《工业控制网络》着眼于控制网络技术在自动化工程方面的实际应用,并兼顾通信产品开发的初步知识,内容涉及了主流现场总线原理、具体的工业控制网络应用实例、控制网络的规划设计等。全书共分6章,包括数字通信及网络技术基础、Modbus网络及应用、PROFIBUS-DP总线及应用。基于CIP的AB总线技术(DeviceNet、ControlNet)、基于以太网的控制网络介绍、OPC技术介绍、工业控制网络的设计与应用。 为方便教学，配套电子课件。 《工业控制网络》可作为普通高等院校自动化、机电一体化等专业的教材,并可供相关工程技术人员使用。

《工业控制网络》理论与实际有机结合，注重实际应用，易教易学。 

以各类现场总线、工业以太网、工业无线网络为基础的工业控制网络，其触角延伸到社会生产各个领域，发展速度惊人，越来越被重视。在PLC、CNC、机器人控制技术相对成熟之后，控制领域正在由单一的独立式结构向工业控制网络化、管控一体化、综合自动化方向发展，这种集成也成为现代企业信息化建设的典型实现模式。在工业自动化领域占有主要份额的各大生产商都力推自己的现场控制总线，包括西门子公司的PROFIBUS、ProfiNet，AB公司的DeviceNet、ControlNet、EtherNetIP，施耐德公司的Modbus、MB 、Modbus TCP/IP等。PLC的控制网络无处不在，大到组成几万点的庞大控制系统，小到一个简单的PLC与变频器、仪表之间的通信。从控制应用领域看，包括电机驱动与控制，电器/变电/配电/继电保护装置、制造装备、航空航天设备、舰船、装甲车辆均使用各种工业控制网络系统。在机械制造行业中，各种CNC、PLC、机器人加工设备，自动化生产线，采用各种工业控制网络技术进行集成。工业控制网络发展的特点还包括：将现有的通用技术应用于控制领域，基于光纤、各种GPRS、3G、无线数传技术的控制网络，打破控制系统敷线限制，极大地拓展了控制系统的应用范围。控制网络协议的开放，使得众多的厂家进入第三方开发市场，涌现出很多能够接入现场总线的智能从站产品。控制系统网络化，使得系统配置灵活、扩展方便、造价低、性能好，更具开放性。导致自动化领域发生了深刻变革，成为自控技术的热点。工业自动化领域正在经历从传统的控制系统到以网络化为特征的控制系统的转变，掌握好工业控制的网络技术，是适应当前科技发展的必然选择，各高校近年都相继开设工业控制网络课程以及控制网络向管理网络融合的各种软件技术课程。本书着眼于控制网络技术在（机械）自动化工程方面的实际应用，并兼顾通信产品开发的初步知识，内容涉及主流现场总线原理，具体的工业控制网络应用实例，控制网络的规划设计等。本书需要有PLC的基础及对计算机网络的初步了解，适用于自动化、机电一体化等专业的本科生学习，也可供相关工程技术人员参考。全书共分6章：第1章数字通信及网络技术基础；第2章Modbus网络及应用；第3章PROFIBUS-DP总线及应用；第4章CIP网络；第5章工业以太网及OPC技术;第6章工业控制网络的设计与应用。本书中的工程实例来自作者的科研项目实践。第1～2章由王海、王芳编写，第3章由王海、李艳娟编写，第4～6章由王海、梁海成编写，全书由王海统稿。本书配套电子课件，可免费赠送给用书的院校和老师，如果需要，可登录化学工业出版社教学资源网www.cipedu.com.cn下载。尽管编者已经力求做得更好，但由于编者水平、视野所限，而且工业控制网络技术还在不断发展和完善之中，书中难免有以偏概全、有失偏颇之处，恳请读者批评指正。编者

王海，工学博士，多年来主要讲授《机电传动控制》、《工业控制网络》、《PLC高级应用技术》课程。研究方向：以PLC为核心，以（制造）设备为现场对象，以Web环境下的管控综合自动化、智能决策为目标，沿着这条主线，进行理论和工程方面的研究。主要包括：智能制造、自适应加工、生产过程远程监控与故障诊断、综合自动化等。

第1章数字通信及网络技术基础1

1.1数字通信基本原理1

1.1.1控制网络中常用术语1

1.1.2通信系统基本概念2

1.1.3数字编码技术4

1.1.4数据同步方式6

1.1.5差错控制7

1.1.6RS-485串行通信接口10

1.2介质访问控制MAC13

1.2.1网络拓扑结构13

1.2.2传输介质14

1.2.3介质访问控制15

1.3网络协议模型17

1.3.1OSI网络协议模型17

1.3.2数据链路层与数据封装19

1.3.3各种控制网络与OSI对照20

1.4现场总线与信息化集成技术21

1.4.1现场总线21

1.4.2制造企业信息集成技术24

思考题25

第2章Modbus网络及应用27

2.1Modbus工作过程27

2.2Modbus报文格式29

2.3Modbus测试软件34

2.4Modbus Plus网络35

2.5Modbus网络应用实例37

2.5.1S7-200的Modbus功能37

2.5.2S7-200 Modbus无线网络实例41

2.5.3Quantum PLC Modbus无线网络44

2.5.4基于3G/GPRS的控制网络49

思考题54

第3章PROFIBUS-DP总线及应用55

3.1PROFIBUS协议55

3.2DP的传输技术58

3.2.1传输编码58

3.2.2总线段结构58

3.2.3电缆与连接器59

3.2.4RS-485中继器59

3.2.5光纤网络61

3.3DP总线存取控制63

3.3.1DP中的设备类型64

3.3.2令牌总线机制65

3.3.3DP设备间的通信关系66

3.3.4主-从通信机制67

3.3.5DP循环71

3.4DP的三个版本73

3.4.1DP-V074

3.4.2DP-V175

3.4.3DP-V276

3.4.4GSD文件77

3.5DP数据链路层79

3.5.1SAP功能80

3.5.2DP报文格式80

3.5.3FC的含义82

3.5.4报文分析83

3.6DP应用层行规PROFIdrive85

3.6.1应用层行规85

3.6.2PROFIdrive86

3.7S7-300 PLC及STEP7软件89

3.8S7-300/400常用的组网方式93

3.8.1DP方式94

3.8.2MPI方式/PPI方式96

3.8.3以太网方式99

3.9故障诊断实例101

思考题105

第4章CIP网络106

4.1控制和信息协议CIP106

4.1.1CIP网络模型106

4.1.2CIP的特点108

4.1.3CIP对象模型110

4.1.4CIP设备描述112

4.2DeviceNet概述112

4.3DeviceNet的物理层和传输介质114

4.4DeviceNet的数据链路层 117

4.4.1数据帧的格式118

4.4.2总线仲裁机制120

4.4.3错误诊断和故障界定机制 121

4.5DeviceNet应用层122

4.5.1连接122

4.5.2报文组123

4.5.3I/O报文和显式报文125

4.5.4未连接报文管理(UCMM)127

4.5.5预定义主/从连接组128

4.6DeviceNet对象模型及设备描述128

4.6.1对象模型128

4.6.2设备描述129

4.7ControlNet130

4.7.1物理层130

4.7.2CTDMA131

4.7.3网络更新时间131

4.7.4虚拟令牌及Keeper134

4.7.5MAC帧格式134

4.7.6ControlNet中的连接135

思考题136

第5章工业以太网及OPC技术137

5.1工业以太网137

5.1.1工业以太网现状及趋势137

5.1.2以太网帧格式138

5.1.3交换式以太网139

5.1.4端口/MAC地址映射表140

5.1.5其他140

5.2常用工业以太网141

5.2.1EtherNet/IP141

5.2.2Modbus TCP/IP144

5.2.3ProfiNet145

5.3OPC149

5.3.1OPC与COM149

5.3.2OPC的数据访问方法149

5.3.3OPC工作过程及对象层次模型151

5.3.4OPC客户端访问152

思考题154

第6章工业控制网络的设计与应用155

6.1NC与PLC的信息交换156

6.2M代码的解码157

6.3PLC信息的直接读入和通道等待158

6.4柔性参数化生产模式159

6.5刀具磨损的自动检测及产品合格自动检测162

6.6产品合格检测163

参考文献167