工业控制网络技术-第2版

工业控制网络技术-第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

张帆 著
图书标签:
  • 工业控制
  • 网络安全
  • SCADA
  • PLC
  • DCS
  • Modbus
  • Profinet
  • Ethernet/IP
  • 自动化
  • 通信协议
想要找书就要到 静流书站
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!
店铺: 英敏图书专卖店
出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111519782
商品编码:29596811531
包装:平装-胶订
开本:16
出版时间:2016-03-01

具体描述


内容介绍
随着电子技术、计算机技术和自动控制技术的飞速发展,工业自动化水平迅速*高。人们对工业自动化系统的要求越来越高,各种各样种类繁多的自动控制装置、远程或特种场所的监控设备在工业控制*域的大量使用,使得现代的自动控制系统越来越庞大、复杂。为了让各种各样的自动控制装置协调工作,管理人员随时能准确的掌握生产现场的实时数据。“工业控制网络技术”的广泛应用有效的解决了自动控制系统的分布控制和远程监控。本书重点放在对工业控制网络技术基本概念、原理,以及对“现场zoxg线”、“工业以太网”、“DCS集散控制系统”和“工业控制仪表”的典型应用的介绍上;注重对学生技术应用能力及分析问题、解决问题能力的培养,有利于学生对技术知识的灵活应用及毕业后的自学。本书以三年制高职高专学生为主要阅读对象。适用的专业包括:“电气自动化技术”、“电力系统自动化技术”、“仪表控制技术”、“机电1体化技术”、“应用电子技术”、“数控技术”。对于不同的专业选用本书作为教材使用时,可对书中的内容作适*删减。建议教学时数为60学时,其中,理论教学为40学时,上机实验、实训20学时。

目录
目录 qiax言 *1章导论 11计算机网络的发展概况 111*1阶段:面向终端分布的 计算机通信网 112*二阶段:分组交换数据网

目录

qiax言

1 章导论

1
1 计算机网络的发展概况

1
1 1 *1阶段:面向终端分布的

计算机通信网

1
1 2 *二阶段:分组交换数据网

PSD*

1
1 3 第三阶段:局域网( LA* )、

互联网( Ixterxet )和综合业务

数字网( ISD*

1
1 4 第四阶段:第四代计算机网络

1
2 计算机网络的基本概念

1
2 1 计算机网络的定义和分类

1
2 2 计算机网络的结构与功能

1
2 3 计算机网络的作用

1
3 工业控制网络的特点与趋势

1
3 1 工业控制网络的回顾

1
3 2 现场zoxg线控制系统

1
3 3 工业以太网

1
3 4 工业控制网络的发展趋势

本章小结

思考与练xi

2 章计算机网络基础

2
1 网络数据通信基础

2
1 1 基本概念

2
1 2 数据编码技术

2
1 3 数据传输技术

2
1 4 数据交换技术

2
1 5 传输介质

2
1 6 媒体访问控制

2
1 7 差错控制技术

2
2 计算机网络体系结构

2
2 1 基本概念

2
2 2OSI 参考模型

2
2 3TCP/IP 参考模型

2
2 4OSI TCP/IP 参考模型的

比较

本章小结

思考与练xi

3 章工业控制网络的基本构成

3
1 工业控制网络概述

3
1 1 工业控制网络的产生和发展

3
1 2 工业控制网络与工业企业网

3
2 典型的工业企业网

3
2 1 工业企业网的体系结构

3
2 2 建立工业企业网的策略

3
2 3 工业企业网的应用

3
3 工业控制网络

3
3 1 集散控制系统

3
3 2 现场zoxg线

3
3 3 工业以太网

本章小结

思考与练xi

4 章现场zoxg线及其应用

4
1 现场zoxg线概述

4
1 1 现场zoxg线的发展历程

4
1 2 现场zoxg线的特点

4
2PROFIBUS 介绍

4
2 1PROFIBUS 在工厂自动化系统

中的位置

4
2 2PROFIBUS 控制系统的组成

4
2 3PROFIBUS 网络协议

4
3S7 系列 PLC PROFIBUS DP 应用

4
3 1PROFIBUS 基础

4
3 2PLC 作为主站连接 ET 200

PROFIBUS
DP 通信

4
4 通过 PROFIBUS 与第三方设备通信

4
5PROFIBUS 自由*二层通信

4
6 特殊环境下的 PROFIBUS 网络

4
6 1H 系统中的 PROFIBUS DP

4
6 2 工艺控制中的 PROFIBUS DP

4
7 其他类型的现场zoxg线

4
7 1 基金会现场zoxg线简介

4
7 2LoxWorks 简介

本章小结

思考与练xi

5 章工业以太网及其应用

5
1 工业以太网概述

5
2S7 300 的以太网应用

5
3PROFI*ET IO CBA

5
4PROFI*ET IO 的应用实例

5
5 基于 TIA PORTAL (博途)的

网络视图

5
5 1TIA PORTAL (博途)简介



5
5 2 TIA PORTAL (博途)中

进行 PROFI*ET IO 的组态

5
6 西门子通信zoxg结

本章小结

思考与练xi

6 章过程控制中的网络技术

6
1 过程控制系统概述

6
1 1 过程控制系统的基本概念

6
1 2 过程控制系统的组成及分类

6
1 3 过程控制系统的过渡过程及

性能指标

6
1 4 过程控制系统的发展概况

6
2 过程控制系统的数学模型

6
2 1 被控过程的数学模型

6
2 2 解析*建立过程的数学模型

6
3 过程控制系统的基本控制规律

6
3 1 基本控制规律

6
3 2 控制器参数对过渡过程的影响

本章小结

思考与练xi

7 章工业控制网络的设计与组建

7
1 工业控制网络的集成设计

7
1 1 工业控制网络系统集成方*

7
1 2 工业控制网络系统集成的原则

7
2 工业控制网络的组建

7
2 1 确定系统任务

7
2 2 基于现场zoxg线的工业控制网络

构建

7
3 应用实例

7
3 1 工业控制网络在烟草行业

的应用

7
3 2 工业控制网络在汽车制造行业

的应用

7
3 3 工业控制网络在钢铁行业连铸机

控制中的应用

本章小结

思考与练xi

参考文献

&xbsp;

显示全部信息

工业控制网络技术(第二版) 前言 在当今高度自动化和智能化的工业生产环境中,工业控制网络技术扮演着至关重要的角色。它不仅是连接分散的自动化设备、传感器、执行器以及上位控制系统的神经中枢,更是实现生产过程监控、数据采集、优化调度、故障诊断和远程维护的基石。随着工业4.0、工业互联网和智能制造的蓬勃发展,对工业控制网络的需求日益增长,对其性能、可靠性、安全性和开放性的要求也愈发严苛。 本书《工业控制网络技术(第二版)》旨在为广大工业界的技术人员、工程师、研究者以及相关专业的学生提供一个全面、深入且实用的技术参考。相较于第一版,本书在内容上进行了大量的更新和扩展,更加紧密地围绕当前工业控制网络发展的热点和前沿技术,力求反映最新的行业标准、技术趋势和实践经验。我们深信,掌握先进的工业控制网络技术,对于提升企业竞争力、保障生产安全、实现精益生产具有不可替代的意义。 第一章 工业控制网络概述 本章将首先对工业控制网络的内涵、发展历程以及在现代工业中的地位进行宏观介绍。我们将探讨工业控制网络的基本概念,包括其与传统IT网络的区别与联系,以及在不同工业领域(如制造业、能源、交通、楼宇自动化等)的应用场景。随后,我们将回顾工业控制网络技术的发展脉络,从早期的串行通信、现场总线,到当前的以太网为基础的工业网络,重点分析不同技术代际的演进逻辑和技术突破。最后,本章还将阐述工业控制网络在推动工业自动化、信息化、智能化进程中的核心作用,为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章 工业通信协议 工业通信协议是实现不同设备之间信息交互的“语言”。本章将深入剖析当前工业领域主流的通信协议,并按照其技术特点和应用范围进行分类讲解。 串行通信协议: 尽管面临挑战,RS-232、RS-485等经典串行通信协议在某些特定的、对成本和简单性要求较高的场景下仍有应用。我们将介绍其工作原理、通信方式(半双工、全双工)、信号电平等,并分析其局限性。 现场总线(Fieldbus): 现场总线技术是工业自动化领域的重要里程碑,它将传感器和执行器直接连接到网络,实现了设备层数据的分散式处理和实时通信。本章将重点讲解几种具有代表性的现场总线,例如: PROFIBUS: 作为最早、最成熟的现场总线之一,我们将详细介绍其DP(Decentralized Peripherals)和PA(Process Automation)两种模式,分析其拓扑结构、通信机制、数据帧格式以及在不同应用中的优势。 CAN(Controller Area Network): 最初为汽车电子设计,但因其高可靠性、实时性和多主能力,已被广泛应用于工业自动化、工业机器人等领域。我们将深入探讨CAN总线的帧格式、仲裁机制、错误检测和处理机制。 Modbus: 作为一种简单、开放的通信协议,Modbus RTU(串行)和Modbus TCP(以太网)因其易于实现和跨平台兼容性,至今仍被大量使用。我们将详细解读Modbus的报文结构、功能码以及在不同应用中的配置。 其他现场总线: 视篇幅和重要性,我们还会简要介绍如DeviceNet、Foundation Fieldbus、Interbus等在特定领域仍有广泛应用的现场总线技术。 工业以太网协议: 随着以太网技术的成熟和成本的降低,基于以太网的工业通信协议已成为主流。本章将详细阐述以下协议: EtherNet/IP(Industrial Protocol): 结合了标准以太网、CIP(Common Industrial Protocol)和ODVA(Open Device Vendor Association)的开放性,EtherNet/IP在北美市场占据主导地位。我们将重点分析其CIP对象模型、数据交换机制以及与ControlNet、DeviceNet的兼容性。 PROFINET(Process Field Network): 作为PROFIBUS的以太网化升级,PROFINET是欧洲市场的主流选择。我们将深入讲解PROFINET的三种通信模式(RT、IRT、Standard Ethernet)、实时性保障机制、拓扑结构以及其在实时控制和数据通信方面的强大能力。 EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology): 以其卓越的实时性、高性能和灵活性而闻名,EtherCAT在运动控制、机器人等对实时性要求极高的领域表现出色。我们将详细解析EtherCAT的工作原理,包括其“数据报寄生”的技术创新、扫描周期、分布式时钟同步等。 Modbus TCP: 这是Modbus协议在TCP/IP网络上的实现,继承了Modbus的简单性和易用性,并充分利用了以太网的高带宽和灵活性。 OPC UA(Open Platform Communications Unified Architecture): 作为一种面向服务(SOA)的通信技术,OPC UA致力于实现不同厂商、不同平台之间的互联互通,是构建工业互联网和智能制造的基础。我们将详细介绍OPC UA的架构、信息模型、安全机制以及其在数据集成和跨平台通信中的重要作用。 时间敏感网络(TSN - Time-Sensitive Networking): 随着工业应用对确定性通信和高精度同步的需求不断提升,TSN作为下一代以太网技术,正逐步成为工业控制网络的发展方向。本章将对TSN的核心技术,如IEEE 802.1AS(时间同步)、IEEE 802.1Qbv(时隙调度)等进行介绍,并探讨其在工业控制领域的应用前景。 第三章 工业网络拓扑和布线 选择合适的网络拓扑结构和进行规范的布线是保障工业网络稳定运行的关键。本章将系统介绍工业控制网络中常见的拓扑结构,分析其优缺点以及适用场景。 总线型拓扑: 结构简单,成本较低,但存在单点故障和通信拥堵的风险。 星型拓扑: 具有较高的可靠性,易于管理,但布线复杂,成本较高。 环型拓扑: 具有冗余性,提高可靠性,但数据传输延迟可能增加。 树型/混合型拓扑: 结合了不同拓扑的优点,适用于大型复杂系统。 在布线方面,我们将重点关注工业环境下的特殊要求,包括: 电缆选型: 根据不同的通信协议和环境条件,选择合适的屏蔽电缆、非屏蔽电缆、光纤等。 连接器和接口: 介绍工业接头、RJ45、M12等常见连接器的选型和安装规范。 屏蔽和接地: 详细阐述工业环境中电磁干扰(EMI)对通信的影响,以及如何通过屏蔽和接地来提高网络的抗干扰能力。 布线规范和安全: 强调在易燃易爆、高温高湿等特殊环境下,布线设计和施工必须遵循的相关安全标准和规范。 光纤通信: 介绍光纤在工业控制网络中的优势,如高带宽、长距离传输、抗电磁干扰等,并讲解光纤布线、连接和维护的基本知识。 第四章 工业网络设备 实现工业控制网络的功能,离不开各种专业的网络设备。本章将介绍工业控制网络中关键的网络设备及其功能。 工业交换机: 与普通IT交换机不同,工业交换机通常具有更强的耐用性、抗干扰能力和一定的智能化管理功能。我们将介绍非网管型、网管型交换机,以及支持PoE(Power over Ethernet)、冗余环网协议(如ERPS)等特性的工业交换机。 工业路由器: 用于连接不同网络段,实现数据路由和隔离。我们将探讨工业路由器在VPN、防火墙、NAT等方面的功能。 工业防火墙: 保护工业控制系统免受网络攻击,隔离IT和OT网络。本章将重点介绍其在威胁防护、访问控制、日志审计等方面的作用。 网关(Gateway): 用于不同通信协议之间的数据转换,例如连接现场总线和以太网。我们将详细介绍不同类型工业网关的功能和应用。 无线接入点(AP): 在需要无线连接的场景下,如移动设备监控、远程维护等,工业级AP提供了稳定可靠的无线通信解决方案。 网络诊断和监控工具: 介绍用于监测网络流量、检测故障、分析性能的网络分析仪、协议分析仪等。 第五章 工业网络安全 随着网络攻击日益严峻,工业控制网络的安全性已经成为不容忽视的议题。本章将深入探讨工业网络安全的关键技术和策略。 工业网络安全威胁: 分析常见的网络攻击类型,如病毒、恶意软件、DDoS攻击、勒索软件、内部威胁等,以及它们对工业生产的潜在影响。 安全防护策略: 介绍纵深防御(Defense in Depth)的安全理念,包括: 网络分段和隔离: 将IT网络与OT网络进行物理和逻辑隔离,限制攻击的传播范围。 访问控制: 实施最小权限原则,严格控制用户和设备的访问权限。 身份认证和授权: 使用强密码、多因素认证等机制。 安全审计和日志管理: 记录网络活动,及时发现异常行为。 漏洞管理和补丁更新: 定期扫描系统漏洞,及时更新安全补丁。 加密技术: 对敏感数据进行加密传输和存储。 工控安全标准和规范: 介绍国际和国内的工控安全标准,如IEC 62443、NIST SP 800-82等。 安全事件响应: 制定应急预案,快速有效地响应安全事件。 第六章 工业物联网(IIoT)和工业4.0 工业物联网(IIoT)和工业4.0是当前工业发展的两大重要驱动力,工业控制网络在其中扮演着核心角色。本章将探讨工业控制网络如何支撑IIoT和工业4.0的发展。 IIoT的架构和关键技术: 介绍IIoT的分层架构,包括感知层、网络层、平台层和应用层。重点分析工业控制网络在连接海量设备、实现数据采集和传输中的作用。 工业4.0的核心理念: 探讨互联互通(Connectivity)、信息透明(Information Transparency)、技术协助(Technical Assistance)和分布式决策(Decentralized Decisions)等理念,以及工业控制网络如何实现这些目标。 数据采集和边缘计算: 介绍如何通过工业控制网络,将来自传感器、设备和生产过程的海量数据汇聚,并利用边缘计算技术对数据进行预处理和分析,降低网络负担,提高响应速度。 数字孪生(Digital Twin): 探讨数字孪生技术如何利用实时采集的工业数据,构建现实世界的虚拟模型,从而实现模拟、预测和优化。 云平台和大数据分析: 介绍如何将工业数据上传至云平台进行存储和深度分析,从而挖掘生产过程中的潜在价值。 第七章 工业控制网络的性能优化和故障诊断 保障工业控制网络的稳定高效运行,需要对其性能进行持续优化,并具备快速准确的故障诊断能力。 性能瓶颈分析: 识别网络延迟、带宽不足、丢包、拥塞等潜在性能问题。 性能优化方法: QoS(Quality of Service)配置: 针对不同应用和服务,配置优先级和带宽保障。 网络协议优化: 合理选择和配置通信协议,减少不必要的开销。 网络冗余设计: 采用冗余链路和冗余设备,提高网络的可用性。 负载均衡: 分散网络流量,避免单点过载。 故障诊断方法: 物理层诊断: 检查线缆连接、光纤端口、信号电平等。 协议层诊断: 使用协议分析仪,捕获和分析通信报文,查找协议错误。 设备故障诊断: 检查网络设备的状态指示灯、日志信息,判断设备是否正常工作。 网络监控系统: 利用专业的网络管理系统,实时监控网络状态,告警异常。 远程维护和诊断: 介绍如何通过安全的远程访问技术,实现对工业网络的远程监控和故障排除。 第八章 行业应用实例分析 本章将通过具体的行业应用案例,展示工业控制网络技术在不同领域的实际应用,加深读者对理论知识的理解。我们将选取以下几个典型行业进行深入剖析: 离散制造业: 如汽车制造、电子产品组装等,重点关注其在生产线自动化、机器人协作、质量检测等方面的网络应用。 流程工业: 如石油化工、电力、制药等,侧重于其在过程控制、安全联锁、 SCADA系统中的网络应用。 智能交通系统: 如交通信号控制、轨道交通通信、港口自动化等。 智能楼宇和能源管理: 如楼宇自控、智能电网、新能源设施监控等。 每个案例分析都将从具体的应用需求出发,介绍所采用的网络技术、通信协议、设备选型,以及网络在提升生产效率、保障安全、降低成本等方面所起到的关键作用。 第九章 工业控制网络的发展趋势 展望未来,本章将探讨工业控制网络技术的发展趋势,为读者提供前瞻性的视角。 5G在工业控制中的应用: 5G技术的高带宽、低延迟和海量连接特性,将为工业无线通信带来革命性的变化。 人工智能(AI)与工业网络融合: AI在网络预测性维护、智能流量管理、异常检测等方面的应用。 网络安全面临的新挑战和新解决方案: 随着技术的发展,网络攻击方式也在不断演变,需要持续探索更高级的安全防护技术。 开放性和标准化: 推动工业网络技术向更加开放、标准化的方向发展,打破厂商壁垒。 绿色的工业网络: 关注工业网络设备能耗和环境影响,推动可持续发展。 结语 工业控制网络技术是支撑现代工业体系运行的基石。本书旨在通过系统性的讲解和深入的分析,帮助读者全面掌握工业控制网络的核心概念、关键技术、发展趋势以及实际应用。我们希望本书能够成为您在工业控制网络领域学习、研究和实践的宝贵参考,共同推动工业的数字化、智能化转型。

用户评价

评分

读完这本书,我感觉自己的知识体系得到了极大的拓展。作者在书中运用了大量生动形象的例子,将抽象的概念变得具体易懂,让我对工业控制网络有了全新的认识。尤其是关于网络安全的部分,作者深入浅出地分析了当前工业控制网络面临的各种安全威胁,并提出了行之有效的防护策略,这对我日后的工作具有重要的指导意义。

评分

这本书的理论深度和实践指导性都非常出色。作者不仅讲解了工业控制网络的理论基础,还结合了大量的实际案例,分析了不同应用场景下网络技术的选择和部署。这对于我这样希望将理论知识应用于实际工作中的读者来说,无疑是雪中送炭。

评分

我一直对工业控制领域充满好奇,但苦于找不到一本能够系统讲解相关知识的入门书籍。幸运的是,我发现了这本《工业控制网络技术-第2版》。这本书就像一位循循善诱的老师,从最基础的概念讲起,逐步深入到复杂的技术细节,让我能够循序渐进地掌握工业控制网络的方方面面。

评分

这本书的排版让我眼前一亮,封面设计简洁大气,封底的简介也十分吸引人,让人迫不及待地想翻开阅读。当我拿到这本书时,一股淡淡的书墨香扑鼻而来,瞬间将我带入了一个沉浸式的阅读体验。翻阅扉页,精美的纸张质感让我感到非常舒适,即使长时间翻阅也不会感到疲劳。目录部分清晰明了,章节划分逻辑性强,让我能够迅速找到自己感兴趣的内容。

评分

总而言之,这是一本值得反复品读的优秀著作。书中丰富的知识、严谨的论证以及清晰的结构,都给我留下了深刻的印象。无论是对于想要深入了解工业控制网络技术的学生,还是对于需要掌握相关知识的工程师,这本书都是一本不可多得的宝贵资源。

相关图书

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 book.coffeedeals.club All Rights Reserved. 静流书站 版权所有