西門子PLC工業通信完全精通教程(附光盤) 9787122160058 化學工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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嚮曉漢 著

圖書標籤:

• PLC
• 西門子
• 工業通信
• 編程
• 自動化
• 工業控製
• S7
• STEP7
• PROFIBUS
• PROFINET

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122160058

商品編碼：29657507504

包裝：平裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名：西門子PLC工業通信完全精通教程(附光盤)

定價：68.00元

作者：嚮曉漢

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787122160058

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.658kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書結閤工程應用案例，詳細介紹瞭西門子PLC工業通信網絡應用技術，包括：西門子PLC的自由口通信、西門子PLC與變頻器的USS通信、西門子PLC的Modbus通信、西門子PLC的PPI通信、西門子PLC的MPI通信、西門子PLC的PROFIBUS通信、工業以太網通信、第三方網關模塊的使用、OPC通信、工業物聯網應用等內容。書中所有的例子都是經過實踐檢驗的，每個例子都包含軟硬件的配置方案圖、接綫圖和程序。對於比較復雜的例子，有專門的視頻教學文件和程序源代碼，讀者可以從光盤中學習。
　　本書可供PLC應用技術人員學習使用，也可供大院校相關專業師生參考使用。

目錄

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第1章 概述

1.1 通信基礎知識

1.1.1 通信的基本概念

1.1.2 RS-485標準串行接口

1.1.3 PLC網絡的術語解釋

1.1.4 OSI參考模型

1.2 現場總綫

1.2.1 現場總綫的概念

1.2.2 主流現場總綫的簡介

1.2.3 現場總綫的特點

1.2.4 現場總綫的現狀

1.2.5 現場總綫的發展

1.3 SIMATIC NET 工業通信網絡

1.3.1 工業通信網絡結構

1.3.2 西門子通信網絡技術說明

第2章 西門子PLC的自由口通信

2.1 自由口通信概述

2.2 S7-200係列PLC之間的自由口通信

2.3 S7-200 PLC與個人計算機的自由口通信

2.3.1 S7-200 PLC與超級終端的自由口通信

2.3.2 S7-200 PLC與個人計算機（自編程序）的自由口通信

2.4 S7-200 PLC與三菱FX係列PLC的自由口通信

2.5 S7-1200係列PLC與S7-200係列PLC的自由口通信

2.6 S7-1200係列PLC之間的自由口通信

2.7 S7-1200係列PLC與PC的自由口通信

第3章 西門子PLC與變頻器的USS通信

3.1 USS協議的基本知識

3.1.1 USS協議簡介

3.1.2 通信報文結構

3.1.3 有效數據字符

3.1.4 USS的任務和應答

3.2 S7-200與MM440變頻器的USS通信調速

3.3 S7-1200 PLC與MM440的USS通信

第4章 西門子PLC的Modbus通信

4.1 Modbus通信概述

4.1.1 Modbus協議簡介

4.1.2 Modbus傳輸模式

4.1.3 Modbus消息幀

4.2 S7-200 PLC間Modbus通信

4.2.1 使用Modbus協議庫

4.2.2 Modbus的地址

4.2.3 S7-200 PLC間Modbus通信應用舉例

4.3 S7-200 PLC與S7-1200 PLC間的Modbus通信

4.4 S7-1200 與S7-1200的Modbus通信

第5章 西門子PLC的PPI通信

5.1 認識PPI協議

5.1.1 初識PPI協議

5.1.2 PPI主站的定義

5.2 兩颱S7-200係列PLC之間的PPI通信

5.2.1 方法1--用指令嚮導

5.2.2 方法2--用網絡讀/寫指令

5.3 多颱S7-200係列PLC之間的PPI通信

第6章 西門子PLC的MPI通信

6.1 MPI通信概述

6.2 無組態連接通信方式

6.2.1 無組態連接MPI通信簡介

6.2.2 無組態單邊通信方式應用舉例

6.2.3 無組態雙邊通信方式應用舉例

6.3 全局數據包通信方式

6.3.1 全局數據包通信簡介

6.3.2 全局數據包通信應用舉例

6.4 組態連接通信方式

6.4.1 組態連接通信方式簡介

6.4.2 組態連接通信應用舉例

6.5 S7 PLC與HMI的MPI通信

6.6 WinCC flexible和PLCSIM的通信仿真

6.6.1 S7-PLCSIM簡介

6.6.2 實例

第7章 西門子PLC的PROFIBUS通信

7.1 PRIFOIBUS現場總綫概述

7.1.1 工廠自動化網絡結構

7.1.2 PROFIBUS的組成部分

7.1.3 PROFIBUS的通信模型

7.1.4 PROFIBUS的通信組成

7.1.5 PROFIBUS的通信方式

7.1.6 PROFIBUS-FMS/DP的物理層

7.1.7 PROFIBUS-FMS/DP的數據鏈路層

7.1.8 PROFIBUS-DP的應用

7.2 S7-300係列PLC與第三方設備的PROFIBUS-DP通信

7.3 PROFIBUS-DP連接智能從站的應用

7.4 一主多從PROFIBUS-DP DX通信

7.5 PROFIBUS-DP接口連接遠程ET200M

7.6 CP342-5的PROFIBUS通信應用

7.6.1 CP342-5的PROFIBUS通信概述

7.6.2 CP342-5的PROFIBUS通信應用舉例

7.7 S7-300與MM440變頻器的場總綫通信調速

7.8 S7-300通過PROFIBUS現場總綫修改MM440變頻器的參數

7.9 PROFIBUS與Sinamics S120的連接

7.9.1 Sinamics S120 AC/AC單軸驅動器概述

7.9.2 S7-300與Sinamics S120連接應用舉例

7.10 PROFIBUS-S7通信

7.10.1 PROFIBUS-S7通信簡介

7.10.2 PROFIBUS-S7通信應用舉例

第8章 工業以太網通信

8.1 以太網通信概述

8.1.1 以太網通信簡介

8.1.2 工業以太網通信簡介

8.2 S7-200 PLC的以太網通信

8.2.1 S7-200 PLC間的以太網通信

8.2.2 S7-200係列PLC與S7-300係列PLC間的以太網通信

8.2.3 S7-200係列PLC與組態王的以太網通信

8.3 S7-1200 PLC的以太網通信

8.3.1 S7-1200係列PLC間的以太網通信

8.3.2 S7-200係列PLC與S7-1200係列PLC間的以太網通信

8.3.3 S7-1200係列PLC與S7-300係列PLC間的以太網通信

8.4 S7-300/400係列PLC的以太網通信

8.4.1 西門子工業以太網通信方式簡介

8.4.2 S7-300/400工業以太網通信舉例

8.4.3 S7300/400工業以太網通信仿真

第9章 使用第三方網關模塊進行以太網絡通信

9.1 第三方網關模塊簡介

9.2 Bet-S7PPI網關

9.3 Bet-S7MPI網關

9.4 第三方網關的應用實例

第10章 OPC通信

10.1 OPC基本知識

10.1.1 OPC概念

10.1.2 OPC的宗旨

10.1.3 OPC技術基礎

10.1.4 OPC基金會

10.1.5 OPC特性

10.1.6 OPC數據通訊

10.1.7 服務器與客戶機的概念

10.2 用西門子Access組建OPC通信

10.2.1 PC Access軟件簡介

10.2.2 WinCC與S7-200的通信

10.2.3 用Excel訪問PC Access

10.3 用西門子Simatic Net組建OPC通信

10.3.1 SIMATIC NET軟件簡介

10.3.2 WinCC與S7-1200的通信

10.4 用KepServerEX組建OPC通信

10.4.1 KEPServerEX簡介

10.4.2 安裝KEPServerEX V5的要求

10.4.3 WinCC與S7-200的通信

第11章 工業物聯網及其應用

11.1 物聯網簡介

11.1.1 物聯網的概念

11.1.2 物聯網的技術特點

11.1.3 物聯網的應用範圍

11.2 工業物聯網的應用案例

11.2.1 電動機試驗機功能描述

11.2.2 控製係統方案

11.2.3 硬件組態和程序的編寫

作者介紹

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文摘

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序言

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精通工業通信：掌控現代自動化係統的脈搏 在日新月異的工業4.0時代，高效、穩定、可靠的通信網絡是驅動生産力提升、實現智能製造的基石。無論是精密控製的生産綫，還是龐大復雜的化工廠，亦或是遍布全球的物流體係，都離不開一套強大而靈活的工業通信係統作為其神經中樞。本書並非聚焦於某一特定品牌或産品，而是將目光投嚮工業通信領域的核心理念、關鍵技術以及通用的實踐方法，旨在為廣大工業自動化從業者、工程師、技術人員以及對工業通信感興趣的學習者，提供一套係統、深入、且極具實操價值的學習指南。 本書的獨特之處在於，它跳齣瞭對具體硬件和軟件的束縛，而是從工業通信的本質齣發，層層剖析其發展脈絡、技術原理、網絡架構以及安全保障。我們將一同探索工業通信的演進史，理解從最初的串行通信到如今以太網為核心的演變過程，瞭解不同通信協議在不同應用場景下的優勢與劣勢。通過詳盡的講解，您將能夠深刻理解各種通信技術的底層邏輯，例如為何RS-485能夠實現多點通信，TCP/IP協議如何在復雜的工業網絡中確保數據的準確傳輸，以及OPC UA為何能成為跨平颱、跨協議的通用通信標準。 第一部分：工業通信的基礎理論與通用協議 我們從工業通信最基本的概念入手，深入淺齣地闡述數據傳輸的基本原理、信號的編碼與解碼、噪聲的抑製與糾錯等。理解這些基礎知識，如同建造摩登大廈的地基，是後續所有高級學習的起點。 信號傳輸原理： 探討模擬信號與數字信號的區彆，理解信號的調製與解調技術，以及它們在工業環境中的應用，例如如何將傳感器采集到的模擬量轉化為可供PLC識彆的數字信號。 通信介質的選擇與應用： 詳細分析各種工業通信介質的特性，包括雙絞綫、光縴、無綫通信（如Wi-Fi、LoRa、5G）等，並結閤實際應用場景，指導讀者如何根據傳輸距離、環境乾擾、數據速率等因素選擇最閤適的介質。 串行通信協議詳解： 深入剖析RS-232、RS-422、RS-485等經典串行通信協議的原理、接口標準、通信模式（如半雙工、全雙工），以及在傳統自動化設備中的廣泛應用。我們將討論如何剋服這些協議在傳輸距離和速度上的限製，並介紹一些增強其性能的策略。 現場總綫技術： 重點介紹工業自動化領域中占據重要地位的現場總綫技術，如PROFIBUS、CAN bus、DeviceNet、Foundation Fieldbus等。本書將詳細闡述它們的通信機製、網絡拓撲、數據幀結構、錯誤檢測與處理機製，以及在不同工業領域（如樓宇自動化、過程控製、運動控製）的應用案例。通過對比分析，幫助讀者理解不同現場總綫技術的適用範圍和選擇依據。 工業以太網： 隨著工業自動化的發展，以太網逐漸成為工業通信的主流。本書將全麵介紹工業以太網的演進，包括標準以太網在工業環境中的挑戰，以及針對性改進的工業以太網協議，如Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、POWERLINK等。我們將深入解析這些協議的實時性保證機製（如時間觸發、事件觸發）、通信對象模型、網絡診斷功能，並展示它們在高速運動控製、分布式I/O以及大數據采集中的強大能力。 OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）： 強調OPC UA作為現代工業通信的“通用語言”的重要性。本書將深入講解OPC UA的架構設計、信息模型、安全機製（認證、授權、加密），以及其在實現跨平颱、跨供應商互聯互通方麵的獨特優勢。我們將展示如何利用OPC UA構建統一的工業信息模型，實現數據的高效采集、集成與分析，為MES、ERP等上層係統提供堅實的數據支撐。 第二部分：工業通信網絡的設計、實施與優化 理論知識是基礎，而將這些知識轉化為實際應用，則需要紮實的工程設計與實施能力。本部分將引導讀者從零開始，規劃、構建、部署和維護高效穩定的工業通信網絡。 網絡拓撲結構設計： 分析星型、總綫型、環型、樹型等常見工業網絡拓撲結構的優缺點，以及在不同場景下的最佳實踐。我們將指導讀者如何根據生産規模、設備布局、通信需求以及冗餘要求，設計齣最優的網絡拓撲。 IP地址規劃與子網劃分： 講解TCP/IP協議棧在工業網絡中的應用，以及如何進行閤理的IP地址規劃和子網劃分，以提高網絡效率，增強網絡安全性，並為未來的網絡擴展預留空間。 工業交換機與路由器選型： 針對工業惡劣環境，介紹具備抗震動、耐高溫、防腐蝕等特性的工業級網絡設備。我們將重點講解選擇工業交換機和路由器時需要考慮的關鍵參數，如端口類型、傳輸速率、背闆帶寬、冗餘電源、以及管理功能等。 網絡布綫與連接： 強調規範的布綫是保證通信穩定性的關鍵。我們將詳細介紹工業環境中常用的綫纜類型、連接器標準、屏蔽措施，以及布綫時的注意事項，如避免強電乾擾、閤理布置綫纜走嚮等。 網絡安全策略與實施： 工業通信網絡麵臨日益嚴峻的安全威脅。本書將係統介紹工業網絡安全的基本概念、威脅類型（如病毒、勒索軟件、DDoS攻擊、內部威脅），以及構建縱深防禦體係的策略，包括防火牆部署、VPN應用、訪問控製、入侵檢測與防禦（IDS/IPS）、安全審計等。我們將強調“安全左移”的理念，將安全設計融入網絡規劃的早期階段。 網絡診斷與故障排除： 掌握有效的網絡診斷和故障排除技巧是保證生産連續性的重要能力。本書將介紹常用的網絡診斷工具（如Wireshark、Ping、Traceroute），以及各種通信故障的典型錶現、根源分析方法和解決策略，例如數據包丟失、通信延遲、網絡中斷等問題的排查。 網絡性能優化： 針對工業通信網絡中常見的性能瓶頸，如數據擁塞、延遲過大等，我們將提供一係列優化方案，包括流量控製、服務質量（QoS）配置、網絡分段、緩存策略等，以確保關鍵任務數據的實時性和可靠性。 第三部分：工業通信的未來趨勢與前沿技術 工業通信領域從未停止過創新的腳步。本部分將展望工業通信的未來發展方嚮，並介紹一些新興技術及其在工業領域的應用潛力。 工業物聯網（IIoT）與邊緣計算： 探討IIoT如何將海量設備連接至網絡，以及邊緣計算在本地處理數據、降低網絡負載、提升響應速度方麵的作用。我們將分析工業通信協議在IIoT環境下的演進，以及如何為邊緣設備提供高效可靠的通信支持。 時間敏感網絡（TSN）： 深入介紹TSN技術，理解其如何通過精準的時間同步和調度機製，在標準以太網基礎上實現確定性通信，為工業自動化帶來更高級彆的實時性和可靠性。我們將分析TSN在協同控製、精確同步和柔性製造中的應用前景。 5G在工業通信中的應用： 展望5G技術為工業通信帶來的革命性變化，包括超高速率、超低延遲、海量連接等特性，以及其在遠程控製、AR/VR輔助維護、移動機器人通信等場景下的巨大潛力。 人工智能與機器學習在工業通信中的融閤： 探討AI/ML如何應用於網絡異常檢測、故障預測、性能優化、以及智能流量調度等方麵，實現工業通信網絡的自學習、自適應和自主優化。 本書力求提供一種“舉一反三”的學習方式，通過對通用原理和核心技術的深刻理解，讀者能夠觸類旁通，輕鬆掌握不同品牌、不同型號的工業通信設備和協議。無論您身處何種工業自動化領域，從事何種技術崗位，相信本書都能為您在工業通信領域不斷提升專業技能、解決實際工程問題提供強大的支持。讓我們一起踏上精通工業通信的探索之旅，為現代工業的數字化、智能化轉型貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我本來以為這種“完全精通”的書名多少有點誇張成分，但閱讀體驗下來，我發現它真正做到瞭對某個技術棧的係統性梳理和拔高。它沒有滿足於僅僅停留在“如何配置”的層麵，而是深入探討瞭“為什麼這樣配置”背後的原理。書中對時間同步和數據一緻性處理的章節，簡直是教科書級彆的範本。我曾經為瞭解決跨區域數據傳輸的延遲問題焦頭爛額，翻閱瞭大量論壇和標準文檔都不得要領，而這本書直接給齣瞭一個基於時間戳校驗和緩衝隊列的優化方案，思路清晰，邏輯嚴密，讓我茅塞頓開。更讓我驚喜的是，作者對安全性的探討也提上瞭日程，這不是很多傳統工控書籍會忽略的薄弱環節。書中討論瞭數據加密和訪問權限控製在工業網絡中的應用邊界和局限性，這為我們設計麵嚮未來的、更具韌性的自動化係統提供瞭重要的安全視角。可以說，這本書不僅教會瞭我如何讓係統跑起來，更教會瞭我如何讓係統跑得更穩、更安全，這種全方位的指導價值無可替代。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常有個人魅力，它不像某些技術文檔那樣闆著麵孔，而是帶著一種前輩對後輩的諄諄教誨感。在講解那些繞來繞去、讓人腦子打結的協議握手過程時，作者會用一些非常形象的比喻來幫助我們理解數據包的流轉和狀態機的切換，比如將TCP的三次握手比喻成一次正式的會麵邀請和確認過程，一下子就讓抽象的術語變得生動起來。雖然內容專業性極強，但整體閱讀起來並不枯燥乏味，反而有一種跟隨一位經驗豐富的老師傅走進車間、手把手指導的感覺。而且，作者對不同廠商的通信實現差異性也有獨到的見解，比如某某品牌在特定功能塊上的實現方式與標準略有偏離，這些“潛規則”的揭示，極大地避免瞭讀者在實際集成項目中踩到“兼容性”的雷區。這種對行業內幕的精準把握，體現瞭作者深厚的實踐積纍，遠超書本知識的範疇。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷是想解決一個復雜的跨平颱數據實時交換問題，坦白地說，我當時對如何平衡實時性和數據完整性感到非常迷茫。這本書在深入探討瞭數據包封裝和傳輸效率優化後，提供瞭一個優雅的解決方案模型，它不僅考慮瞭帶寬限製下的數據壓縮算法，還細緻地分析瞭不同緩衝區策略對抖動（Jitter）的影響。最讓我印象深刻的是，書中對時間敏感網絡（TSN）的一些前沿概念也有所涉及和展望，這錶明作者的知識儲備並非停留在當前的主流技術上，而是具有前瞻性的洞察力。讀完這本書，我感覺自己的技術視野被極大地拓寬瞭，不再局限於眼前的“點對點”連接，而是開始思考整個工業生態係統中的通信架構和未來趨勢。這本書提供的不僅僅是“術”，更是“道”，是指導我在未來復雜工業物聯網（IIoT）環境中進行技術選型和架構設計的核心思想武器。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調一下這本書的結構設計，它簡直是為自學者量身定製的“學習地圖”。全書內容按照從基礎概念到高級應用，再到故障診斷和性能優化的遞進邏輯層層深入，沒有任何冗餘或跳躍。初學者可以完全按照順序打好基礎，而有一定經驗的人也可以直接跳到自己感興趣的某一模塊進行深度挖掘，而不用擔心遺漏關鍵前提知識，因為每個章節的開頭都會簡潔地迴顧必要的背景信息。這種靈活的參照性使得它成為一本優秀的工具書和學習資料的雙重角色。尤其欣賞它在附錄部分收錄的常用命令代碼片段和錯誤碼對照錶，這對於日常維護和快速排除故障來說，是多麼寶貴和及時的資源啊！我甚至建議那些負責新員工培訓的技術主管，可以直接將這本書作為崗前培訓的主教材，因為它提供瞭一個完整的知識體係框架，能夠迅速將新人帶入工業通信的專業領域。

評分☆☆☆☆☆

這本編程指南的排版和印刷質量簡直讓人眼前一亮，封麵設計既專業又不失穩重，內頁紙張的選擇也透著一股用心，拿在手裏沉甸甸的感覺，就知道內容不會是那種輕飄飄的糊弄之作。我特彆喜歡它在講解復雜概念時所采用的圖文並茂的方式，那些流程圖和時序圖畫得極其清晰，即便是初次接觸這塊的讀者，也能通過這些視覺輔助工具迅速抓住核心邏輯。書中對不同通信協議的底層數據結構分析得非常透徹，簡直是把“黑盒子”給拆開來瞭給我們看，這種深度解析在市麵上同類書籍中是極為少見的。而且，作者在穿插理論知識的同時，總能適時地引齣幾個實際項目中的“坑”以及對應的完美解決方案，這比單純羅列手冊上的規範要實用得多。比如，書中關於網絡冗餘和故障切換機製的論述，結閤瞭我在實際生産綫調試時遇到的幾次驚心動魄的斷綫重連場景，讓我恍然大悟，原來那些看似隨機的通信中斷背後，都有著可以預期的設計缺陷。這本書與其說是一本教程，不如說是一本資深工程師多年血淚經驗的濃縮精華，對提升實戰能力絕對是質的飛躍。