现代化的工业过程控制对控制系统及仪表装置在速度、精度、成本等诸多方面的更高要求，以致模拟信号传输技术被数字信号传输技术所替代，而通信技术的发展,也使传送数字化信息的网络技术在工业控制领域的广泛应用成为可能。这种现场数字信号传输网络技术就是现场总线技术。现场总线技术的应用也使控制系统和设备的可互操作性、可维护性、可移植性成为现实。现场总线是过程控制技术、仪表技术和计算机网络技术紧密结合的产物。
而工业互联网作为全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式，以网络体系为基础、平台体系为枢纽、安全体系为保障，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的全面联接，推动传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大。
随着千行百业数字化转型的不断加速，企业对于数据资产高效流动的需求将日益旺盛，工业互联网网络在数字经济发展中扮演愈发重要的角色。面向“工业设备网联化、网络接入无线化、工厂内网IP化、工厂外网智能化”发展的工业互联网新要求，以“网络体系强基”为目标打造先进工业网络，正在开启工业互联网发展周期的新纪元。
本教材主要以罗克韦尔公司的控制系统作为主要对象，通过对基于罗克韦尔公司控制系统的组网设备的学习，了解其与现场总线技术的关系，介绍罗克韦尔控制系统相关的几种总线技术，通过案例进一步说明几种总线技术的应用。
第一章绪论1
1.1现场总线技术的基本概念1
1.1.1现场总线的概念1
1.1.2现场总线技术的本质4
1.1.3现场总线的特点5
1.2FCS与DCS比较6
1.3现场总线技术的基础7
1.3.1现场总线的互联通信模型7
1.3.2现场总线的网络拓扑结构8
1.3.3现场总线数据操作模式8
1.4现场总线技术在工业网络中的位置与作用8
1.5现场总线技术的发展现状10
1.5.1具影响力的现场总线10
1.5.2多种现场总线技术并存11
1.5.3FCS对计算机控制系统的影响12
1.6现场总线技术发展趋势14
第二章现场总线通信与网络基础17
2.1总线的相关概念17
2.1.1基本术语17
2.1.2总线操作的基本内容17
2.2通信系统组成19
2.3网络拓扑结构与网络控制方法22
2.3.1网络拓扑结构22
2.3.2网络控制方式23
2.4ISO/OSI参考模型24
2.5网络互联设备27
2.6现场总线控制网络28
第三章计算机网络体系结构30
3.1CIP网络体系和发展30
3.2CIP详述32
3.2.1对象建模34
3.2.2服务35
3.2.3通信协议36
3.2.4通信对象37
3.2.5对象库38
3.2.6设备配置文件44
3.2.7组态和电子数据表46
3.2.8CIP路由47
3.3CIP同步48
3.4数据管理50
3.5CIP安全51
3.6CIP能源62
第四章DeviceNet网络应用66
4.1DeviceNet网络概述66
4.2DeviceNet的结构和功能67
4.3DeviceNet物理层及其与CAN的关系69
4.4数据链路层70
4.5网络层与传输层71
4.6用户层76
4.7预定义的主/从连接集77
4.8设备配置文件84
第五章ControlNet网络应用86
5.1ControlNet网络概述86
5.2ControlNet网络的结构及功能87
5.2.1物理层87
5.2.2数据链路层88
5.2.3网络层与传输层92
5.2.4应用层94
5.2.5工具94
第六章Ethernet/IP网络96
6.1Ethernet/IP网络概述96
6.2Ethernet/IP的网络结构97
6.2.1物理层97
6.2.2数据链路层98
6.2.3网络层与传输层102
6.2.4应用层111
6.2.5Ethernet/IP封装111
6.2.6封装数据的使用113
6.2.7设备层环网（DLR）/Ring Topology with Device Level Ring114
6.2.8快速生成树协议（RSTP）116
第七章基于ControlLogix系统的设备组网案例117
7.1ControlLogix系统概述117
7.2单一设备组网案例120
7.3多组设备组网案例（一个PLC控制器）151
7.4多组设备组网案例（多个PLC控制器设备）160
7.5互为生产者消费者的组网案例171
7.6利用信息通信方式实现信息传输案例174
第八章基于CompactLogix系统的设备组网案例186
8.1CompactLogix系统介绍186
8.2单一设备组网案例188
8.3多组设备组网案例196
8.4使用生产者和消费者实现数据通信199
8.5互为生产者与消费者的组网案例203
8.6采用message指令实现数据通信206
本教材具有以下特点:
(1)主要内容为网络与总线技术，为了使网络与总线技术的原理更加通俗易懂，在描述具体的现场总线技术之前先介绍了网络与通信的技术知识，并且介绍了CIP网络技术，后介绍了几种罗克韦尔控制系统常用的网络总线技术，包括DeviceNet网络总线、ControlNet网络组总线、EtherNet/IP网络，并介绍了相关网络的应用案例，重点介绍了Ethernet/IP网络的应用案例，并对案例设计过程进行了详细的分析与讲解，使读者在掌握理论知识的同时，学习相关实际应用案例，从而更好地理解理论知识。
(2)作者在编写本教材时总结吸收了各类不同类型教程的特点,在介绍理论知识的基础上加大应用案例的介绍，力求理论与实践相结合。本教材根据专业特点和培养目标，在内容取舍上尽量做到简明、实用，可加深读者对知识的进一步理解与掌握。
参加本教材编写的单位有沈阳工学院、罗克韦尔自动化(中国)有限公司等，各章分工如下：第一章、第二章由张文静、孔德尉与企业人员余雷共同编写，第三章、第五章由张文静、董荣刚、温明与余雷编写，第四章、第六章由温明与企业工作人员姜薇编写，第七章案例分析部分由几位老师共同编写，四位沈阳工学院老师对“网络与总线技术”课程有丰富的教学经验，余雷与姜薇来自罗克韦尔自动化(中国)有限公司，对实际案例有丰富的经验，并对本教材中网络与总线的应用案例提供大量的素材。
限于编写者的经验与水平，教材中不妥、疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
