内容简介     在工业自动化应用技术领域，国际和国内市场占有率最高的现场总线技术和实时以太网技术分别是PROFIBUS和PROFINET。本书以PROFIBUS和PROFINET为主线，详细讲解了现场总线技术的基本概念、工作原理和实际工程应用方法。在书的开始，对控制系统以及现场总线技术的发展历程、现场总线技术中使用的工业网络和通信基础知识进行了概括性的介绍；全书的重点内容是讲解PROFIBUS DP/PA和PROFINET的基本原理和具体应用，在此基础上详细剖析了DP-V0/V1、PROFINET和AS-i的报文结构和含义，在重点章节中给出了具体的应用实例；此外，本书对传感器级和执行器级的现场总线技术的代表—AS-i以及工业控制系统国际标准编程语言IEC61131-3进行了深入浅出的讲解，并给出了许多实例。为方便高等院校和高职院校作为教材使用，全书各章都配有大量的习题和思考题，在附录A中配有11个实验的指导书。在其他附录中还提供了精心编排的PROFIBUS常用信息速查表，罗列出了学习现场总线技术及下载相关软件及文档的常用网站地址。     本书的使用对象主要是高等院校相关专业的本科生和研究生、各企业和设计院所的电气工程技术人员。另外在对相关内容进行选择和简化后，高职院校也可以作为教材使用。     本书第2版既是技术进步的产物，也是我们过去几年工作经验的总结，更是我们的汗水和宝贵知识精华的结晶！以作者的专业技术知识、实际应用经验和深厚写作功底，相信本书会是一本值得使用的教材和参考资料，肯定能给广大的读者带来较大的收获。 前   言     时光如梭，转眼之间离本书的第1版出版发行过去5年时间了。5年来，现场总线技术的应用和发展如火如荼，现在实时工业以太网技术也逐渐走到了前台。针对技术的飞速发展，本书必须与时俱进才能保持内容上和应用上的先进性。     我们已经看到现场总线这种“革命性”的技术给工业自动化应用技术领域所带来的深刻的影响，IEC 61158第4版中增补的11种实时以太网技术又把这场革命推向了高潮。如何迎接这场革命，是广大的工程技术人员不能回避的问题。对高等院校的老师来说，怎样把新的知识及时传授给学生，也是必须要做好的事情。     本书第1版出版发行后，在国内50多所高等院校被作为教材使用，受到了广大教师的好评。虽然有些院校由于受实验条件的限制而不能很好地开设有关《现场总线技术》方面的课程，但也有70多位老师和作者联系，就《现场总线技术》方面的教学、实验室建设进行探讨。作为第一个“中国PROFIBUS/PROFINET技术培训中心”，到目前为止，我们为国内（包括台湾）的数十家企业、公司和高等院校的300多位工程技术人员和老师提供了PROFIBUS/PROFINET技术的培训服务。     和本书第1版相比，本书第2版主要有以下几个方面的不同： ◆大幅度修正和编写了现场总线技术概述部分的内容，增补了最新国际标准的发展情况； ◆全面编排、完善和改写了PROFIBUS技术的内容，把DP和PA的传输技术、安装技术和通信技术等内容柔和到了一起； ◆详细讲解PROFINET实时技术和PROFINET IO技术； ◆对实验内容进行了大幅度调整和重新设计。     第2版既是技术进步的产物，也是我们过去几年工作经验的总结，是我们的汗水和宝贵知识精华的结晶！ 本书的具体结构     本书共分四大部分，总共9章内容和4个附录。 第一部分：基础知识     本部分包括两章内容。第1章结合实例回顾和分析了自动化控制技术的发展历程，介绍了现场总线在工业控制网络结构中的位置和作用；详细介绍了现场总线国际标准IEC61158的产生和发展情况，并详细讲解了现场总线技术的基础知识。第2章高度概括的总结了在工业控制网络中所要用到的网络及通信的基础知识，这些内容大家可能原来学习过，但重新温习这部分知识，对学习现场总线技术是必须的，另外在第2章介绍了工业控制系统中用于完成数据交换任务的OPC技术。 第二部分：核心内容     本部分是本书的中心，围绕着PROFIBUS、PROFINET和AS-i来讲解现场总线的原理及其应用技术。它包括六章内容。第3章详细介绍了PROFIBUS的基础知识、传输技术，重点是PROFIBUS的传输技术和安装技术；第4章详细讲解PROFIBUS的通信技术，详细讲解DP-V0/V1报文的结构，这是本书最重要的章节；第5章详细讲解实时工业以太网中使用的基础知识—以太网技术和TCP/IP技术，并讲解PROFINET基础知识和安装技术；第6章详细讲解PROFINET实时通信技术和PROFINET IO技术，对PROFINET CBA也进行了介绍；第7章讲解最底层的现场总线AS-i技术及其应用，此外还介绍了AS-i Safety at Work技术。在第8章的开始，讲解使用现场总线技术时必须考虑的一些问题，最后通过3个综合实例，介绍了现场总线技术的应用。 第三部分：相关技术     本书最后一章讲解了工业控制国际标准编程语言IEC61131-3，并给出了大量实例。IEC61131-3是现场总线技术时代必须掌握的编程语言，也是未来的方向。 第四部分：重要附录     本部分包括4个主要的附录。附录A设计了11个实验，它们是这门应用性很强的课程所必须具备的内容，每个实验都包括实验目的、使用设备及装置、实验内容和实验报告要求等，该部分可为任课教师开设实验提供指导；附录B是PROFIBUS常用信息速查表，整理和罗列出了DP-V0/V1的几乎所有有用的信息，它是PROFIBUS学习和使用者的“Bible”；附录C是本书所使用的缩略语列表；附录D为大家提供了学习现场总线技术时可能会带来帮助的一些网站地址。为降低读者的购书成本，本书去掉了随书配带的CD，读者可以从提供的相关网站上下载所需要的软件和其他文档。     另外，在每一章的最后都有对本章内容进行回顾和总结的“本章小结”，以及丰富的“思考题和练习题”。 如何分配课时和授课内容     本书既可以作为相关专业研究生、本科生的教材，也可以作为电气工程师、电工等有关技术人员的参考资料和培训教材。另外在对相关内容进行选择和简化后，高职院校也可以作为教材使用。层次不同，所需要的授课内容、课时进度和实验项目也会不同，下表给出一些指导性的建议，供授课教师参考。下表中一个课时为50分种，每个实验所使用的课时数为2个，实验个数和实验内容请根据实际情况在附录A中选择，给学生布置的“思考题和练习题”也可进行适当选择。     第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 实验 总课时 研究生 2 2 2 6 4 4 2 2 2 14 40 本科生 2 4 6 8 8 6   2 2 8 46 高职院校 4 10 12 16 可不讲V1报文 12 10 可不讲报文   6 10 20 100 PROFIBUS技术培训 2   10 10           10 32 PROFINET技术培训 2       10 10       10 32 致谢     首先感谢英国Manchester Metropolitan University工程与技术系首席讲师、英国PROFIBUS资格中心（PROFIBUS COMPETENCY CENTRE，PCC）原主任Andy Verwer先生，经过他的允许，本书PROFIBUS和AS-i重要章节的部分内容和某些例子是在其培训课程散页讲稿的基础上，经过修改、补充后编写的。Andy为我在英国PCC的学习和工作提供了很好的条件和环境，使我完成了书中重要章节的演示实例和实验。他热忱、严谨的工作态度和敬业精神将是我学习的榜样！他是本书的合作作者。     感谢全国工业过程测量和控制标准化技术委员会工业通信（现场总线）及系统分技术委员会（TC124/SC4）GB/Z《工业通信网络  现场总线规范  类型10：PROFINET IO规范》     国家标准起草工作组。作为专家组成员之一，我有幸参加了PROFINET IO国家标准的起草和转化工作。正是这些相关的第一手资料，才使得本书第5章和第6章得以顺利完成。特别感谢工作组组长、原中国PROFIBUS专业委员会主席、机械工业自动化研究所原所长李百煌教授，他对晚辈在学术上的热情指导和教诲使我难忘，从他身上我看到了一个大师的风范！     特别感谢我的助手江豪讲师，就本书的编排和修订，我和他进行过多次沟通和讨论，他提出了不少合理的建议。本书第8章中的部分实例就是我们团队完成的实际工程项目，其中的两个实例是我们发表的论文。     感谢我指导的研究生常洁、乔金锋、任瑞武、宋云召等同学，他们对本书的文字部分进行了认真的校对和检查工作，绘制了部分插图，并开发了一些实验项目。     在写作时，本书部分章节个别段落的内容参考了一些已出版的文献，这些文献已在书后的参考文献中一一列出，在此我向这些文献的作者表示衷心的感谢！另外特别感谢许许多多的网站为我所带来的帮助！     最后我要真诚地感谢我的家人，他们所给予我的最无私的爱是我永远前进的强大动力，一想起这些，我就不敢有丝毫的懈怠，而只有更加刻苦勤奋地学习和工作。     江豪、兑幸福、张保威、靳建森、李建军、孙红艳、李秀芳、张贵林等同志参加了部分章节的编写工作。     本书作者编著的另一本书《现代电气控制及PLC应用技术》（第2版）在200多所高等院校和高职院校作为教材使用，该书曾获得2004年度全国大学出版社协会优秀畅销书一等奖。所以我也相信，以自己深厚的写作功底、对现场总线、实时以太网及其前沿技术的深入理解和把握、以及全面的应用经验为基础而完成的《现场总线技术及应用教程》（第2版）一书，会是一本值得大家使用的教材和参考资料，同时也能为PROFIBUS、PROFINET、AS-i和IEC61131-3等技术在我国的推广做出贡献。     对于其他电类课程的实验教学环节，在市场上都能找到成套的实验设备和装置，大家只需买来即可使用。现场总线技术和实时以太网技术的课程则不同，其一是技术新；其二是实验所用设备及装置比较琐碎，现在市场上没有合适的成套设备和装置供用户使用。所以对于筹建现场总线技术及应用（或工业控制网络技术）实验室的学校或单位，如果需要，本书作者可提供具体的指导和帮助。     该书的完成花费了很多时间和心血，虽然经过认真仔细的修改、校对，但由于作者在学术水平上的局限性和写作过程中的疏漏，书中肯定还会有不正确、不准确的地方出现，不管是大错还是小错，我都希望广大的读者能给我指出来，以便重印时改正。也欢迎大家来Email就PROFIBUS、PROFINET、AS-i和IEC61131-3方面的技术问题进行交流和探讨，作者也欢迎和有关企业、公司进行工程项目和研究课题方面的技术合作。作者的电子信箱是：wyh@zzuli.edu.cn，关于“中国PROFIBUS/PROFINET技术培训中心”和“中国IEC61131-3培训中心”，以及我们实验室的情况，请浏览：http://www.zzictec.com/。                                                                    王永华                                                     2011年10月 《现场总线技术及应用教程》（第2版）目录查询