現場總線技術及其應用

第1章概述1
1.1現場總線技術
1.1.1現場總線技術的概述1
1.1.2典型現場總線簡介5
1.1.3現場總線的技術特點8
1.1.4現場總線技術展望與發(fā)展趨勢9
1.2以太網技術
1.2.1以太網技術簡介11
1.2.2以太網技術展望與發(fā)展趨勢16
1.3工業(yè)以太網技術
1.3.1工業(yè)以太網發(fā)展現狀18
1.3.2工業(yè)以太網的要求22
1.4實時工業(yè)以太網技術

第2章控制網絡基礎26
2.1數據通信基礎
2.1.1數據通信的基本概念26
2.1.2數據通信的發(fā)送與接收設備28
2.1.3數據通信的傳輸介質29
2.1.4數據編碼技術29
2.1.5數據傳輸技術30
2.1.6數據交換技術33
2.1.7差錯控制33
2.2網絡互連技術
2.2.1網絡互連的基本概念40
2.2.2網絡互連規(guī)范40
2.2.3網絡互連的通信參考模型41
2.2.4網絡互連設備44

第3章工業(yè)以太網技術54
3.1以太網(Ethernet)
3.1.1以太網的發(fā)展54
3.1.2CSMA/CD載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測55
3.1.3TCP/IP協議56
3.1.4以太網的實現方法57
3.1.5以太網的物理地址58
3.2以太網到工業(yè)以太網
3.3工業(yè)以太網的關鍵技術
3.3.1全雙工交換式以太網技術63
3.3.2虛擬局域網技術65
3.3.3服務質量66
3.3.4網絡可用性68
3.3.5網絡安全性68
3.3.6工業(yè)以太網系統(tǒng)的安全性和可靠性70
3.3.7工業(yè)以太網的供電技術71
3.4基于工業(yè)以太網的控制網絡
3.4.1工業(yè)以太網控制網絡模型72
3.4.2工業(yè)以太網網絡方案設計74
3.4.3工業(yè)以太網應用分析74
3.4.4工業(yè)以太網實際應用76

第4章CANopen協議78
4.1CANopen的發(fā)展
4.2CAL協議
4.3CANopen基本結構與通信子協議
4.4CANopen預定義連接集
4.5CANopen標識符分配
4.6CANopen Bootup過程
4.7CANopen消息語法細節(jié)
4.7.1NMT模塊控制(NMT Module Control)84
4.7.2NMT節(jié)點保護(NMT Node Guarding)84
4.7.3NMT Bootup86
4.7.4過程數據對象(PDO)86
4.7.5服務數據對象(SDO)86
4.7.6應急指示對象(Emergency Object)89

第5章POWERLINK基本原理91
5.1POWERLINK概述
5.1.1POWERLINK物理層91
5.1.2POWERLINK數據鏈路層92
5.1.3POWERLINK應用層99
5.2POWERLINK數據幀
5.2.1SoC數據幀結構113
5.2.2Preq數據幀結構113
5.2.3Pres數據幀結構114
5.2.4SoA數據幀結構115
5.2.5ASnd數據幀結構116
5.3POWERLINK網絡性能
5.3.1網絡連接117
5.3.2多路復用117
5.3.3通信性能118
5.3.4網絡配置118
5.3.5診斷故障118
5.3.6性能參數118
5.4POWERLINK網絡拓撲
5.4.1網絡拓撲概述119
5.4.2尋址方式119
5.5POWERLINK冗余
5.5.1雙網冗余119
5.5.2環(huán)形冗余122
5.5.3多主冗余127
5.5.4冗余系統(tǒng)的典型拓撲結構134

第6章POWERLINK網絡的組建與配置136
6.1POWERLINK網絡的組建
6.2從站發(fā)送配置之網絡參數配置(0x18xx)
6.3從站發(fā)送配置之映射參數配置(0x1A00)
6.4從站接收配置之網絡參數配置(0x14xx)
6.5從站接收配置之映射參數配置(0x1600)
6.6主站發(fā)送參數的配置過程
6.7手工組建POWERLINK網絡
6.7.1配置主站和每一個從站的網絡參數和映射參數140
6.7.2用戶自己定義一些變量141
6.7.3調用Ep1ApiLinkObject()將用戶自定義的變量和object連接141
6.7.4在AppCbSync(void)函數里編寫自己的程序142
6.8使用openCONFIGURATOR組建POWERLINK網絡
6.8.1openCONFIGURATOR的安裝143
6.8.2openCONFIGURATOR的使用143

第7章POWERLINK的實現150
7.1基于Windows的實現
7.1.1手動配置Windows主站和從站150
7.1.2設置從站的參數153
7 1.3用openCONFIGURATOR配置Windows主站和從站155
7.2基于Linux的POWERLINK的實現
7.2.1Linux的內核版本和實時補丁156
7.2.2Linux的POWERLINK主從站程序應用156
7.2.3以太網的驅動程序157
7.2.4Linux的demo157
7.2.5Linux的編譯選項157
7.2.6cmake編譯157
7.3基于FPGA的POWERLINK的實現
7.3.1基于FPGA的POWERLINK的硬件架構160
7.3.2POWERLINK和用戶的應用在同一個FPGA上161
7.3.3基于FPGA的系統(tǒng)架構161
7.4基于ALTERA的FPGA的實現
7.4.1軟件和硬件162
7.4.2FPGA程序的編譯和下載163
7.4.3編譯Quartus工程163
7.4.4編譯NiosⅡ工程163
7.4.5在Eclipse中運行Nios程序164
7.4.6PC主站程序的編譯165

第8章POWERLINK通信診斷167
8.1所需軟件Wireshark簡介
8.2Wireshark使用方法
8.2.1下載及安裝167
8.2.2網絡連接167
8.2.3運行Wireshark167
8.2.4Wireshark數據分析167
8.3POWERLINK通信錯誤處理
8.3.1錯誤處理機制169
8.3.2POWERLINK可能出現的錯誤169
8.3.3各種錯誤對應的對象字典中的對象170

第9章POWERLINK技術應用實例171
9.1POWERLINK 貝加萊主站配置過程
9.1.1硬件架構171
9.1.2軟件條件171
9.1.3配置過程171
9.2Ethernet POWERLINK在機器控制領域的應用
9.2.1Ethernet POWERLINK的起源188
9.2.2Ethernet POWERLINK在CNC與機器人領域的應用188
9.2.3Ethernet POWERLINK在高動態(tài)同步運動控制領域的應用190
9.3Linux操作系統(tǒng)下的POWERLINK主站和從站通信
9.3.1環(huán)境搭建192
9.3.2通信過程192
9.3.3主站發(fā)送參數的配置過程193
9.3.4從站接收配置之通信參數配置193
9.3.5操作過程193
9.4Ethernet POWERLINK在舞臺機械控制系統(tǒng)中的應用
9.4.1Ethernet POWERLINK的實現方式206
9.4.2網絡結構及配置207
9.4.3硬件設計組成208

參考文獻210