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内容简介
本书从现有工业以太网技术的比较开始，概要介绍了几种主流的实时以太网，详细介绍了POWERLINK实时以太网技术。首先介绍了POWERLINK的技术原理、特点、具有哪些功能以及应用层CANopen的概念等，进而介绍了如何实现和使用POWERLINK，包括如何组建和配置POWRELINK网络，如何诊断网络错误等。最后介绍了POWERLINK的典型应用，包括运动控制和过程控制。
作者简介
； ； ； 肖维荣，德国卡塞尔大学电气工程系工学博士，山东大学控制科学与工程学院兼职教授／博士生导师，上海交通大学安泰管理学院EMBA。研究领域：现场总线与控制技术，电机的设计与计算，用数值场分析方法设计电磁能量转换系统，磁浮轴承的设计与应用，电机与驱动系统的动态仿真，PLC，IPC，变频器、伺服系统等工业自动化技术，模糊逻辑以及非线性调节技术，在国际国内各学术期刊发表35篇以上论文，并且是《可编程计算机控制器》、《装备自动化工程设计与实践》两本图书的主要作者。自1996年起担任贝加莱（中国）总经理以来，积极推动前沿控制技术在大学的实践，共为中国本土大学资助26个合作实验室，并且推动实时以太网POWERUNK技术的开源以及在中国的应用推广。
目录
前言
第1章 ； 总线概述
； 1.1 ； 现场总线
； ； ； 1.1.1 ； 现场总线技术的发展
； ； ； 1.1.2 ； 现场总线产生的需求
； 1.2 ； 以太网技术
； 1.3 ； 实时以太网技术
； ； ； 1.3.1 ； 实时以太网与现场总线的比较
； ； ； 1.3.2 ； 主要实时以太网技术的比较
； ； ； 1.3.3 ； 不同工业应用对于网络的需求
； ； ； 1.3.4 ； 选择实时以太网的标准
； 1.4 ； 现有实时以太网的标准
； ； ； 1.4.1 ； 几种典型总线的原理
； ； ； 1.4.2 ； POWERLINK和EtherCAT的比较
第2章 ； POWERLINK的原理
； 2.1 ； IEC国际标准POWE
； 2.2 ； OSI模型
； 2.3 ； POWERLINK的物理层
； 2.4 ； POWERLINK的数据链路层
； ； ； 2.4.1 ； POWERLINK概述
； ； ； 2.4.2 ； POWERLINK管理节点
； ； ； 2.4.3 ； POWERLINK受控节点
； ； ； 2.4.4 ； POWERLINK服务
； ； ； 2.4.5 ； POWERLINK周期
； ； ； 2.4.6 ； POWERLINK短周期
； 2.5 ； POWERLINK的同步机制
； 2.6 ； POWERLINK数据帧的结构
； ； ； 2.6.1 ； SoC数据帧结构
； ； ； 2.6.2 ； Preq数据帧结构
； ； ； 2.6.3 ； Pres数据帧结构
； ； ； 2.6.4 ； SoA数据帧结构
； 2.6.5 ASnd数据帧结构
2.7 DLL状态机
2.7.1 从站DLL状态机
2.7.2 MN周期状态机
2.8 主站网络管理（NMT）状态机
2.8.1 通用初始化NMT状态机
2.8.2 主站MN NMT状态机
2.8.3 从站CN NMT状态机
2.9 CANopen简介
第3章 POWERLINK的功能和特点
3.1 应用案例
3.2 一“网”到底
3.2.1 多路复用
3.2.2 大数据量通信
3.2.3 故障诊断
3.2.4 网络配置
3.2.5 实现方案
3.2.6 开发难度
3.3 性能参数
3.4 网络拓扑
3.4.1 网络拓扑概述
3.4.2 节点的寻址
3.5 热插拔
3.6 冗余
3.6.1 双网冗余
3.6.2 环形冗余
3.6.3 多主冗余
3.6.4 冗余系统的典型拓扑结构
3.7 交叉通信
3.8 实时域与非实时域
3.9 基于POWERLINK的功能安全
3.9.1 适用于所有现场总线
3.9.2 openSAFETY原理
第4章 POWERLINK的实现方案
4.1 C语言实现方案
4.1.1 硬件平台
4.1.2 软件平台
4.1.3 物理层
4.1.4 软件介绍
4.1.5 软件架构
4.1.6 软件模块
4.1.7 基于Windows的方案
4.1.8 基于Linux的方案
4.1.9 基于VxWorks的方案
4.1.10 基于FPGA的方案
4.1.11 运行openPOWER
4.2 HDL语言实现方案
4.2.1 方案优势
4.2.2 方案架构
4.2.3 FPGA资源
4.2.4 支持的平台
4.2.5 与上位机的接口
4.2.6 异步并行总线
4.2.7 POWERLINK IP的寄存器介绍
4.2.8 Verilog HDL最小应用层
第5章 POWERLINK应用层
5.1 CANopen应用层
5.2 对象字典
5.3 XDD文件
5.3.1 设备描述
5.3.2 网络通信描述
5.4 异步通信模型
5.4.1 SDO读
5.4.2 SDO写
5.4.3 SDO命令接收方的处理过程
5.5 同步通信模型
5.5.1 从站发送的通信参数配置（0x18XX）
5.5.2 从站发送的映射参数配置（0x1A00）
5.5.3 从站接收的通信参数配置（0x14XX）
5.5.4 从站接收的映射参数配置（0x1600）
5.5.5 主站发送参数的配置过程
5.6 应用编程接口
5.7 自定义应用层
5.7.1 对象字典
5.7.2 自定义异步协议
5.7.3 自定义同步协议
第6章 POWERLINK的网络组态
6.1 openCONFIGURATOR简介
6.2 openCONFIGURATOR的使用
6.2.1 创建新的openCONFIGURATOR工程
6.2.2 openCONFIGURATOR配置PreqPres模式通信
6.2.3 openCONFIGURATOR配置PRC模式通信
6.2.4 openCONFIGURATOR配置交叉通信
6.3 Mnobd文件解析
第7章 POWERLINK通信诊断
7.1 诊断工具简介
7.2 Wireshark使用方法
7.2.1 下载及安装
7.2.2 网络连接
7.2.3 运行Wires
7.2.4 Wireshark数据分析
7.2.5 对各个从节点状态的诊断
7.2.6 Wireshark过滤功能
7.2.7 配置过程中对错误的诊断
7.3 Omnipeek简介
7.3.1 Omnipeek安装
7.3.2 EthernetAnalyzer安装
7.3.3 PC网卡的配置
7.3.4 X20_ET8819的设置
7.3.5 启动Omni
7.3.6 对X20_ET8819的配置
7.3.7 关闭防火墙
7.3.8 线缆连接
7.3.9 开始分析
7.3.10 X20_ET8819的高级设置
7.4 错误处理机制
7.4.1 POWERLINK可能出现的错误
7.4.2 各种错误对应的对象字典中的对象
7.4.3 源码中经常出现的错误
第8章 POWERLINK的应用
8.1 基于POWERLINK的伺服驱动器设计
8.1.1 硬件平台
8.1.2 软件设计
8.1.3 D
8.1.4 伺服中关于通信的设计
8.1.5 一拖多伺服的设计
8.1.6 伺服设计实例
8.2 基于POWERLINK的DCS系统设计
8.2.1 大数据量传输
8.2.2 多主站冗余
8.2.3 监控功能
8.2.4 通信功能
8.2.5 强制切换
8.2.6 环网冗余和线缆冗余
8.2.7 热插拔
8.2.8 无扰下装
8.2.9 可扩展背板总线
8.2.10 网络组态工具
8.2.11 POWERLINK各种冗余的拓扑结构
前沿
Preface 前 言工业实时以太网技术属于工业现场总线的范畴。工业现场总线在工业应用中占有重要地位，也是“兵家必争之地”，如西门子、AB等国际知名的公司都拥有自己的总线技术。POWERLINK是开放源码的实时以太网技术，它最早开始于2001年，是最早、最成熟、使用最广泛的实时以太网协议之一，后来成了IEC国际标准及中国的国家标准。它是目前唯一一个技术开放、代码开源的工业实时以太网技术，与其他总线相比，具有实现容易、可以掌握核心技术、拥有源代码和自主知识产权等特点，因此被国内很多大公司采用，如和利时、南瑞、南车、格力及一些军工单位。POWERLINK的优点是无需专用的硬件，在普通的以太网硬件平台上就能实现，而软件又全部开放了源码，可免费从网上下载。对于中小企业，POWERLINK的优势是实现方便、价格便宜，能为企业节省一笔可观的授权费，而且实现POWERLINK的硬件成本也很低廉。
本书以现有工业以太网技术的比较为出发点，概要介绍了几种主流的实时以太网技术，详细介绍了POWERLINK实时以太网技术，内容包括POWERLINK的技术原理、特点、功能，以及应用层CANopen的概念等。进而介绍了如何实现和使用POWERLINK，包括如何组建和配置POWERLINK网络，如何诊断网络错误等。最后介绍了POWERLINK的典型应用，包括运动控制和过程控制。本书从POWERLINK的技术原理开始，逐一介绍了组网、运行、诊断以及行业的应用，从理论到实践逐步深入。通过阅读本书，读者定能熟练掌握POWERLINK技术。
出版本书就是为了更好地推广POWERLINK，让更多人了解、学习、掌握、使用POWERLINK。
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