王华忠：副教授，长期从事控制系统建模与控制研究、工业控制系统设计与开发。发表核心期刊论文40余篇，其中SCI检索2篇，EI检索10余篇。负责和参与多项国家自然科学基金、863项目以及横向科研项目，作为项目负责人到款科研经费超过800万。获得上海市教学成果一等奖2项（2013年、2017年）、上海市育才奖（2016年）、华东理工大学教学贡献奖（2016年）、华东理工大学育英奖一等奖（2009年）、罗克韦尔自动化教师奖（2015年）等奖项。

第1章现代工业控制网络与系统
基础111工业控制网络概述1
111从模拟信号到现场总线1
112从现场总线到工业以太网3
113现代工业控制网络的发展4
114工业控制网络信息传输及其性能
表征6
115工业控制网络的关键技术9
116工业无线通信12
12工业控制网络技术基础14
121串行通信及其应用案例14
122工业控制网络的拓扑结构及其与
计算机网络的比较20
123网络体系结构与参考模型22
124网络传输介质与介质访问控制24
125现代工业控制网络对工业控制
系统的支撑27
13物联网及云计算30
131物联网及其典型通信协议30
132云计算概述30
133云计算的特征、技术与挑战33
134边缘计算36
14工业互联网及智能传感器37
141工业互联网37
142工业互联网中的智能传感器39
143离散制造业典型传感器及其在
工业互联网中的应用40
15工业控制网络协议分析——以Modbus
为例45
151Modbus协议概述45
152Modbus协议及报文解析47
153Modbus通信协议安全漏洞分析
案例51
154工业控制网络协议分析器53
16现代工业控制系统及其应用54
161集散控制系统及其应用54
162监控与数据采集系统及其应用58
17工业控制系统下位机编程与人机界面
组态案例61
171下位机控制程序编程61
172人机界面组态67
思考题71
第2章现场总线技术及其应用案例72
21现场总线的发展与种类72
211现场总线的发展与应用72
212主要的现场总线73
22HART协议及其应用74
221HART协议概述74
222HART协议模型75
223HART命令分析示例77
23Profibus现场总线及其应用77
231Profibus现场总线技术77
232ProfibusDP总线及其应用79
233ProfibusPA现场总线91
234基于Profibus现场总线的过程控制
实验系统93
24FF及其应用案例103
241FF概述103
242FF结构模型与协议104
243FF在流程工业的应用案例109
25单绞线以太网与高级物理层及其应用
案例112
251单绞线以太网112
252高级物理层及其应用112
思考题115
第3章工业以太网及其应用案例116
31工业以太网基础知识116
311以太网及其结构模型116
312TCP119
313UDP123
314IP124
315主要的工业以太网128
316基于时间敏感网络的新型工业
以太网129
32Modbus TCP及其应用案例132
321基于Modbus TCP通信的协同式
数据采集132
322S71200控制器与研华ADAM
以太网模块协同数据采集案例133
323基于PC的Modbus TCP分布式
数据采集案例137
33ProfiNet工业以太网及其应用案例139
331ProfiNet工业以太网概述139
332ProfiNet协议的实时通信139
333ProfiNet IO141
334ProfiNet工业以太网应用案例143
34EtherNet/IP工业以太网146
341EtherNet/IP应用层协议CIP146
342EtherNet/IP通信协议模型与
数据封装152
343抓包分析EtherNet/IP工业
以太网报文154
35EtherCAT工业以太网158
351EtherCAT工业以太网概述158
352EtherCAT通信协议模型159
353EtherCAT的主站与从站及其
分布时钟162
36EtherNet/IP工业以太网在运动
控制中的应用案例163
361运动控制实验环境与设备163
362实验系统网络通信与运动控制
编程164
363运动控制系统上位机人机界面
设计170
37基于EtherCAT的运动控制与数据
采集系统案例176
371系统实验环境176
372建立工程并搜索设备177
373伺服驱动PDO配置178
374控制伺服运行180
375EtherCAT数据采集185
思考题187
第4章城市污水处理厂工业控制
网络与系统应用案例18841案例背景与概述188
42某城市污水处理厂工艺及其控制系统
功能要求189
421污水处理厂工艺流程189
422污水处理厂控制系统功能要求191
43污水处理厂SCADA系统设计192
44污水处理厂控制设备选型与配置198
441远程泵站PLC选型及VPN
通信198
4421#氧化沟PLC站设备配置与
ControlNet网络组态200
4433#氧化沟PLC站设备配置203
444电源配置204
45污水处理厂氧化沟PLC站控制程序
开发205
451氧化沟污水工艺控制要求与
程序总体设计205
4521#氧化沟PLC站硬件组态与软件
开发206
4533#氧化沟PLC站控制软件
开发209
46远程泵站与进水泵房典型设备PLC
程序开发212
47污水处理厂SCADA系统上位机软件
开发216
471上位机监控软件功能216
472监控软件开发217
473监控界面及其测试218
思考题222
第5章离散制造业工业控制网络与
系统应用案例22351引言223
52汽车安全气囊引爆组件注塑工艺与
设备223
521汽车安全气囊引爆组件注塑
工艺原理及生产现状223
522汽车安全气囊引爆组件注塑
系统组成与工艺流程225
53汽车安全气囊引爆组件注塑控制系统
设计226
531控制系统功能需求分析226
532工业机器人选型227
533成品质量检测机器视觉系统
选型228
534PLC选型与控制系统网络结构
设计230
54机器视觉引导系统设计233
541机器视觉引导系统设计概述233
542机器视觉引导系统工业相机
标定235
543目标工件示教237
544机器视觉引导系统程序设计237
55PLC控制系统程序开发238
551PLC控制系统的硬件组态238
552准备工位系统PLC程序设计239
553上下料控制PLC程序设计241
554故障报警处理PLC程序设计242
56工业机器人运动控制程序开发243
57成品质量检测程序开发247
571康耐视InSight Explorer视觉
软件247
572检测要求及程序设计247
573成品质量检测程序测试249
58HMI设计与开发250
59系统现场调试252
591系统现场调试内容与步骤252
592调试结果253
思考题256
第6章化工实验装置工业控制网络与
系统应用案例25761换热实验装置工艺及其控制257
62Anybus AB7007网关配置259
63Logix PLC控制系统配置与编程264
64HMI工程中OPC服务器的配置270
65上位机HMI组态设计272
66配置FactoryTalk View SE Client278
67系统调试与运行279
思考题283
参考文献284