本書著眼于控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動化工程方面的實際應(yīng)用，并兼顧通信產(chǎn)品開發(fā)的初步知識，內(nèi)容涉及主流現(xiàn)場總線原理、具體的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實例、控制網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計等。全書共分6 章，包括數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)、Modbus 網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用、Profibus-DP 總線及其應(yīng)用、CIP 網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)與OPC 技術(shù)、HMI/SCADA 軟件。為方便教學(xué)，本書配套了電子課件。
本書可作為普通高等院校、高等職業(yè)院校自動化、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)的教材，并可供相關(guān)工程技術(shù)人員使用。

第1章 數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ) 1
1.1 數(shù)字通信基本原理 1
1.1.1 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中常用術(shù)語1
1.1.2 通信系統(tǒng)基本概念 2
1.1.3 數(shù)字編碼技術(shù)4
1.1.4 數(shù)據(jù)同步方式6
1.1.5 差錯控制7
1.1.6 RS-485 串行通信接口 10
1.2 介質(zhì)訪問控制 13
1.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 13
1.2.2 傳輸介質(zhì) 14
1.2.3 介質(zhì)訪問控制標(biāo)準(zhǔn) 16
1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型 17
1.3.1 OSI 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型 17
1.3.2 數(shù)據(jù)鏈路層與數(shù)據(jù)封裝 19
1.3.3 各種控制網(wǎng)絡(luò)與OSI 對照 21
1.4 現(xiàn)場總線與信息化集成技術(shù) 21
1.4.1 現(xiàn)場總線 21
1.4.2 制造企業(yè)信息集成技術(shù) 24
思考題 26

第2章 Modbus 網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用 27
2.1 Modbus 工作過程 27
2.2 Modbus 報文格式 29
2.3 Modbus 測試軟件 35
2.4 Modbus Plus 網(wǎng)絡(luò) 36
2.5 PLC 的Modbus 功能 37
2.5.1 S7-1200 的Modbus 主/ 從站功能 37
2.5.2 S7-1200 的Modbus 應(yīng)用實例 43
2.5.3 S7-200 的Modbus 主/ 從站功能 46
2.5.4 Modbus 無線網(wǎng)絡(luò)實例 50
2.5.5 基于GPRS/4G/5G 的控制網(wǎng)絡(luò) 54
思考題 59

第3章 Profibus-DP 總線及其應(yīng)用 60
3.1 Profibus 協(xié)議 60
3.2 DP 的傳輸技術(shù) 63
3.2.1 傳輸編碼 63
3.2.2 總線段結(jié)構(gòu) 63
3.2.3 電纜與連接器 64
3.2.4 RS-485 中繼器 65
3.2.5 光纖網(wǎng)絡(luò) 66
3.3 DP 總線存取控制 68
3.3.1 DP 中的設(shè)備類型 69
3.3.2 令牌總線機(jī)制 69
3.3.3 DP 設(shè)備間的通信關(guān)系 70
3.3.4 主/ 從通信機(jī)制 71
3.3.5 固定的DP 循環(huán) 76
3.4 DP 的三個版本 78
3.4.1 DP-V0 78
3.4.2 DP-V1 80
3.4.3 DP-V2 81
3.4.4 GSD 文件 82
3.5 DP 數(shù)據(jù)鏈路層 84
3.5.1 SAP 功能 84
3.5.2 DP 報文格式 85
3.5.3 FC 的含義 87
3.5.4 報文分析 88
3.6 DP 應(yīng)用層行規(guī)PROFIdrive 90
3.6.1 應(yīng)用層行規(guī) 90
3.6.2 PROFIdrive 90
3.7 S7-300 PLC 與STEP 7 軟件 93
3.8 S7-300/400 常用的組網(wǎng)方式 98
3.8.1 DP 方式 98
3.8.2 MPI 方式/PPI 方式 100
3.8.3 以太網(wǎng)方式 103
3.9 DP 故障診斷實例 105
思考題 109

第4章 CIP 網(wǎng)絡(luò) 110
4.1 控制和信息協(xié)議 110
4.1.1 CIP 網(wǎng)絡(luò)模型 110
4.1.2 CIP 的特點 112
4.1.3 CIP 對象模型 114
4.1.4 CIP 設(shè)備描述 116
4.2 DeviceNet 概述 116
4.3 DeviceNet 的物理層和傳輸介質(zhì) 118
4.4 DeviceNet 的數(shù)據(jù)鏈路層 121
4.4.1 數(shù)據(jù)幀的格式 122
4.4.2 總線仲裁機(jī)制 124
4.4.3 錯誤診斷和故障界定機(jī)制 125
4.5 DeviceNet 應(yīng)用層 126
4.5.1 連接 126
4.5.2 報文組 127
4.5.3 I/O 報文和顯式報文 129
4.5.4 未連接報文管理器 131
4.5.5 預(yù)定義主/ 從連接組 132
4.6 DeviceNet 對象模型 133
4.7 ControlNet 134
4.7.1 物理層 135
4.7.2 CTDMA 135
4.7.3 網(wǎng)絡(luò)更新時間 136
4.7.4 虛擬令牌與Keeper 138
4.7.5 MAC 幀格式 139
4.7.6 ControlNet 中的連接 139
思考題 140

第5章 工業(yè)以太網(wǎng)與OPC 技術(shù) 141
5.1 工業(yè)以太網(wǎng) 141
5.1.1 工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)狀與趨勢 141
5.1.2 以太網(wǎng)幀格式 142
5.1.3 TCP/IP 143
5.1.4 交換式以太網(wǎng) 144
5.1.5 端口/MAC 地址映射表 144
5.1.6 其他 145
5.2 常用工業(yè)以太網(wǎng) 146
5.2.1 EtherNet/IP 146
5.2.2 Modbus TCP/IP 148
5.2.3 Profinet 149
5.2.4 EtherCAT 153
5.3 OPC 158
5.3.1 OPC 與COM 158
5.3.2 OPC 的數(shù)據(jù)訪問方法 159
5.3.3 OPC 工作過程與對象層次模型 161
5.3.4 OPC 客戶端訪問 162
5.3.5 OPC UA 164
5.4 S7-1200/1500 系列PLC 與Portal 軟件 166
5.4.1 S7-1200/1500 系列PLC 概述 166
5.4.2 S7-1200 CPU 邏輯存儲區(qū) 168
5.4.3 程序塊 169
5.4.4 TIA Portal 軟件 173
5.5 S7-1200/1500 的以太網(wǎng)通信功能 173
5.5.1 Profinet IO 通信 173
5.5.2 開放式用戶通信 180
5.5.3 ISO-on-TCP 通信 185
5.5.4 S7 通信 188
5.5.5 Modbus TCP 通信 190
思考題 194

第6章 HMI/SCADA 軟件 195
6.1 組態(tài)王 196
6.2 組態(tài)王工程實例 200
思考題 207

參考文獻(xiàn) 208