信模型
3.1.4 PROFIBUS的实现
3.1.5 PROFIBUS控制系统的集成
3.2 HART总线
3.2.1 HART概述
3.2.2 HART的协议结构
3.2.3 HART的通信模型
3.2.4 开发HART通信协议智能仪表的工作步骤
3.2.5 HART控制网络的设计
3.2.6 HART的控制网络实例
3.3 小结
3.4 习题
第4章 实时工业以太网技术
4.1 工业以太网
4.1.1 工业以太网与以太网
4.1.2 工业以太网的特色技术
4.1.3 通信非确定性的缓解措施
4.1.4 以太网的物理连接
4.1.5 以太网的数据帧
4.1.6 以太网的TCP/IP协议
4.2 实时工业以太网
4.2.1 几种实时以太网的通信参考模型
4.2.2 实时以太网的媒体访问控制
4.2.3 IEEE 1588**时间同步协议
4.3 EPA控制网络的设计
4.3.1 EPA技术简介
4.3.2 EPA网络拓扑结构
4.3.3 EPA通信协议
4.3.4 EPA应用层通信协议栈的设计与实现
4.3.5 EPA时间同步技术
4.3.6 EPA确定性调度技术
4.4 PROFINET
4.4.1 PROFINET的网络连接
4.4.2 IO设备模型及其数据交换
4.4.3 组件模型及其数据交换
4.4.4 PROFINET通信的实时性
4.4.5 PROFINET与其他现场总线系统的集成
4.4.6 PROFINET的IP地址管理与数据集成
4.5 EtherNet/IP
4.5.1 EtherNet/IP的通信参考模型
4.5.2 CIP的对象与标识
4.5.3 EtherNet/IP的报文种类
4.5.4 EtherNet/IP的技术特点
4.6 高速以太网HSE
4.6.1 高速以太网HSE结构
4.6.2 HSE与现场设备间的通信
4.6.3 HSE的柔性功能块
4.6.4 HSE的链接设备
4.7 小结
4.8 习题
第5章 工业无线网络技术
5.1 几种流行的无线网络
5.1.1 蓝牙网络
5.1.2 ZigBee网络
5.1.3 几种不同的短距离无线通信技术的特点比较
5.1.4 无线广域网
5.2 工业无线网络技术概述
5.2.1 工业无线网络的定义
5.2.2 工业无线网络特点
5.2.3 工业无线网络的分类
5.3 Wireless HART技术
5.3.1 Wireless HART的定义
5.3.2 Wireless HART的特点
5.3.3 Wireless HART和ZigBee的比较
5.3.4 Wireless HART的应用
5.3.5 Wireless HART控制网络的拓扑结构
5.3.6 Wireless HART通信协议
5.3.7 工业无线网络传感器节点的设计
5.4 小结
5.5 习题
第6章 实时工业网络的组态和系统集成
6.1 编程软件STEP7的使用
6.2 WinCC组态软件的 结构化设计
6.2.1 WinCC介绍
6.2.2 WinCC安装过程
6.2.3 启动WinCC
6.2.4 添加PLC驱动程序
6.2.5 设置线性标度
6.2.6 创建过程画面
6.2.7 图形编辑器
6.3 实时工业网络组态集成
6.4 小结
6.5 习题
第7章 实时工业网络实训
7.1 实时以太网控制系统实训
实训一 PLC控制系统的硬件组态
实训二 PLC控制系统的软件编程
实训三 稳压罐压力控制实训
实训四 实时以太网电磁流量计
实训五 实时以太网气动调节阀
7.2 有线HART总线控制系统实训
实训一 加热罐液位通信实训
实训二 加热罐加热控制实训
实训三 水温调节控制实训
实训四 有线HART气动调节阀控制实训
7.3 Wireless HART控制系统实训
实训一 Wireless HART的仪表通信实训
实训二 Wireless HART控制系统流量调节实训
参考文献

本教材从实时工业网络的特点、功能、标准、设计、应用和实训等方面,详细阐述了实时工业网络的设计、搭建和使用的相关知识,从理论知识到实际应用,每一部分都有独立内容,而且章节之间又有紧密联系,给出建立一整套实时工业网络系统的必要过程和理论基础。力求深入浅出、少而精、宽又新。并注重对实践环节的配套编写。使学生看得懂、可操作、可实现。同时,以学生“会不会用”、“会不会操作”“会不会解决实际问题”作为检查学习好坏的标准。以此来增强技能的提高。
本教材既体现一定的理论水平又注重实现方法。因此在*后一部分安排实训内容,主要针对实时工业网络中涉及到的各种现场总线通信协议的使用,突出无线工业网络的应用价值,训练学生对实时工业网络进行设计、组建、调试、运行和维护的实际操作能力,在实际操作中配合理论知识学习,加深对实时工业网络通信的理解,提高动手能力。