西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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向晓汉 著

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• 编程
• S7
• STEP7
• PROFIBUS
• PROFINET
• 自动化
• 工业控制

店铺： 碧海箫音图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122160058

商品编码：29666737937

包装：平装

出版时间：2013-03-01

基本信息

书名：西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘)

定价：68.00元

作者：向晓汉

出版社：化学工业出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787122160058

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.658kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书结合工程应用案例，详细介绍了西门子PLC工业通信网络应用技术，包括：西门子PLC的自由口通信、西门子PLC与变频器的USS通信、西门子PLC的Modbus通信、西门子PLC的PPI通信、西门子PLC的MPI通信、西门子PLC的PROFIBUS通信、工业以太网通信、第三方网关模块的使用、OPC通信、工业物联网应用等内容。书中所有的例子都是经过实践检验的，每个例子都包含软硬件的配置方案图、接线图和程序。对于比较复杂的例子，有专门的视频教学文件和程序源代码，读者可以从光盘中学习。
　　本书可供PLC应用技术人员学习使用，也可供大院校相关专业师生参考使用。

目录

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章 概述

1.1 通信基础知识

1.1.1 通信的基本概念

1.1.2 RS-485标准串行接口

1.1.3 PLC网络的术语解释

1.1.4 OSI参考模型

1.2 现场总线

1.2.1 现场总线的概念

1.2.2 主流现场总线的简介

1.2.3 现场总线的特点

1.2.4 现场总线的现状

1.2.5 现场总线的发展

1.3 SIMATIC NET 工业通信网络

1.3.1 工业通信网络结构

1.3.2 西门子通信网络技术说明

第2章 西门子PLC的自由口通信

2.1 自由口通信概述

2.2 S7-200系列PLC之间的自由口通信

2.3 S7-200 PLC与个人计算机的自由口通信

2.3.1 S7-200 PLC与超级终端的自由口通信

2.3.2 S7-200 PLC与个人计算机（自编程序）的自由口通信

2.4 S7-200 PLC与三菱FX系列PLC的自由口通信

2.5 S7-1200系列PLC与S7-200系列PLC的自由口通信

2.6 S7-1200系列PLC之间的自由口通信

2.7 S7-1200系列PLC与PC的自由口通信

第3章 西门子PLC与变频器的USS通信

3.1 USS协议的基本知识

3.1.1 USS协议简介

3.1.2 通信报文结构

3.1.3 有效数据字符

3.1.4 USS的任务和应答

3.2 S7-200与MM440变频器的USS通信调速

3.3 S7-1200 PLC与MM440的USS通信

第4章 西门子PLC的Modbus通信

4.1 Modbus通信概述

4.1.1 Modbus协议简介

4.1.2 Modbus传输模式

4.1.3 Modbus消息帧

4.2 S7-200 PLC间Modbus通信

4.2.1 使用Modbus协议库

4.2.2 Modbus的地址

4.2.3 S7-200 PLC间Modbus通信应用举例

4.3 S7-200 PLC与S7-1200 PLC间的Modbus通信

4.4 S7-1200 与S7-1200的Modbus通信

第5章 西门子PLC的PPI通信

5.1 认识PPI协议

5.1.1 初识PPI协议

5.1.2 PPI主站的定义

5.2 两台S7-200系列PLC之间的PPI通信

5.2.1 方法1--用指令向导

5.2.2 方法2--用网络读/写指令

5.3 多台S7-200系列PLC之间的PPI通信

第6章 西门子PLC的MPI通信

6.1 MPI通信概述

6.2 无组态连接通信方式

6.2.1 无组态连接MPI通信简介

6.2.2 无组态单边通信方式应用举例

6.2.3 无组态双边通信方式应用举例

6.3 全局数据包通信方式

6.3.1 全局数据包通信简介

6.3.2 全局数据包通信应用举例

6.4 组态连接通信方式

6.4.1 组态连接通信方式简介

6.4.2 组态连接通信应用举例

6.5 S7 PLC与HMI的MPI通信

6.6 WinCC flexible和PLCSIM的通信仿真

6.6.1 S7-PLCSIM简介

6.6.2 实例

第7章 西门子PLC的PROFIBUS通信

7.1 PRIFOIBUS现场总线概述

7.1.1 工厂自动化网络结构

7.1.2 PROFIBUS的组成部分

7.1.3 PROFIBUS的通信模型

7.1.4 PROFIBUS的通信组成

7.1.5 PROFIBUS的通信方式

7.1.6 PROFIBUS-FMS/DP的物理层

7.1.7 PROFIBUS-FMS/DP的数据链路层

7.1.8 PROFIBUS-DP的应用

7.2 S7-300系列PLC与第三方设备的PROFIBUS-DP通信

7.3 PROFIBUS-DP连接智能从站的应用

7.4 一主多从PROFIBUS-DP DX通信

7.5 PROFIBUS-DP接口连接远程ET200M

7.6 CP342-5的PROFIBUS通信应用

7.6.1 CP342-5的PROFIBUS通信概述

7.6.2 CP342-5的PROFIBUS通信应用举例

7.7 S7-300与MM440变频器的场总线通信调速

7.8 S7-300通过PROFIBUS现场总线修改MM440变频器的参数

7.9 PROFIBUS与Sinamics S120的连接

7.9.1 Sinamics S120 AC/AC单轴驱动器概述

7.9.2 S7-300与Sinamics S120连接应用举例

7.10 PROFIBUS-S7通信

7.10.1 PROFIBUS-S7通信简介

7.10.2 PROFIBUS-S7通信应用举例

第8章 工业以太网通信

8.1 以太网通信概述

8.1.1 以太网通信简介

8.1.2 工业以太网通信简介

8.2 S7-200 PLC的以太网通信

8.2.1 S7-200 PLC间的以太网通信

8.2.2 S7-200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信

8.2.3 S7-200系列PLC与组态王的以太网通信

8.3 S7-1200 PLC的以太网通信

8.3.1 S7-1200系列PLC间的以太网通信

8.3.2 S7-200系列PLC与S7-1200系列PLC间的以太网通信

8.3.3 S7-1200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信

8.4 S7-300/400系列PLC的以太网通信

8.4.1 西门子工业以太网通信方式简介

8.4.2 S7-300/400工业以太网通信举例

8.4.3 S7300/400工业以太网通信仿真

第9章 使用第三方网关模块进行以太网络通信

9.1 第三方网关模块简介

9.2 Bet-S7PPI网关

9.3 Bet-S7MPI网关

9.4 第三方网关的应用实例

0章 OPC通信

10.1 OPC基本知识

10.1.1 OPC概念

10.1.2 OPC的宗旨

10.1.3 OPC技术基础

10.1.4 OPC基金会

10.1.5 OPC特性

10.1.6 OPC数据通讯

10.1.7 服务器与客户机的概念

10.2 用西门子Access组建OPC通信

10.2.1 PC Access软件简介

10.2.2 WinCC与S7-200的通信

10.2.3 用Excel访问PC Access

10.3 用西门子Simatic Net组建OPC通信

10.3.1 SIMATIC NET软件简介

10.3.2 WinCC与S7-1200的通信

10.4 用KepServerEX组建OPC通信

10.4.1 KEPServerEX简介

10.4.2 安装KEPServerEX V5的要求

10.4.3 WinCC与S7-200的通信

1章 工业物联网及其应用

11.1 物联网简介

11.1.1 物联网的概念

11.1.2 物联网的技术特点

11.1.3 物联网的应用范围

11.2 工业物联网的应用案例

11.2.1 电动机试验机功能描述

11.2.2 控制系统方案

11.2.3 硬件组态和程序的编写

作者介绍

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文摘

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序言

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西门子PLC工业通信的深度解析与实践应用 引言 在现代工业自动化领域，西门子PLC（可编程逻辑控制器）扮演着至关重要的角色，而其高效、稳定、灵活的工业通信能力，更是决定了整个自动化系统能否平稳运行、数据能否实时准确传输的关键。本书旨在为读者提供一个全面、深入、系统化的西门子PLC工业通信学习平台，涵盖从基础理论到高级应用，从常见协议到实战案例的各个层面。我们不仅会详细讲解西门子PLC在工业通信方面的核心技术和原理，更会通过大量的实践操作和案例分析，帮助读者掌握实际应用中的技巧和方法，从而真正实现“精通”。 第一部分：工业通信基础与西门子PLC通信架构 在正式进入西门子PLC的工业通信世界之前，理解工业通信的基本概念和发展脉络是必不可少的。本部分将首先介绍工业自动化通信的定义、重要性以及其在现代制造中的地位。我们将探讨不同类型的工业网络，例如串行通信、现场总线（Fieldbus）、工业以太网（Industrial Ethernet）等，并分析它们的特点、优势以及适用的场景。 随后，我们将聚焦于西门子PLC在工业通信领域的设计理念和技术优势。读者将深入了解西门子PLC通信模块的硬件组成，如CP（通信处理器）模块、ET 200SP IM模块等，以及它们在实现不同通信协议时的作用。我们将详细剖析西门子PLC的通信架构，包括其网络拓扑结构、通信协议栈以及数据交换的机制。通过理解这些基础知识，读者能够对西门子PLC的通信能力建立起宏观的认识。 第二部分：核心通信协议的深入剖析 西门子PLC支持多种工业通信协议，掌握这些协议是实现不同设备间互联互通的基础。本部分将选取工业领域中最具代表性、最常用的几种通信协议进行详细的讲解和分析。 PROFINET/PROFIBUS： 作为西门子PLC通信的“主力军”，PROFINET和PROFIBUS协议将获得最详尽的介绍。我们将从协议的起源、发展、标准化入手，深入讲解其在物理层、数据链路层、网络层、应用层等各个层面的工作原理。对于PROFINET，我们将重点解析其实时性、诊断机制、拓扑结构（如星型、线型、环型）以及与以太网的融合。对于PROFIBUS，我们将区分DP（分布式I/O）和PA（过程自动化）两种模式，并阐述其在不同应用场景下的配置和应用。我们将通过大量图示和实例，演示如何配置和调试PROFINET/PROFIBUS网络，包括设备参数设置、I/O地址映射、诊断信息读取等。 Modbus（TCP/RTU）： Modbus作为一种开放的、广泛应用的通信协议，在西门子PLC与第三方设备（如其他品牌的PLC、HMI、仪表等）的通信中扮演着重要角色。本部分将详细介绍Modbus协议的帧格式、功能码、数据模型（线圈、寄存器等），并重点讲解Modbus TCP和Modbus RTU在西门子PLC中的实现方式。读者将学习如何在STEP 7/TIA Portal中配置Modbus主站和从站，以及如何通过Modbus进行数据读写。 AS-i（Actuator-Sensor Interface）： AS-i是一种简单、经济的传感器和执行器通信总线，特别适用于低成本、大量点的连接。我们将介绍AS-i的总线结构、通信原理、数据传输方式，以及在西门子PLC中如何集成AS-i主站模块，并实现与AS-i设备的通信。 OPC UA： 随着工业4.0和物联网（IoT）的发展，OPC UA作为一种跨平台、面向服务的工业通信标准，正变得越来越重要。我们将介绍OPC UA的架构、通信模式（客户端/服务器、发布/订阅），以及它在西门子PLC中的应用，包括如何将西门子PLC作为OPC UA服务器，与其他OPC UA客户端进行数据交互。 第三部分：西门子PLC通信模块与组态 本部分将聚焦于西门子PLC通信模块的实际选型、安装和组态，这是实现高效通信的硬件基础。 通信模块的选型与安装： 读者将学习如何根据具体的项目需求，选择最适合的西门子PLC通信模块，包括不同型号的CPU集成的通信接口、独立的通信处理器（CP）模块、以及用于远程I/O的ET 200系列模块。我们将介绍不同通信模块的技术规格、接口类型、性能特点，并提供选型指导。同时，我们也会讲解通信模块的物理安装和连接注意事项。 TIA Portal（Totally Integrated Automation Portal）通信组态： TIA Portal是西门子新一代的集成自动化工程平台，掌握其通信组态是现代西门子PLC编程的关键。本部分将详细指导读者如何在TIA Portal中进行STEP 7（PLC编程软件）和WinCC（HMI/SCADA软件）的通信组态。这包括： 网络视图的配置： 如何在TIA Portal的网络视图中创建和配置PROFINET/PROFIBUS网络，添加PLC、HMI、变频器、分布式I/O等设备，并进行IP地址、设备名称等参数的设置。 通信连接的建立： 如何为不同通信协议建立连接，例如S7连接、OPC UA连接、Modbus TCP连接等。 I/O映射与数据交换： 如何将PLC的I/O地址与网络设备进行映射，实现数据的双向交换。 诊断功能的配置与利用： 如何配置和利用TIA Portal提供的诊断工具，对通信网络和设备进行故障排查和维护。 S7-300/400 PLC通信组态（经典方法）： 对于仍然广泛使用的S7-300/400系列PLC，我们将回顾和讲解使用STEP 7（v5.x）进行通信组态的方法，包括硬件组态、网络组态、通信块的使用等，帮助读者理解不同工程平台下的组态差异。 第四部分：实际应用场景与案例分析 理论知识的学习最终需要通过实践来巩固和提升。本部分将结合实际工业应用场景，提供丰富的案例分析，帮助读者将所学知识付诸实践。 PLC之间的数据通信： 讲解如何使用S7通信、TCP/IP通信、Profibus/Profinet通信等方式，实现不同西门子PLC之间的数据交换，以及西门子PLC与第三方PLC之间的数据交互。 PLC与HMI/SCADA系统集成： 重点讲解如何通过Profinet、Modbus TCP、OPC UA等协议，将西门子PLC与西门子WinCC（或其他品牌HMI/SCADA软件）进行高效集成，实现数据的可视化监控、报警管理、历史数据记录等功能。我们将提供具体的组态步骤和注意事项。 PLC与变频器/伺服驱动器的通信： 讲解如何通过Profinet/Profibus、Modbus TCP等协议，实现西门子PLC与西门子Sinamics系列变频器、Sinumerik数控系统等驱动设备的通信，完成参数设置、指令控制、状态监测等任务。 PLC与上位机/MES/ERP系统集成： 探讨如何利用OPC UA、MQTT、数据库连接等方式，将西门子PLC与更高级别的制造执行系统（MES）和企业资源计划（ERP）系统进行数据对接，实现生产过程的智能化管理和数据共享。 远程通信与诊断： 介绍如何利用VPN、工业以太网等技术，实现PLC的远程访问、远程诊断和远程维护，提高故障响应效率，降低维护成本。 第五部分：通信故障诊断与优化 工业通信过程中难免会遇到各种问题，掌握有效的故障诊断和优化方法至关重要。本部分将专注于此。 常见通信故障分析： 详细列举和分析PROFINET/PROFIBUS、Modbus TCP/RTU等协议在实际应用中可能出现的常见故障，如通信中断、数据错误、设备离线、IP地址冲突等。 故障诊断工具与方法： 介绍TIA Portal集成的诊断工具，如网络诊断工具、变量表监控、PLC调试工具等，以及Wireshark等第三方网络抓包分析工具的使用技巧。我们将演示如何利用这些工具定位和分析通信故障。 通信性能优化： 探讨影响通信性能的因素，如网络带宽、报文大小、通信周期、设备性能等，并提供相应的优化建议，以提高通信的实时性、稳定性和效率。 第六部分：前沿技术与发展趋势 为了让读者站在技术前沿，本部分将简要介绍西门子PLC工业通信领域的一些前沿技术和未来发展趋势。 工业物联网（IIoT）与5G通信： 探讨西门子PLC如何融入工业物联网架构，以及5G通信技术在工业通信中的潜在应用和优势。 网络安全： 强调工业通信网络安全的重要性，介绍西门子PLC在网络安全方面的防护措施和最佳实践。 人工智能（AI）在工业通信中的应用： 展望AI技术在通信协议优化、故障预测、异常检测等方面的应用前景。 结论 本书力求通过理论讲解、原理分析、实例演示和案例分析相结合的方式，帮助读者全面掌握西门子PLC的工业通信技术。无论您是初学者，还是有一定经验的工程师，都能从中找到适合自己的学习路径，并获得显著的提升。通过本书的学习，您将能够自信地应对各种复杂的工业通信挑战，为您的自动化项目保驾护航，并为迈向更智能、更互联的工业未来奠定坚实的基础。 光盘内容说明（此处为示例，实际内容需根据光盘提供） 本书附带的光盘中包含了丰富的学习资源，以支持读者更高效地学习和实践： TIA Portal项目示例： 提供了大量基于TIA Portal的完整项目文件，涵盖了不同通信协议的组态、PLC程序、HMI画面等，读者可以直接导入和修改，进行实际操作演练。 仿真软件： 部分项目可能包含PLC仿真软件或HMI仿真软件，方便读者在没有实际硬件的情况下进行模拟调试。 实用工具软件： 可能包含一些辅助性的工具软件，如网络诊断工具、IP配置工具等。 技术文档与资料： 整理了部分西门子官方的技术手册、应用指南、白皮书等，供读者深入查阅。 视频教程（如有）： 如果光盘包含视频教程，将提供针对关键章节或复杂操作的视频讲解，使学习过程更加直观易懂。 （请注意：上述光盘内容为示例，实际光盘内容请以随书附带的光盘为准。）

评分☆☆☆☆☆

这本书的实战性达到了一个惊人的高度，很多市面上流传的教材，要么是纯理论到让人望而却步，要么就是实操部分浅尝辄止，讲的都是皮毛。但这一本，简直就是把西门子工程师的实战经验，原汁原味地搬了过来。我印象最深的是关于工业以太网安全加固的那一章，详细列举了不同安全等级下的配置步骤，甚至连防火墙规则的写法和VPN隧道建立的细节都一一覆盖，这在一般的教程里是极其少见的。我尝试跟着书中的步骤，在自己的实验室环境中搭建了一个包含多层网络隔离的测试平台，效果立竿见影。而且，作者在讲解每一个功能块（Function Block）的使用时，都会附带源代码片段和运行逻辑分析，这对于我这种喜欢“刨根问底”的读者来说，简直是福音。读完后，我对如何诊断网络延迟、如何定位通信中断的根源，都有了系统性的认识，不再是过去那种依靠猜测和反复重启设备来碰运气的状态。这份“真刀真枪”的干货，让我的工作效率得到了切实的提升。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，很大程度上体现在它对不同硬件平台和软件版本的兼容性处理上。我负责维护的产线设备，有好几套是不同年代的S7-300/400，同时也有最新的TIA Portal项目。很多参考资料往往只偏向某一个版本，导致我必须在好几本书之间来回切换比对。而这本教程，很巧妙地将SFC（Step-by-Step Configuration）和经典STEP 7的配置逻辑做了横向对比，并且在新旧版本的数据结构差异上做了详细的注解。这种“打通壁垒”的做法，极大地节省了我的时间。特别是在处理一些老旧设备的诊断和维护时，书中提供的特定诊断步骤和故障码含义，比官方的厚重手册要直观得多。我甚至发现书中有几处关于特定通信模块（比如CP模块）的调试技巧，是我在参加官方培训时都没有学到的“小窍门”，这些细节的积累，正是这本书的“魂”所在，体现了作者长期的实践积累。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的写作风格持保留意见，虽然内容专业扎实，但行文的流畅度和叙事的连贯性上，感觉稍显生硬。它更像是一本技术手册的精编版，而不是一本“教程”。比如，在讲解STEP 7和TIA Portal中设备组态的差异时，作者直接给出了对比图和关键参数设置，信息量巨大，但缺乏必要的过渡性描述，对于需要系统学习软件操作的新手来说，可能需要反复阅读才能消化吸收。如果能增加一些更生活化的比喻，或者用更具引导性的语言来串联起不同章节之间的逻辑关系，阅读体验会更上一层楼。当然，我可以理解，对于这种高度专业化的领域，追求精确性往往优先于追求文学性。我更看重的是它提供的那些“避坑指南”，书中对常见错误代码的解析非常到位，很多都是我在实际工作中反复遇到的难题，看到作者能提供官方或准官方的解决方案时，内心是无比激动的。总而言之，它是一本需要静下心来啃读的硬核技术书，不太适合碎片化阅读。

评分☆☆☆☆☆

从内容组织上来看，这本书的结构安排显得非常系统化和模块化。它不像有些书籍那样将某一技术点拆分得支离破碎，而是围绕工业通信的几个核心支柱——从物理层到应用层，一步步递进。一开始对OSI模型的快速回顾，迅速将读者的思维拉回到通信的本质。随后，对现场总线的深入剖析，再过渡到工业以太网的高级应用，脉络清晰，逻辑严密。我个人非常喜欢它在每个主要章节末尾设置的“自检清单”，这些清单非常实用，帮助读者快速回顾本章的核心知识点，并确认自己是否掌握了关键技能。这就像是给自己做了一个小小的阶段性测试，非常有助于巩固学习成果。虽然书中的很多技术点都需要一定的网络和电子基础知识作为支撑，但作者通过详尽的图解和流程图，有效地降低了入门的门槛，使得即便是具备基础电气知识的读者，也能逐步跟进到更深层次的配置和优化工作。这本书无疑是帮助我构建完整西门子通信知识体系的重要基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版实在是让人眼前一亮，封面设计简洁大气，那种工业风的质感一下子就抓住了我的眼球。拿到手的时候，沉甸甸的感觉，就知道内容肯定很扎实。我尤其欣赏它在概念引入阶段的处理方式，不是那种枯燥的理论堆砌，而是通过一些非常贴近实际生产现场的案例，把复杂的工业通信协议讲得清晰明了。比如说，关于PROFINET和PROFIBUS DP之间区别和选择的章节，作者用了大量的图示和对比表格，我这种刚入门的小白，看了两遍就能基本把握两者的核心差异和适用场景。更让我觉得惊喜的是，书中对于数据帧结构和报文解析的讲解，居然能做到深入浅出，让人在理解底层原理的同时，又不至于迷失在密密麻麻的十六进制代码里。这种平衡拿捏得非常好，既满足了工程师对技术深度的追求，也照顾了初学者对易读性的需求。至于光盘内容，我还没来得及仔细研究里面的仿真环境，但光是目录就让我对后续的实战演练充满了期待，希望那些代码示例能像书本理论一样，同样地清晰可靠。总的来说，这本书在“如何把复杂东西讲明白”这件事上，下了不少功夫，绝对是案头必备的参考资料之一。