现场总线与工业以太网及其应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李正军 著

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• 现场总线
• 工业以太网
• 工业通信
• 自动化控制
• PLC
• DCS
• 网络技术
• 协议分析
• 应用技术
• 嵌入式系统

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111356073

版次：1

商品编码：10841919

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 电气信息工程丛书

开本：其他

出版时间：2011-09-01

用纸：胶版纸

页数：430

字数：686000

内容简介

　　《现场总线与工业以太网及其应用技术》从工程实际应用出发，全面系统地介绍了现场总线与工业以太网技术及其应用系统设计，力求所讲内容具有较强的可移植性、先进性、系统性、应用性、资料开放性，起到举一反三的作用。
　　《现场总线与工业以太网及其应用技术》共分9章，主要内容包括现场总线与工业以太网概论、控制网络技术、通用串行通信接口技术、profibus现场总线、profibus-dp通信控制器与网络接口卡、profibus-dp应用系统设计、devicenet现场总线、tcp/ip协议与以太网控制器、工业以太网应用系统设计。
　　《现场总线与工业以太网及其应用技术》可作为高等院校自动化、测控技术及仪器、计算机应用、信息工程、机电一体化方向的研究生、本科生的教材，也可作为从事现场总线与工业以太网技术及其应用系统设计的工程技术人员参考用书。

目录

前言
第1章 概论
1.1 现场总线的产生与发展
1.2 工业以太网的产生与发展
1.3 现场总线与企业网络
1.4 流行现场总线简介
1.5 工业以太网简介
1.6 netx网络控制器
1.7 习题
第2章 控制网络技术
2.1 数据通信技术基础
2.2 网络互连技术
2.3 网络互连设备
2.4 通信参考模型
2.5 习题
第3章 通用串行通信接口技术
3.1 串行通信技术基础
3.2 rs-232c串行通信接口技术
3.3 rs-485串行通信接口技术
3.4 modbus通信协议
3.5 习题
第4章 profibus现场总线
4.1 profibus概述
4.2 profibus的协议结构
4.3 profibus-dp现场总线系统
4.4 profibus-dp的通信模型
4.5 profibus-dp的总线设备类型
4.6 设备数据库文件（gsd）
4.7 习题
第5章 profibus-dp通信控制器与网络接口卡
第6章 profibus-dp应用系统设计
第7章 devicenet现场总线
第8章 tcp/ip协议与以太网控制器
第9章 工业以太网应用系统设计
参考文献

前言/序言

现代智慧工厂的神经系统：工业通信技术解析 在日新月异的工业4.0浪潮下，制造业正经历着前所未有的深刻变革。传统的自动化生产模式正被更智能、更灵活、更互联的柔性制造体系所取代。而支撑这一伟大变革的核心，正是那些隐匿在庞大生产线和精密设备之下的工业通信技术。它们如同现代智慧工厂的神经系统，负责信息的实时、可靠传输，确保各个环节的顺畅协作，从而实现生产效率的飞跃和产品质量的提升。 本书旨在深入剖析当前工业自动化领域至关重要的通信技术，着重探讨其工作原理、技术特点、应用场景以及在实际生产部署中的关键考量。我们将从基础概念入手，逐步深入到技术的细节和前沿发展，为读者构建一个全面而深刻的工业通信技术知识体系。 第一篇：工业通信的基石——认识基础与通用协议 在信息爆炸的时代，理解工业通信首先需要建立扎实的基础。本篇我们将从最根本的层面出发，介绍工业通信的独特要求与挑战。与消费级网络不同，工业环境对通信的实时性、确定性、可靠性和鲁棒性有着极其严苛的标准。例如，在一个精密机床的控制系统中，毫秒级的延迟都可能导致生产事故；在恶劣的工业环境中，电磁干扰、温度变化、粉尘污染等都会对通信信号产生严重影响。因此，工业通信技术在设计之初就必须充分考虑这些极端条件。 我们将详细介绍几种广泛应用的工业通信基础协议，它们是实现设备间互联互通的语言。例如，Modbus，这个简洁而高效的协议，虽然问世已久，但其易用性和广泛的兼容性使其在许多中小型自动化系统中依然占据重要地位。我们将解析Modbus的报文结构、读写功能码，以及它如何在串口（RS-232/RS-485）和以太网平台上得以应用。 同样，OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) 作为新一代的工业通信标准，将是我们重点关注的对象。OPC UA不仅仅是一个协议，更是一个互操作性框架，它能够跨平台、跨语言、跨供应商地实现工业设备和应用之间的数据交换。我们将深入探讨OPC UA的架构设计，包括其信息模型、安全机制（如加密、身份验证）以及如何实现服务的发现和调用。理解OPC UA，意味着掌握了打通工业数据孤岛、实现智能互联的关键钥匙。 此外，本篇还会简要介绍一些在特定领域常见的通信协议，例如用于过程控制的Foundation Fieldbus和Profibus，以及用于安全相关的通信协议，为读者提供更广阔的视野。 第二篇：工业以太网的崛起与核心技术 以太网，这个在办公和消费领域早已无处不在的技术，正在以前所未有的速度渗透到工业自动化领域，催生了“工业以太网”这一概念。工业以太网并非简单地将标准以太网应用于工业现场，而是在此基础上进行了大量的优化和增强，以满足工业环境的特殊需求。 本篇将重点解析工业以太网的核心技术，首先是实时以太网的概念。为了解决传统以太网的“不确定性”问题，即数据传输时延的不固定，一系列实时以太网协议应运而生。我们将深入介绍几种主流的实时以太网技术，如EtherNet/IP，它结合了以太网的开放性和CIP（Common Industrial Protocol）的强大功能，广泛应用于北美市场；PROFINET，作为西门子公司主导的工业以太网标准，在欧洲市场具有极高的占有率，我们将详细解析其在实时性、数据一致性、诊断能力等方面的优势；EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)，以其卓越的性能、极低的实时延迟和高效的设备集成能力，在高性能运动控制领域备受青睐，我们将深入探究其“从站协同”的独特工作机制。 除了实时性，工业以太网还需要解决网络拓扑、带宽管理、冗余机制以及网络安全等问题。我们将讨论常见的工业以太网拓扑结构，如星型、环形、总线型，以及它们在实际应用中的优缺点。对于确保生产连续性的冗余技术，例如MRP (Media Redundancy Protocol) 和ERTEC (Ethernet Ring Controller)，也将进行详细的讲解。 在网络安全方面，随着工业互联网的深入发展，工业网络的安全性也变得至关重要。本篇将探讨工业以太网面临的安全威胁，以及常用的安全防护措施，如防火墙、VPN、访问控制列表（ACL）等，并简要介绍IEC 62443等工业网络安全标准。 第三篇：现场总线的应用与技术演进 在工业以太网大规模普及之前，现场总线（Fieldbus）在工业自动化领域扮演着至关重要的角色。现场总线是一种用于连接现场设备（如传感器、执行器）与控制系统（如PLC、DCS）的数字通信网络。它取代了传统的点对点模拟或数字信号线，显著简化了布线，提高了通信效率和系统的灵活性。 本篇将回顾几种经典的现场总线技术，并分析其技术特点和应用场景。我们将详细介绍Profibus，作为一种非常成熟和广泛应用的现场总线，它包含了DP（Decentralized Peripherals）、PA（Process Automation）和FMS（Fieldbus Message Specification）等多种配置，我们将重点解析Profibus DP在离散制造领域的优势，以及Profibus PA在过程控制领域的应用。 DeviceNet，作为一种基于CAN（Controller Area Network）总线的现场总线，在北美地区得到了广泛的应用，尤其是在物料搬运、汽车制造等领域。我们将分析DeviceNet的设备模型、通信方式和其在提高系统集成度和效率方面的贡献。 HART (Highway Addressable Remote Transducer) 协议，虽然常常与传统的4-20mA模拟信号结合使用，但其独特的数字通信能力使其在智能仪表领域不可或缺。我们将探讨HART协议如何在提供模拟信号的同时，实现对智能仪表的远程配置、诊断和参数设置。 此外，我们还将简要介绍其他一些重要的现场总线技术，如CANopen、Modbus RTU等，并分析它们在不同应用领域中的适用性。本篇也将会探讨现场总线技术如何与以太网技术进行融合，以应对未来工业发展的需求。 第四篇：面向未来的工业通信——融合与智能化 工业通信技术的演进并非终点，而是不断向前发展的过程。本篇将聚焦于当前和未来的工业通信发展趋势，探讨技术融合带来的新机遇。 时间敏感网络 (TSN - Time-Sensitive Networking)，作为下一代以太网技术的关键组成部分，正在为工业通信带来革命性的变化。TSN旨在为标准以太网提供确定性的时序控制和高精度的同步能力，使得工业以太网能够在同一网络基础设施上承载多种流量，包括实时控制数据、视频流以及IT流量。我们将深入解析TSN的关键技术，如调度、缓冲、同步等，并探讨它如何赋能更复杂的工业自动化应用，例如工业物联网（IIoT）中的协同机器人、预测性维护以及数字孪生。 5G通信技术在工业领域的应用也日益受到关注。5G的超高带宽、超低时延和海量连接能力，为工业无线通信提供了前所未有的可能性。我们将探讨5G在工业自动化中的潜在应用场景，如无线AGV（自动导引车）的精确定位和控制、远程设备维护和监控、以及AR/VR在工业培训和操作中的应用。 此外，本篇还将探讨工业物联网 (IIoT) 的兴起对工业通信提出的新挑战和新机遇。IIoT要求更广泛的数据采集、更复杂的设备互联以及更高层级的数据分析和决策。我们将讨论如何利用现有的工业通信技术，结合云计算、边缘计算等技术，构建一个更加智能和开放的工业通信架构。 结语 工业通信技术是现代工业发展的基石，它如同智慧工厂的血管和神经，支撑着高效、稳定、智能的生产运营。本书通过对基础概念、核心协议、关键技术以及未来趋势的深入解析，旨在为读者提供一个全面而深刻的工业通信技术视角。无论您是行业从业者、技术研究人员，还是对工业自动化充满兴趣的学习者，本书都将是您理解和掌握现代工业通信技术的宝贵资源。通过掌握这些先进的通信技术，我们能够更好地构建面向未来的智能工厂，推动工业向更高水平迈进。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我大开眼界，它揭示了工业世界背后那个看不见的、却又无比重要的“脉络”。我一直觉得，工业自动化是个非常高深莫测的领域，但这本书的作者用一种非常接地气的方式，把我带进了这个世界。他没有直接“硬塞”概念，而是从一个非常务实的角度出发，阐述了“现场总线”和“工业以太网”的出现是多么的必要，它们解决了什么样痛点。我最喜欢的部分是，他不仅仅是介绍各种总线协议本身，而是深入剖析了它们在实际工业场景中的应用。比如，在描述一个大型化工生产线的控制系统时，他会详细解释为什么需要采用某种特定的现场总线，这种总线是如何保证数据传输的实时性和可靠性的，又是如何与PLC、传感器、执行器等设备无缝集成的。这种“实战”般的讲解，让我觉得特别有启发性，我能清晰地看到，理论知识是如何转化为解决实际问题的强大工具的。而且，书中对工业以太网的介绍也非常详实，从以太网在工业环境下的特殊要求，到各种工业以太网协议，如EtherNet/IP、Profinet等的特点和应用，都讲解得非常到位。我尤其欣赏的是，作者并没有回避技术细节，但他会用非常清晰的语言和图示来解释，让那些复杂的概念变得易于理解。读完这本书，我感觉自己对工业控制系统有了更深层次的理解，不再是停留在表面，而是真正走进了工业自动化技术的核心。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本为我量身打造的工业技术指南，它为我打开了通往“现场总线”和“工业以太网”这个迷人世界的大门。我一直对工业生产中的自动化和智能化充满好奇，但总觉得缺乏一个清晰的切入点。这本书恰恰填补了我的空白。作者的写作风格非常独特，他没有采用枯燥的学术论文格式，而是像一位经验丰富的老师，用一种非常生动、形象的方式，娓娓道来。我特别欣赏他对各种现场总线技术的讲解，不仅仅是介绍它们的名称和基本原理，更是深入剖析了它们在实际工业应用中的优劣势，以及它们是如何解决不同工业场景下的通信难题的。例如，在讲述Profibus时，他会详细分析它在实时性、诊断功能等方面的优势，并举例说明它在汽车制造、楼宇自动化等领域的成功应用。而当介绍Modbus时，他又会强调它的通用性和易用性，以及在简单设备联网中的广泛使用。这种“对比分析”的方式，让我能够更清晰地理解不同技术的适用范围和技术特点。此外，书中对工业以太网的讲解也让我受益匪浅，它详细介绍了工业以太网在传统以太网基础上进行的改进和优化，以及各种工业以太网标准，如EtherNet/IP、Profinet等的关键技术和应用场景。书中的大量实际案例和图示，让抽象的技术概念变得触手可及，我能够非常直观地理解它们的工作原理和实际效果。读完这本书，我感觉自己对现代工业自动化系统的构成和运行机制，有了更系统、更深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像走进了一个繁忙的工业心脏地带，到处都是数据流在跳跃，机器在低语。我一直对自动化和工业控制那一块儿比较感兴趣，但总觉得隔着一层神秘的面纱。拿到这本书，我最先被它宏大的主题所吸引——“现场总线”和“工业以太网”，这不就是现代工业的神经系统吗？我翻开第一页，就感觉自己被一股强大的技术洪流裹挟着向前，作者用一种非常务实、几乎是手把手教学的方式，把我带入了现场总线和工业以太网的缤纷世界。他没有一开始就抛出过于晦涩的概念，而是从最基础的原理讲起，比如为什么需要现场总线，它解决了什么问题，然后一步步深入到各种主流的现场总线技术，像Profibus、CANopen、Modbus等等，每一种都讲得有理有据，还穿插了大量的实际案例。我尤其喜欢的是，作者在讲解过程中，不仅仅停留在理论层面，更注重实际的应用，比如在化工、电力、汽车制造等不同行业，这些技术是如何发挥作用的，又是如何解决实际生产中的难题的。这本书的图文并茂也给我留下了深刻的印象，清晰的图表和示意图，让那些原本抽象的技术概念变得生动形象，我能很直观地理解它们的工作原理和连接方式。对于我这样一个对工业自动化充满好奇的读者来说，这本书就像一把钥匙，打开了通往真实工业世界的大门，让我对整个工业控制体系有了更清晰、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，可以说是“沉浸式”地把我拉进了工业自动化的前沿阵地。我一直对现代工业的运行机制很好奇，特别是那些看不到但却至关重要的通信技术，而这本书恰恰满足了我的好奇心。作者的讲解方式非常有趣，他不是简单地堆砌技术名词，而是用一种非常人性化、易于理解的语言，层层剥茧地揭示了“现场总线”和“工业以太网”的奥秘。我特别喜欢他对于不同现场总线技术对比分析的部分，他不仅仅是罗列出各种协议的特点，而是深入探讨了它们各自的“性格”和“擅长领域”。比如，对于Profibus，他会强调其在实时性和可靠性上的卓越表现，并用实际的案例说明它如何在严苛的工业环境下稳定工作；而对于Modbus，他则会突出其简单易用、兼容性强的优势，适合于各种基础设备之间的通信。这种“场景化”的讲解，让我能够直观地理解不同技术选择背后的考量，也让我对这些技术有了更深刻的认识。此外，他对工业以太网的深入剖析也让我印象深刻，从最初的工业以太网标准到各种新兴的应用，他都做了详细的梳理和讲解。书中穿插的大量图表和示意图，就像是为我绘制了一张张工业通信网络的“地图”，让我能够清晰地看到数据如何在复杂的工业系统中流动和交换。总的来说，这本书不仅仅是技术内容的堆砌，更是一种思维方式的引导，让我从一个“旁观者”变成了一个能够理解和欣赏工业自动化背后精妙逻辑的“参与者”。

评分☆☆☆☆☆

读了这本书，我最大的感受是，原来我们身边那些默默工作的自动化设备，背后竟然隐藏着如此精巧而复杂的技术逻辑。我一直觉得工业控制是个很“硬核”的领域，但这本书的叙述方式却意外地平易近人。作者就像一位经验丰富的工程师，娓娓道来，将那些原本听起来高高在上的“现场总线”和“工业以太网”变得触手可及。他没有使用过多的专业术语，即使有，也会用最浅显易懂的方式进行解释，让我这个非专业背景的读者也能跟上他的思路。特别是在介绍各种现场总线协议时，他不仅仅是罗列它们的技术参数，而是着重强调了它们各自的优势、劣势以及适用的场景。这让我能够跳出“是什么”的层面，深入到“为什么”和“怎么用”的思考。例如，在谈到Profibus时，他会分析它在实时性、可靠性方面的卓越表现，并举例说明它在离散制造中的广泛应用；而在讲到Modbus时，他又会强调它的开放性和易用性，以及在简单设备连接中的便利。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了我对这些技术的理解深度。而且，书中穿插了大量的实际工程案例，这些案例非常贴近工业生产的实际需求，让我能够看到理论知识如何在真实世界中落地，又如何解决实际问题。读完之后，我感觉自己对现代工业自动化系统的构建和运行，有了一种全新的、更具象化的认知，不再是模糊的印象，而是有了清晰的脉络和细节。

评分☆☆☆☆☆

h好书，，值得一读。期待中。

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挺好的。。。。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

不错还可以吧

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内容很详细，值得购买

评分☆☆☆☆☆

低年级课外阅读，应注意学生兴趣的培养和鼓励，注意方法的指导，给予正面的引导，使学生从小养成良好的读书习惯。学生是从兴趣的角度去读书的，至于怎么读和应该读懂些什么，他们并不知道。教师应从方法上多给予具体的指导。低年级儿童采用的主要是精读法，即，审题设疑，粗读感知，细读理解，诵读积累，总结收获。

评分☆☆☆☆☆

内容很详细，值得购买

评分☆☆☆☆☆

应该是退货之后的产品，书的包装膜度没有看到

评分☆☆☆☆☆

发货挺快的 稍稍看了下

评分☆☆☆☆☆

东西不错 特价买的 很便宜 京东给力