前言
本書是在《現(xiàn)場總線及其應(yīng)用技術(shù)第2版》的基礎(chǔ)上修改而成的。經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)場總線已經(jīng)成為工業(yè)控制系統(tǒng)中重要的通信網(wǎng)絡(luò)，并在不同的領(lǐng)域和行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。近幾年，無論是在工業(yè)、電力、交通，還是在工業(yè)機(jī)器人等運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，工業(yè)以太網(wǎng)都得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。
在汽車領(lǐng)域，隨著人們對數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求的增加，傳統(tǒng)的CAN總線由于帶寬的限制難以滿足這種增加的需求。此外為了縮小CAN網(wǎng)絡(luò)（最大1Mbit/s）與FlexRay（最大10Mbit/s）網(wǎng)絡(luò)的帶寬差距，Bosch公司于2011年推出了CAN FD方案。
本次修訂過程中，刪除了第2版中較為煩瑣的或一般性技術(shù)的章節(jié)內(nèi)容，如第2章、第3章、不常用的CAN總線收發(fā)器等；刪除了LonWorks智能控制網(wǎng)絡(luò)和WorldFIP現(xiàn)場總線，增加了CAN FD現(xiàn)場總線；對現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)概述、CAN現(xiàn)場總線、PROFIBUS現(xiàn)場總線、CC-Link現(xiàn)場總線等章節(jié)進(jìn)行了修改或重新編寫，使得本書更為精煉、實(shí)用。由于EtherCAT 的On Fly模式提高了數(shù)據(jù)傳送的效率，其應(yīng)用越來越廣泛，因此在工業(yè)以太網(wǎng)一章中，重新編寫了EtherCAT一節(jié)。讀者如需要進(jìn)一步了解EtherCAT技術(shù)，請參考由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)》（ISBN 978-7-111-64818-5）一書。
本書首次講述了PROFIBUS-DP從站軟件設(shè)計(jì)的C語言源代碼，非常方便讀者移植，一定會(huì)提高讀者的開發(fā)進(jìn)度，并大大節(jié)約成本。另外，本書基于STM32F4嵌入式微控制器詳細(xì)講述了CAN通信轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)實(shí)例，并給出了詳細(xì)的C語言源代碼。
2018年9月，總部位于美國加州的Adesto Technologies（阿德斯托技術(shù)）公司收購了Echelon公司，原Echelon公司的LonWorks產(chǎn)品如TMPN3150B1AF、開發(fā)工具Lonbuilder和Nodebuilder等早已停止供貨。Adesto Technologies公司現(xiàn)在主推FT智能收發(fā)器系列，同時(shí)推出了低成本的開發(fā)工具和協(xié)議棧，并在工業(yè)控制與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。讀者如需要了解Adesto Technologies公司最新的LonWorks技術(shù)和產(chǎn)品，請參考由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用教程》（ISBN 978-7-111-67785-7）一書。
本書共9章。第1章介紹了現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)，同時(shí)講述了現(xiàn)場總線設(shè)備；第2章詳述了CAN的技術(shù)規(guī)范、CAN獨(dú)立通信控制器、CAN總線收發(fā)器、CAN總線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)例、基于PCI總線的CAN智能網(wǎng)絡(luò)通信適配器及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序WDM的開發(fā)實(shí)例、CAN智能測控節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)、CAN通信轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，最后講述了CANopen；第3章詳述了CAN FD通信協(xié)議和CAN FD控制器MCP2517FD、CAN FD高速收發(fā)器、CAN FD收發(fā)器隔離器件和MCP2517FD的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；第4章詳述了PROFIBUS通信協(xié)議、PROFIBUS通信控制器SPC3和主站通信網(wǎng)絡(luò)接口卡CP5611，以PMM2000電力網(wǎng)絡(luò)儀表為例，詳述了PROFIBUS-DP通信模塊的硬件電路設(shè)計(jì)、PROFIBUS-DP通信模塊從站軟件的開發(fā)和從站的GSD文件的編寫，最后介紹了PROFIBUS-DP從站的測試方法；第5章介紹了FF基金會(huì)現(xiàn)場總線，包括FF的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層、FF現(xiàn)場總線訪問子層FAS、現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范層、系統(tǒng)管理、設(shè)備描述、FF通信適配器FB3050、典型功能塊及其應(yīng)用；第6章講述了CC-Link現(xiàn)場總線與開發(fā)應(yīng)用，包括CC-Link現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)概述、CC-Link/CC-Link/LT通信規(guī)范、CC-Link通信協(xié)議、CC-Link IE網(wǎng)絡(luò)、CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)流程、CC-Link產(chǎn)品的開發(fā)方案及CC-Link現(xiàn)場總線的應(yīng)用；第7章詳述了DeviceNet現(xiàn)場總線，包括DeviceNet的概述、DeviceNet連接、DeviceNet報(bào)文協(xié)議、DeviceNet的通信對象和設(shè)備描述、DeviceNet節(jié)點(diǎn)的開發(fā)等，第8章講述了EtherCAT、SERCOS、POWERLINK、EPA和PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)；第9章根據(jù)編者承擔(dān)的國家重點(diǎn)科研攻關(guān)課題的最新研究成果，詳細(xì)講述基于現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)的新型DCS的設(shè)計(jì)，包括新型DCS概述、現(xiàn)場控制站的組成、新型DCS通信網(wǎng)絡(luò)、新型DCS控制卡的硬件設(shè)計(jì)、新型DCS控制卡的軟件設(shè)計(jì)、控制算法的設(shè)計(jì)和模擬量輸入/輸出、熱電偶輸入、熱電阻輸入、數(shù)字量輸入/輸出和脈沖量各種測控板卡的設(shè)計(jì)技術(shù)。
本書是作者科研實(shí)踐和教學(xué)的總結(jié)，許多實(shí)例取自作者20多年來的現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)科研攻關(guān)課題。對本書中所引用的參考文獻(xiàn)的作者，在此一并向他們表示真誠的感謝。由于編者水平有限，書中錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，敬請廣大讀者不吝指正！

編者