监控系统与现场总线

1 计算机控制系统1
1.1 计算机控制系统的发展1
1.1.1 典型计算机控制系统2
1.1.2 计算机控制系统的特点5
1.1.3 计算机控制系统的分类7
1.2 计算机控制系统的结构与组成12
1.2.1 控制对象12
1.2.2 执行器13
1.2.3 测量环节13
1.2.4 数字调节器与输入输出通道14
1.3 计算机控制系统的性能指标14
1.4 计算机控制研究的课题 15
1.4.1 数学描述和分析方法15
1.4.2 计算机控制系统设计15
1.5 计算机控制系统的发展方向 16
1.5.1 最优控制16
1.5.2 自适应、自学习和自组织系统16
1.5.3 系统辨识16
1.5.4 分级控制17
2 集散控制系统（DCS) 18
2.1 集散控制系统的发展阶段18
2.2 集散控制系统的技术要点20
2.2.1 分级递阶结构20
2.2.2 分散控制22
2.2.3 局域通信网络22
2.2.4 高可靠性22
2.3 集散控制系统的基本构成24
2.3.1 集散控制系统各层的功能24
2.3.2 集散控制系统的基本组成26
2.4 集散控制系统的结构特征和分类28
2.4.1 集散控制系统的结构特征28
2.4.2 集散控制系统的分类31
3 工业过程先进控制系统33
3.1 工业过程控制的发展33
3.2 先进控制的发展34
3.3 先进控制的核心内容 37
3.3.1 数据的采集、处理和软测量技术37
3.3.2 多变量动态过程模型辨识技术37
3.3.3 先进控制策略38
3.4 先进控制技术的主要内容38
3.5 先进控制技术的经济效益 39
3.6 先进控制技术的软件化与产业化发展40
3.7 基于模型的先进控制技术基础41
3.7.1 数学模型的建立42
3.7.2 系统的鲁棒性42
3.7.3 多变量预测43
3.8 基于知识的先进控制技术基础47
3.8.1 基于知识的专家控制47
3.8.2 基于知识的模糊控制50
3.8.3 模糊控制器设计的一般方法51
4 现场总线概述54
4.1 现场总线简介54
4.1.1 什么是现场总线54
4.1.2 现场总线构造了网络集成式全分布控制系统55
4.1.3 现场总线是底层控制网络57
4.2 现场总线的发展背景与趋势58
4.2.1 现场总线是综合自动化的发展需要58
4.2.2 智能仪表为现场总线的出现奠定了基础59
4.2.3 现场总线将朝着开放系统、统一标准的方向发展59
4.3 现场总线的特点与优点60
4.3.1 现场总线系统的结构特点60
4.3.2 现场总线系统的技术特点61
4.3.3 现场总线的优点62
4.4 几种有影响的现场总线技术63
4.4.1 基金会现场总线63
4.4.2 Lon Works64
4.4.3 PROFIBUS65
4.4.4 CAN65
4.4.5 HART65
4.5 以现场总线为基础的企业信息系统66
4.5.1 企业信息系统的基本组成 66
4.5.2 企业信息系统的功能模型 68
4.5.3 企业信息系统的集成环境 69
4.6 MAP, TOP与现场总线 70
4.6.1 MAP, TOP的发展70
4.6.2 TOP/MAP/Fieldbus的网络结构70
4.6.3 LAN/Fieldbus的网络结构71
4.7 现场总线控制系统72
4.7.1 FCS的体系结构72
4.7.2 FCS与DCS的集成74
5 控制器局域网总线--CAN76
5.1 CAN的性能特点76
5.2 CAN的技术规范77
5.2.1 CAN的一些基本概念77
5.2.2 CAN节点的分层结构79
5.2.3 报文传送及其帧结构80
5.2.4 错误类型和界定88
5.2.5 位定时与同步90
5.2.6 CAN总线媒体装置特性92
5.3 CAN总线有关器件介绍97
5.3.1 CAN通信控制器SJA1000 97
6 CAN的开发与设计142
6.1 功能回顾142
6.1.1 SJA1000的功能小结142
6.1.2 CAN接点结构142
6.1.3 功能框图144
6.2 系统构成145
6.2.1 SJA1000的应用145
6.2.2 电源145
6.2.3 复位146
6.2.4 振荡器及时钟的提供方法146
6.2.5 CPU接口控制147
6.2.6 物理层接口148
6.3 CAN通信的控制149
6.3.1 控制SJA1000通信的基本功能和控制寄存器149
6.3.2 发送/接收缓冲器151
6.3.3 认可滤波器152
6.4 CAN 的通信功能的应用157
6.4.1 初始化158
6.4.2 数据的发送161
6.4.3 中止发送163
6.4.4 接收报文164
6.4.5 中断168
6.5 PeliCAN方式的特殊功能171
6.5.1 接收栈／报文计数器／直接内存访问171
6.5.2 错误分析功能173
6.5.3 仲裁丢失捕捉177
6.5.4 单次发送178
6.5.5 监听模式179
6.5.6 波特率自动检测179
6.5.7 CAN自检180
6.5.8 接收定时脉冲182
7 PROFIBUS现场总线183
7.1 现场总线PROFIBUS协议结构184
7.2 PROFIBUS传输技术185
7.2.1 用于DP/FMS的RS-485传输技术185
7.2.2 RS-485传输设备的安装要点185
7.2.3 用于PA的IEC1158-2传输技术186
7.2.4 IEC1158传输设备的安装要点187
7.2.5 光纤传输技术188
7.3 PROFIBUS总线存取协议188
7.3.1 PROFIBUS-DP189
7.3.2 PROFIBUS-PA192
7.3.3 PROFIBUS-FMS193
7.4 PROFIBUS在工厂自动化系统中的位置195
7.4.1 PROFIBUS控制系统的组成196
7.4.2 PROFIBUS控制系统配置的几种形式196
7.4.3 以太网与现场总线技术198
7.5 PROFIBUS 与MODBUS 协议总线桥205
7.5.1 MODBUS 通信协议206
7.5.2 MODBUS 协议要点207
7.5.3 PROFIBUS接口接插件及安装207
7.5.4 MODBUS 存储区212
7.5.5 PROFIBUS与MODBUS 协议转换原理215
8 PROFIBUS通信接口开发219
8.1 接口模板219
8.1.1 接口模板的应用219
8.1.2 接口模板的组成220
8.1.3 接口模板的操作220
8.1.4 接口模板开发软件包PACKAGE 4220
8.2 PROFIBUS系统开发基本方法220
8.3 PROFIBUS产品开发解决方案222
8.3.1 单片机+软件的解决方案222
8.3.2 使用PROFIBUS通信专用ASIC223
8.3.3 总线桥技术的解决方案224
8.3.4 比较与推荐225
8.4 应用ASIC芯片开发PROFIBUS产品的技术226
8.4.1 芯片226
8.4.2 SPM2, LSPM2的应用226
8.4.3 SPC3的应用226
8.4.4 SPC4的应用228
8.4.5 SIM1的应用229
8.4.6 ASPC2的应用231
8.4.7 实验板232
8.4.8 IM 180主站接口模块234
8.4.9 IM 182从站接口模块235
8.4.10 PACKAGE 4 开发软件包236
8.5 应用嵌入式总线桥开发PROFIBUS产品的解决方案237
8.5.1 总线桥及嵌入式总线桥237
8.5.2 PB-OEM2-S产品手册237
8.5.3 软件设计说明240
8.5.4 用户实验板PB-OEM2-SAMPLE243
8.5.5 建立一个最小调试系统248
9 ControlNet现场总线251
9.1 概述251
9.1.1 历史与发展251
9.1.2 技术特点251
9.2 生产者/消费者(客户)网络模型252
9.2.1 自动化网络体系252
9.2.2 生产者/消费者(客户)网络模型
(Producer/Consumer Model)253
9.3 ControlNet技术规范256
9.3.1 ControlNet体系结构的能力256
9.3.2 ControlNet物理层257
9.3.3 媒质访问257
9.3.4 ControlNet数据链路层的介质存取控制协议258
9.3.5 ControlNet的MAC帧260
9.3.6 设备行规(Device Profile)261
9.3.7 控制和信息协议(Control and Information
Protocol-CIP) 262
9.4 ControlNet的主要技术规格 262
9.5 ControlNet在矿井综合自动化中的应用263
9.5.1 矿井综合自动化系统网络构成263
9.5.2 主煤流运输集控系统266
9.5.3 井下供电、排水系统268
9.5.4 井下其他子系统269
参考文献272