新编《信息、控制与系统》系列教材：工业数据通信与控制网络 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《新编<信息、控制与系统>系列教材：工业数据通信与控制网络》是《现场总线技术及其应用》一书的姐妹篇，它扩充了许多自1998年以来新近出现和有发展前景的技术内容，例如工业以太网、汽车内部网络、第3代LonWorks技术、控制网络中的互联网技术等，并囊括了已被列入ISO，IEC国际标准的13种现场总线以及其他一些有影响、有实力的控制网络技术。随着技术的不断发展，该领域的技术内容不断丰富，已形成较为完整的工厂底层网络系统与控制系统，不再局限于通信标准与通信技术。鉴于“现场总线”一词无论是中文还是英文，都难以完整地表达控制网络现今的技术内涵，因而本书冠名《工业数据通信与控制网络》。

内页插图

目录

第1章 绪论
第2章 数据通信基础
第3章 控制网络基础
第4章 通用串行端口的数据通信
第5章 CAN通信技术与汽车内部网络
第6章 FF通信技术与控制网络
第7章 PROFIBUS
第8章 LonWorks控制网络
第9章 共有以太网
第10章 几种控制网络的特色技术
第11章 工业数据通信中的OPC技术
参考文献

精彩书摘

　　由于模拟信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，提高计算速度与精度的开销、难度都较大，信号传输的抗干扰能力也较差，因此人们开始寻求用数字信号取代模拟信号，从而出现了直接数字控制。由于当时数字计算机的技术尚不发达，计算机价格昂贵，人们企图用一台计算机取代尽可能多的控制室仪表，于是出现了集中式数字控制系统。但当时计算机的可靠性还较差，一旦计算机出现某种故障，就会造成所有相关控制回路瘫痪，生产停产的严重局面，这种危险集中的系统结构很难为企业所接受。
　　随着计算机可靠性的提高，价格的大幅度下降，出现了数字调节器、可编程控制器PLC以及由多个计算机递阶构成的集中与分散相结合的集散控制系统。这就是今天正在被许多企业采用的DCS系统。在DCS系统中，测量变送仪表一般为模拟仪表，因而它是一种模拟数字混合系统。这种系统在功能、性能上较模拟仪表、集中式数字控制系统有了很大进步，可在此基础上实现装置级、车间级的优化控制。但是在DCS系统形成的过程中，由于受计算机系统早期存在的系统封闭的缺陷影响，各厂家的产品自成系统，不同厂家的设备不能互连在一起，所以难以实现互换与互操作，组成更大范围信息共享的网络系统存在很多困难。
　　控制网络则突破了DCS系统中因专用网络的封闭造成的缺陷，采用开放化、标准化的解决方案，把来自不同厂商而遵守同一协议规范的自动化设备连接成控制网络，组合成各类控制系统，实现综合自动化的各种功能。这就是新型的网络集成式控制系统。它改变了DCS系统中模拟、数字信号混合，一个简单控制系统的信号传递需历经从现场到控制室，再从控制室到现场的往返专线传递过程。由于控制网络中的作为节点的现场仪表具备通信与数字计算能力，依靠几个位于生产现场的控制设备之间的数据通信便可支持多种控制功能，因而这种在控制网络支持下完全在生产现场形成的控制系统结构，又称为全分布式控制系统。
　　应该指出的是，在发展日新月异的时代，控制系统的结构形式也不是一成不变的。现场总线技术的出现与发展，对DCS系统造成了强大的影响与冲击，一些DCS制造商正在改变DCS的结构，使它朝着开放、兼容的方向前进。
　　1．2．2 网络集成式控制系统的特点
　　首先，控制网络改变了传统控制系统的结构形式。传统模拟控制系统采用一对一的设备连线，按控制回路的信号传递需要连线。位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间，控制器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接。
　　……

前言/序言

　　工业数据通信与控制网络是近年来发展形成的自控领域的网络技术，是计算机网络、通信技术与白控技术结合的产物。随着自动控制、计算机、通信、网络等技术的发展，企业的信息集成系统正在迅速壮大，将覆盖从现场控制到监控、市场、经营管理的各个层次以及从原料采购到生产加工的各个环节，并将一直延伸到成品储运销售乃至世界各地市场的供需链全过程，以适应企业管理控制一体化的应用需求。企业信息系统的发展对工业数据通信的开放性、底层控制网络的功能及性能都提出了更高的要求，也促进了该项技术的发展。
　　现场总线作为当今自动化领域的热点技术，已逐渐为人们所认知。《现场总线技术及其应用》一书自1999年出版，至今已5次印刷，发行近两万册，从一个侧面反映了该项技术的发展势头。本书是《现场总线技术及其应用》一书的姐妹篇，它扩充了许多自1998年以来新近出现和有发展前景的技术内容，例如工业以太网、汽车内部网络、第3代LonWorks技术、控制网络中的互联网技术等，并囊括了已被列入ISO，IEC国际标准的13种现场总线以及其他一些有影响、有实力的控制网络技术。随着技术的不断发展，该领域的技术内容不断丰富，已形成较为完整的工厂底层网络系统与控制系统，不再局限于通信标准与通信技术。鉴于“现场总线”一词无论是中文还是英文，都难以完整地表达控制网络现今的技术内涵，因而本书冠名《工业数据通信与控制网络》。希望本书能对我国工业数据通信与控制网络领域的研究开发与技术培训起到积极的推动作用。
　　全书共分11章。第1，2，3，4，6，9，10，11章由清华大学阳宪惠编写；第8章由航天信息股份有限公司的陈懿、徐琳华、孙葆青编写；第5章的2～4节、第6章的第10节和第7章主要章节的内容取自《现场总线技术及其应用》一书的相关章节，原编写者分别是清华大学的张文学、杨佃福、邓丽曼。重庆英特莱科技有限公司万定钦高级工程师对6．10．3节进行了改编。上述编著者近年来都在工业数据通信与控制网络领域从事研究开发工作，收集整理了大量国内外资料，本书是编著者成果的集中体现。
　　本书在编写过程中，得到了清华大学徐用懋教授、中国航天科工集团公司魏庆福教授的关心与指导，他们对全文作了认真审阅，并提出了修改意见。空军指挥学院张白维教授参与了本书的部分编写整理工作。本书还得到了清华大学自动化系的有关领导、专家学者以及清华大学985教材编写基金的支持，在此一并致以诚挚的谢意。
　　由于编著者水平有限，工业数据通信与控制网络技术正处于发展之中，本书编写中的缺陷在所难免，恳请读者批评指正。
　　阳宪惠
　　2003年1月
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