西門子PLC工業通信完全精通教程(附光盤) 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
• S7
• STEP7
• PROFIBUS
• PROFINET
• 自動化
• 工業控製

店鋪： 碧海簫音圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122160058

商品編碼：29666737937

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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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

0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

1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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西門子PLC工業通信的深度解析與實踐應用 引言 在現代工業自動化領域，西門子PLC（可編程邏輯控製器）扮演著至關重要的角色，而其高效、穩定、靈活的工業通信能力，更是決定瞭整個自動化係統能否平穩運行、數據能否實時準確傳輸的關鍵。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入、係統化的西門子PLC工業通信學習平颱，涵蓋從基礎理論到高級應用，從常見協議到實戰案例的各個層麵。我們不僅會詳細講解西門子PLC在工業通信方麵的核心技術和原理，更會通過大量的實踐操作和案例分析，幫助讀者掌握實際應用中的技巧和方法，從而真正實現“精通”。 第一部分：工業通信基礎與西門子PLC通信架構 在正式進入西門子PLC的工業通信世界之前，理解工業通信的基本概念和發展脈絡是必不可少的。本部分將首先介紹工業自動化通信的定義、重要性以及其在現代製造中的地位。我們將探討不同類型的工業網絡，例如串行通信、現場總綫（Fieldbus）、工業以太網（Industrial Ethernet）等，並分析它們的特點、優勢以及適用的場景。 隨後，我們將聚焦於西門子PLC在工業通信領域的設計理念和技術優勢。讀者將深入瞭解西門子PLC通信模塊的硬件組成，如CP（通信處理器）模塊、ET 200SP IM模塊等，以及它們在實現不同通信協議時的作用。我們將詳細剖析西門子PLC的通信架構，包括其網絡拓撲結構、通信協議棧以及數據交換的機製。通過理解這些基礎知識，讀者能夠對西門子PLC的通信能力建立起宏觀的認識。 第二部分：核心通信協議的深入剖析 西門子PLC支持多種工業通信協議，掌握這些協議是實現不同設備間互聯互通的基礎。本部分將選取工業領域中最具代錶性、最常用的幾種通信協議進行詳細的講解和分析。 PROFINET/PROFIBUS： 作為西門子PLC通信的“主力軍”，PROFINET和PROFIBUS協議將獲得最詳盡的介紹。我們將從協議的起源、發展、標準化入手，深入講解其在物理層、數據鏈路層、網絡層、應用層等各個層麵的工作原理。對於PROFINET，我們將重點解析其實時性、診斷機製、拓撲結構（如星型、綫型、環型）以及與以太網的融閤。對於PROFIBUS，我們將區分DP（分布式I/O）和PA（過程自動化）兩種模式，並闡述其在不同應用場景下的配置和應用。我們將通過大量圖示和實例，演示如何配置和調試PROFINET/PROFIBUS網絡，包括設備參數設置、I/O地址映射、診斷信息讀取等。 Modbus（TCP/RTU）： Modbus作為一種開放的、廣泛應用的通信協議，在西門子PLC與第三方設備（如其他品牌的PLC、HMI、儀錶等）的通信中扮演著重要角色。本部分將詳細介紹Modbus協議的幀格式、功能碼、數據模型（綫圈、寄存器等），並重點講解Modbus TCP和Modbus RTU在西門子PLC中的實現方式。讀者將學習如何在STEP 7/TIA Portal中配置Modbus主站和從站，以及如何通過Modbus進行數據讀寫。 AS-i（Actuator-Sensor Interface）： AS-i是一種簡單、經濟的傳感器和執行器通信總綫，特彆適用於低成本、大量點的連接。我們將介紹AS-i的總綫結構、通信原理、數據傳輸方式，以及在西門子PLC中如何集成AS-i主站模塊，並實現與AS-i設備的通信。 OPC UA： 隨著工業4.0和物聯網（IoT）的發展，OPC UA作為一種跨平颱、麵嚮服務的工業通信標準，正變得越來越重要。我們將介紹OPC UA的架構、通信模式（客戶端/服務器、發布/訂閱），以及它在西門子PLC中的應用，包括如何將西門子PLC作為OPC UA服務器，與其他OPC UA客戶端進行數據交互。 第三部分：西門子PLC通信模塊與組態 本部分將聚焦於西門子PLC通信模塊的實際選型、安裝和組態，這是實現高效通信的硬件基礎。 通信模塊的選型與安裝： 讀者將學習如何根據具體的項目需求，選擇最適閤的西門子PLC通信模塊，包括不同型號的CPU集成的通信接口、獨立的通信處理器（CP）模塊、以及用於遠程I/O的ET 200係列模塊。我們將介紹不同通信模塊的技術規格、接口類型、性能特點，並提供選型指導。同時，我們也會講解通信模塊的物理安裝和連接注意事項。 TIA Portal（Totally Integrated Automation Portal）通信組態： TIA Portal是西門子新一代的集成自動化工程平颱，掌握其通信組態是現代西門子PLC編程的關鍵。本部分將詳細指導讀者如何在TIA Portal中進行STEP 7（PLC編程軟件）和WinCC（HMI/SCADA軟件）的通信組態。這包括： 網絡視圖的配置： 如何在TIA Portal的網絡視圖中創建和配置PROFINET/PROFIBUS網絡，添加PLC、HMI、變頻器、分布式I/O等設備，並進行IP地址、設備名稱等參數的設置。 通信連接的建立： 如何為不同通信協議建立連接，例如S7連接、OPC UA連接、Modbus TCP連接等。 I/O映射與數據交換： 如何將PLC的I/O地址與網絡設備進行映射，實現數據的雙嚮交換。 診斷功能的配置與利用： 如何配置和利用TIA Portal提供的診斷工具，對通信網絡和設備進行故障排查和維護。 S7-300/400 PLC通信組態（經典方法）： 對於仍然廣泛使用的S7-300/400係列PLC，我們將迴顧和講解使用STEP 7（v5.x）進行通信組態的方法，包括硬件組態、網絡組態、通信塊的使用等，幫助讀者理解不同工程平颱下的組態差異。 第四部分：實際應用場景與案例分析 理論知識的學習最終需要通過實踐來鞏固和提升。本部分將結閤實際工業應用場景，提供豐富的案例分析，幫助讀者將所學知識付諸實踐。 PLC之間的數據通信： 講解如何使用S7通信、TCP/IP通信、Profibus/Profinet通信等方式，實現不同西門子PLC之間的數據交換，以及西門子PLC與第三方PLC之間的數據交互。 PLC與HMI/SCADA係統集成： 重點講解如何通過Profinet、Modbus TCP、OPC UA等協議，將西門子PLC與西門子WinCC（或其他品牌HMI/SCADA軟件）進行高效集成，實現數據的可視化監控、報警管理、曆史數據記錄等功能。我們將提供具體的組態步驟和注意事項。 PLC與變頻器/伺服驅動器的通信： 講解如何通過Profinet/Profibus、Modbus TCP等協議，實現西門子PLC與西門子Sinamics係列變頻器、Sinumerik數控係統等驅動設備的通信，完成參數設置、指令控製、狀態監測等任務。 PLC與上位機/MES/ERP係統集成： 探討如何利用OPC UA、MQTT、數據庫連接等方式，將西門子PLC與更高級彆的製造執行係統（MES）和企業資源計劃（ERP）係統進行數據對接，實現生産過程的智能化管理和數據共享。 遠程通信與診斷： 介紹如何利用VPN、工業以太網等技術，實現PLC的遠程訪問、遠程診斷和遠程維護，提高故障響應效率，降低維護成本。 第五部分：通信故障診斷與優化 工業通信過程中難免會遇到各種問題，掌握有效的故障診斷和優化方法至關重要。本部分將專注於此。 常見通信故障分析： 詳細列舉和分析PROFINET/PROFIBUS、Modbus TCP/RTU等協議在實際應用中可能齣現的常見故障，如通信中斷、數據錯誤、設備離綫、IP地址衝突等。 故障診斷工具與方法： 介紹TIA Portal集成的診斷工具，如網絡診斷工具、變量錶監控、PLC調試工具等，以及Wireshark等第三方網絡抓包分析工具的使用技巧。我們將演示如何利用這些工具定位和分析通信故障。 通信性能優化： 探討影響通信性能的因素，如網絡帶寬、報文大小、通信周期、設備性能等，並提供相應的優化建議，以提高通信的實時性、穩定性和效率。 第六部分：前沿技術與發展趨勢 為瞭讓讀者站在技術前沿，本部分將簡要介紹西門子PLC工業通信領域的一些前沿技術和未來發展趨勢。 工業物聯網（IIoT）與5G通信： 探討西門子PLC如何融入工業物聯網架構，以及5G通信技術在工業通信中的潛在應用和優勢。 網絡安全： 強調工業通信網絡安全的重要性，介紹西門子PLC在網絡安全方麵的防護措施和最佳實踐。 人工智能（AI）在工業通信中的應用： 展望AI技術在通信協議優化、故障預測、異常檢測等方麵的應用前景。 結論 本書力求通過理論講解、原理分析、實例演示和案例分析相結閤的方式，幫助讀者全麵掌握西門子PLC的工業通信技術。無論您是初學者，還是有一定經驗的工程師，都能從中找到適閤自己的學習路徑，並獲得顯著的提升。通過本書的學習，您將能夠自信地應對各種復雜的工業通信挑戰，為您的自動化項目保駕護航，並為邁嚮更智能、更互聯的工業未來奠定堅實的基礎。 光盤內容說明（此處為示例，實際內容需根據光盤提供） 本書附帶的光盤中包含瞭豐富的學習資源，以支持讀者更高效地學習和實踐： TIA Portal項目示例： 提供瞭大量基於TIA Portal的完整項目文件，涵蓋瞭不同通信協議的組態、PLC程序、HMI畫麵等，讀者可以直接導入和修改，進行實際操作演練。 仿真軟件： 部分項目可能包含PLC仿真軟件或HMI仿真軟件，方便讀者在沒有實際硬件的情況下進行模擬調試。 實用工具軟件： 可能包含一些輔助性的工具軟件，如網絡診斷工具、IP配置工具等。 技術文檔與資料： 整理瞭部分西門子官方的技術手冊、應用指南、白皮書等，供讀者深入查閱。 視頻教程（如有）： 如果光盤包含視頻教程，將提供針對關鍵章節或復雜操作的視頻講解，使學習過程更加直觀易懂。 （請注意：上述光盤內容為示例，實際光盤內容請以隨書附帶的光盤為準。）

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的寫作風格持保留意見，雖然內容專業紮實，但行文的流暢度和敘事的連貫性上，感覺稍顯生硬。它更像是一本技術手冊的精編版，而不是一本“教程”。比如，在講解STEP 7和TIA Portal中設備組態的差異時，作者直接給齣瞭對比圖和關鍵參數設置，信息量巨大，但缺乏必要的過渡性描述，對於需要係統學習軟件操作的新手來說，可能需要反復閱讀纔能消化吸收。如果能增加一些更生活化的比喻，或者用更具引導性的語言來串聯起不同章節之間的邏輯關係，閱讀體驗會更上一層樓。當然，我可以理解，對於這種高度專業化的領域，追求精確性往往優先於追求文學性。我更看重的是它提供的那些“避坑指南”，書中對常見錯誤代碼的解析非常到位，很多都是我在實際工作中反復遇到的難題，看到作者能提供官方或準官方的解決方案時，內心是無比激動的。總而言之，它是一本需要靜下心來啃讀的硬核技術書，不太適閤碎片化閱讀。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版實在是讓人眼前一亮，封麵設計簡潔大氣，那種工業風的質感一下子就抓住瞭我的眼球。拿到手的時候，沉甸甸的感覺，就知道內容肯定很紮實。我尤其欣賞它在概念引入階段的處理方式，不是那種枯燥的理論堆砌，而是通過一些非常貼近實際生産現場的案例，把復雜的工業通信協議講得清晰明瞭。比如說，關於PROFINET和PROFIBUS DP之間區彆和選擇的章節，作者用瞭大量的圖示和對比錶格，我這種剛入門的小白，看瞭兩遍就能基本把握兩者的核心差異和適用場景。更讓我覺得驚喜的是，書中對於數據幀結構和報文解析的講解，居然能做到深入淺齣，讓人在理解底層原理的同時，又不至於迷失在密密麻麻的十六進製代碼裏。這種平衡拿捏得非常好，既滿足瞭工程師對技術深度的追求，也照顧瞭初學者對易讀性的需求。至於光盤內容，我還沒來得及仔細研究裏麵的仿真環境，但光是目錄就讓我對後續的實戰演練充滿瞭期待，希望那些代碼示例能像書本理論一樣，同樣地清晰可靠。總的來說，這本書在“如何把復雜東西講明白”這件事上，下瞭不少功夫，絕對是案頭必備的參考資料之一。

評分☆☆☆☆☆

從內容組織上來看，這本書的結構安排顯得非常係統化和模塊化。它不像有些書籍那樣將某一技術點拆分得支離破碎，而是圍繞工業通信的幾個核心支柱——從物理層到應用層，一步步遞進。一開始對OSI模型的快速迴顧，迅速將讀者的思維拉迴到通信的本質。隨後，對現場總綫的深入剖析，再過渡到工業以太網的高級應用，脈絡清晰，邏輯嚴密。我個人非常喜歡它在每個主要章節末尾設置的“自檢清單”，這些清單非常實用，幫助讀者快速迴顧本章的核心知識點，並確認自己是否掌握瞭關鍵技能。這就像是給自己做瞭一個小小的階段性測試，非常有助於鞏固學習成果。雖然書中的很多技術點都需要一定的網絡和電子基礎知識作為支撐，但作者通過詳盡的圖解和流程圖，有效地降低瞭入門的門檻，使得即便是具備基礎電氣知識的讀者，也能逐步跟進到更深層次的配置和優化工作。這本書無疑是幫助我構建完整西門子通信知識體係的重要基石。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，很大程度上體現在它對不同硬件平颱和軟件版本的兼容性處理上。我負責維護的産綫設備，有好幾套是不同年代的S7-300/400，同時也有最新的TIA Portal項目。很多參考資料往往隻偏嚮某一個版本，導緻我必須在好幾本書之間來迴切換比對。而這本教程，很巧妙地將SFC（Step-by-Step Configuration）和經典STEP 7的配置邏輯做瞭橫嚮對比，並且在新舊版本的數據結構差異上做瞭詳細的注解。這種“打通壁壘”的做法，極大地節省瞭我的時間。特彆是在處理一些老舊設備的診斷和維護時，書中提供的特定診斷步驟和故障碼含義，比官方的厚重手冊要直觀得多。我甚至發現書中有幾處關於特定通信模塊（比如CP模塊）的調試技巧，是我在參加官方培訓時都沒有學到的“小竅門”，這些細節的積纍，正是這本書的“魂”所在，體現瞭作者長期的實踐積纍。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實戰性達到瞭一個驚人的高度，很多市麵上流傳的教材，要麼是純理論到讓人望而卻步，要麼就是實操部分淺嘗輒止，講的都是皮毛。但這一本，簡直就是把西門子工程師的實戰經驗，原汁原味地搬瞭過來。我印象最深的是關於工業以太網安全加固的那一章，詳細列舉瞭不同安全等級下的配置步驟，甚至連防火牆規則的寫法和VPN隧道建立的細節都一一覆蓋，這在一般的教程裏是極其少見的。我嘗試跟著書中的步驟，在自己的實驗室環境中搭建瞭一個包含多層網絡隔離的測試平颱，效果立竿見影。而且，作者在講解每一個功能塊（Function Block）的使用時，都會附帶源代碼片段和運行邏輯分析，這對於我這種喜歡“刨根問底”的讀者來說，簡直是福音。讀完後，我對如何診斷網絡延遲、如何定位通信中斷的根源，都有瞭係統性的認識，不再是過去那種依靠猜測和反復重啓設備來碰運氣的狀態。這份“真刀真槍”的乾貨，讓我的工作效率得到瞭切實的提升。