现场总线技术应用于工业自动化领域，形成了全分布式控制网络系统。本书介绍了广泛应用于机械制造、化工等流程工业，智能建筑和小区，环保和水处理企业的PROFIBUS总线。主要涉及现场总线的特点、现状、发展趋势、系统构成、监控组态软件原理及其实际操作、现场总线系统的工程设计等。本书尤其注重与应用技术相关的内容，对现场总线系统的选型、设计和应用操作有一定的实用价值。同时本书对基金会现场总线(FF)、LON总线、CAN总线等产品，及其在各自领域的应用，也做了简要介绍。书中每章后附有思考题与习题，以方便读者掌握各章的重点。 本书可作为大专院校自动控制、仪器仪表专业的本科生教材和教学参考书，可供相关专业的工程技术人员阅读，或作为从事现场总线系统应用开发、系统设计人员的培训教材。

信息技术的飞速发展，使得自动化领域也发生了深刻的技术变革，产生了开放系统互连的通信网络，即现场总线控制网络，形成了全分布式网络集成自动化系统。 现场总线控制系统（FCS）是继分散控制系统之后出现的新一代控制系统，它代表的是一种数字化到现场、网络化到现场、控制功能和设备管理到现场的发展方向。现场总线控制技术的应用将大幅度降低控制系统的投资，能显著提高控制质量，明显改善了系统集成性、开放性、分散性和互换性。现场总线控制系统已经成为当今世界上自动控制技术的热点。 现场总线是正在发展中的技术，正向着开放的统一的方向发展，涉及的技术和应用领域十分广泛。本书特别注重如何利用现场总线技术进行具体应用，如何设计基于现场总线的控制系统，以及现场总线控制系统的体系结构。本书以PROFIBUS总线为主，围绕SIMATICS7系统作了具体分析，既包含必要的基本概念、硬件的工作原理，又讲述了如何使用STEP7组态软件编程及构造PROFIBUS系统，同时还讲述了WinCC监控组态软件的使用方法，并对WinAC控制系统的功能和使用方法作了介绍。 作者希望通过这些论述能够对有关教学人员、设计人员和工程技术人员有所帮助，同时也能使初学者用较短时间尽快掌握现场总线控制系统的基本概念和相关软、硬件的使用方法。 本书共分十章，第一章介绍现场总线技术的有关概念，并将DCS系统与现场总线系统作了对比，对现场总线今后发展作了一些探讨。第二章介绍有关网络与数据通信的基础知识，结合现场总线的数据通信，对网络结构、传输介质、协议模型、差错控制作了分析讨论。第三章讲述了PROFIBUS总线网络的模型结构、协议类型、数据传输标准、总线拓扑结构和总线存取控制，并讨论了PROFIBUS—DP、PROFIBUS—PA、PROFIBUS—FMS三个兼容版本。第四章讲述SIMATICS7系统组成及接口设备，STEP7组态软件编程使用方法，并结合实例讨论了实际的工程设计、调试方法。第五章讲述WinCC监控组态软件的功能及使用方法，并结合实例加以说明。第六章讲述了基于PC的PLC软件及WinAC的功能和使用方法。本书还对其他几种主要的现场总线作了介绍。第七章介绍基金会现场总线(FF)，对FF的主要技术、总线模型、物理层及网络连接、通信栈、功能块、网络管理、组态与运行等内容作了论述。第八章论述了LON和LonWorks技术及其应用。第九章论述了CAN总线性能特点、技术规范及CAN总线的有关器件与应用。第十章介绍了Interbus总线的传输协议及系统构成。 本书第一章由何镇湖教授编写，第二、七、十章由刘泽祥编写，第三章由任俊杰编写，第四章由李媛编写，第五、六章由钱琳琳编写，第八章由孙云兰编写，第九章由刘原编写。全书由刘泽祥担任主编负责统稿，由李媛、何镇湖担任副主编。 本书在编写中，得到了机械工业出版社的热心帮助，在此表示衷心感谢。 作者特别感谢清华大学自动化系王锦标老师，他在书稿的编写过程中，提出了十分宝贵的建议，作了部分修改，并担任本书主审工作。 由于现场总线控制系统发展很快，而本书的作者都工作在教学、科研和工程的一线，只能在有限时间里匆匆成稿，使书中难免会有不足之处，恳请读者提出宝贵意见。

前言
第一章现场总线技术概述1
第一节自动控制系统的发展及其体系结构1
第二节DCS的结构及其分类3
第三节现场总线控制系统5
第四节FCS与DCS的比较7
第五节现场总线技术的现状及其发展前景9
思考题与习题10
第二章网络与数据通信基础11
第一节总线的基本概念与操作11
第二节通信系统简介14
第三节网络结构及传输介质18
第四节通信系统的协议模型23
第五节差错控制28
思考题与习题34
第三章PROFIBUS总线35
第一节PROFIBUS的通信模型和协议类型35
第二节PROFIBUS的数据传输和拓扑结构36
第三节PROFIBUS的总线存取控制机制44
第四节PROFIBUS—DP技术简介45
第五节PROFIBUS—PA技术简介50
第六节PROFIBUS—FMS技术简介51
第七节PROFIBUS的应用52
思考题与习题54
第四章SIMATICS7系统及其组态软件55
第一节SIMATICS7系统基础55
第二节SIMATICS7系统设备56
第三节STEP7的功能和使用方法59
第四节用STEP7开发应用软件72
第五节SIMATICS7的系统功能调用79
第六节连续数据量的I/O存取命令85
第七节PROFIBUS—DP的诊断功能89
第八节程序下载及调试98
思考题与习题101
第五章监控组态软件的功能和使用102
第一节监控组态软件概述102
第二节WinCC的功能和使用方法107
第三节其他几种监控组态软件介绍105
思考题与习题156
第六章基于PC的自动化系统及其软件157
第一节基于PC的自动化系统157
第二节WinAC软件的使用方法161
第三节其他几种基于PC的控制软件介绍181
思考题与习题183
第七章基金会现场总线（FF）185
第一节基金会现场总线的主要技术185
第二节FF通信模型187
第三节FF物理层190
第四节FF通信栈194
第五节FF现场仪表的功能模块204
第六节FF网络管理与系统管理210
第七节FF设备描述214
第八节FF组态与运行217
思考题与习题221
第八章LON和LonWorks技术222
第一节总体概述222
第二节LonTalk协议223
第三节神经元芯片231
第四节NeuronC编程243
思考题与习题251
第九章CAN总线252
第一节CAN总线的性能特点252
第二节CAN的技术规范252
第三节CAN总线的节点组成258
思考题与习题284
第十章Interbus总线285
第一节Interbus现场总线概述285
第二节串行数据传输协议285
第三节Interbus现场总线传输方法的构成和原理290
第四节Interbus复合式数据协议结构301
第五节Interbus的自动化控制系统306
思考题与习题308
参考文献309