西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘) 9787122160058 化学工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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向晓汉 著

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• 工业控制
• S7
• STEP7
• PROFIBUS
• PROFINET

店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122160058

商品编码：29657507504

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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第1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

第10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

第11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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精通工业通信：掌控现代自动化系统的脉搏 在日新月异的工业4.0时代，高效、稳定、可靠的通信网络是驱动生产力提升、实现智能制造的基石。无论是精密控制的生产线，还是庞大复杂的化工厂，亦或是遍布全球的物流体系，都离不开一套强大而灵活的工业通信系统作为其神经中枢。本书并非聚焦于某一特定品牌或产品，而是将目光投向工业通信领域的核心理念、关键技术以及通用的实践方法，旨在为广大工业自动化从业者、工程师、技术人员以及对工业通信感兴趣的学习者，提供一套系统、深入、且极具实操价值的学习指南。 本书的独特之处在于，它跳出了对具体硬件和软件的束缚，而是从工业通信的本质出发，层层剖析其发展脉络、技术原理、网络架构以及安全保障。我们将一同探索工业通信的演进史，理解从最初的串行通信到如今以太网为核心的演变过程，了解不同通信协议在不同应用场景下的优势与劣势。通过详尽的讲解，您将能够深刻理解各种通信技术的底层逻辑，例如为何RS-485能够实现多点通信，TCP/IP协议如何在复杂的工业网络中确保数据的准确传输，以及OPC UA为何能成为跨平台、跨协议的通用通信标准。 第一部分：工业通信的基础理论与通用协议 我们从工业通信最基本的概念入手，深入浅出地阐述数据传输的基本原理、信号的编码与解码、噪声的抑制与纠错等。理解这些基础知识，如同建造摩登大厦的地基，是后续所有高级学习的起点。 信号传输原理： 探讨模拟信号与数字信号的区别，理解信号的调制与解调技术，以及它们在工业环境中的应用，例如如何将传感器采集到的模拟量转化为可供PLC识别的数字信号。 通信介质的选择与应用： 详细分析各种工业通信介质的特性，包括双绞线、光纤、无线通信（如Wi-Fi、LoRa、5G）等，并结合实际应用场景，指导读者如何根据传输距离、环境干扰、数据速率等因素选择最合适的介质。 串行通信协议详解： 深入剖析RS-232、RS-422、RS-485等经典串行通信协议的原理、接口标准、通信模式（如半双工、全双工），以及在传统自动化设备中的广泛应用。我们将讨论如何克服这些协议在传输距离和速度上的限制，并介绍一些增强其性能的策略。 现场总线技术： 重点介绍工业自动化领域中占据重要地位的现场总线技术，如PROFIBUS、CAN bus、DeviceNet、Foundation Fieldbus等。本书将详细阐述它们的通信机制、网络拓扑、数据帧结构、错误检测与处理机制，以及在不同工业领域（如楼宇自动化、过程控制、运动控制）的应用案例。通过对比分析，帮助读者理解不同现场总线技术的适用范围和选择依据。 工业以太网： 随着工业自动化的发展，以太网逐渐成为工业通信的主流。本书将全面介绍工业以太网的演进，包括标准以太网在工业环境中的挑战，以及针对性改进的工业以太网协议，如Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、POWERLINK等。我们将深入解析这些协议的实时性保证机制（如时间触发、事件触发）、通信对象模型、网络诊断功能，并展示它们在高速运动控制、分布式I/O以及大数据采集中的强大能力。 OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）： 强调OPC UA作为现代工业通信的“通用语言”的重要性。本书将深入讲解OPC UA的架构设计、信息模型、安全机制（认证、授权、加密），以及其在实现跨平台、跨供应商互联互通方面的独特优势。我们将展示如何利用OPC UA构建统一的工业信息模型，实现数据的高效采集、集成与分析，为MES、ERP等上层系统提供坚实的数据支撑。 第二部分：工业通信网络的设计、实施与优化 理论知识是基础，而将这些知识转化为实际应用，则需要扎实的工程设计与实施能力。本部分将引导读者从零开始，规划、构建、部署和维护高效稳定的工业通信网络。 网络拓扑结构设计： 分析星型、总线型、环型、树型等常见工业网络拓扑结构的优缺点，以及在不同场景下的最佳实践。我们将指导读者如何根据生产规模、设备布局、通信需求以及冗余要求，设计出最优的网络拓扑。 IP地址规划与子网划分： 讲解TCP/IP协议栈在工业网络中的应用，以及如何进行合理的IP地址规划和子网划分，以提高网络效率，增强网络安全性，并为未来的网络扩展预留空间。 工业交换机与路由器选型： 针对工业恶劣环境，介绍具备抗震动、耐高温、防腐蚀等特性的工业级网络设备。我们将重点讲解选择工业交换机和路由器时需要考虑的关键参数，如端口类型、传输速率、背板带宽、冗余电源、以及管理功能等。 网络布线与连接： 强调规范的布线是保证通信稳定性的关键。我们将详细介绍工业环境中常用的线缆类型、连接器标准、屏蔽措施，以及布线时的注意事项，如避免强电干扰、合理布置线缆走向等。 网络安全策略与实施： 工业通信网络面临日益严峻的安全威胁。本书将系统介绍工业网络安全的基本概念、威胁类型（如病毒、勒索软件、DDoS攻击、内部威胁），以及构建纵深防御体系的策略，包括防火墙部署、VPN应用、访问控制、入侵检测与防御（IDS/IPS）、安全审计等。我们将强调“安全左移”的理念，将安全设计融入网络规划的早期阶段。 网络诊断与故障排除： 掌握有效的网络诊断和故障排除技巧是保证生产连续性的重要能力。本书将介绍常用的网络诊断工具（如Wireshark、Ping、Traceroute），以及各种通信故障的典型表现、根源分析方法和解决策略，例如数据包丢失、通信延迟、网络中断等问题的排查。 网络性能优化： 针对工业通信网络中常见的性能瓶颈，如数据拥塞、延迟过大等，我们将提供一系列优化方案，包括流量控制、服务质量（QoS）配置、网络分段、缓存策略等，以确保关键任务数据的实时性和可靠性。 第三部分：工业通信的未来趋势与前沿技术 工业通信领域从未停止过创新的脚步。本部分将展望工业通信的未来发展方向，并介绍一些新兴技术及其在工业领域的应用潜力。 工业物联网（IIoT）与边缘计算： 探讨IIoT如何将海量设备连接至网络，以及边缘计算在本地处理数据、降低网络负载、提升响应速度方面的作用。我们将分析工业通信协议在IIoT环境下的演进，以及如何为边缘设备提供高效可靠的通信支持。 时间敏感网络（TSN）： 深入介绍TSN技术，理解其如何通过精准的时间同步和调度机制，在标准以太网基础上实现确定性通信，为工业自动化带来更高级别的实时性和可靠性。我们将分析TSN在协同控制、精确同步和柔性制造中的应用前景。 5G在工业通信中的应用： 展望5G技术为工业通信带来的革命性变化，包括超高速率、超低延迟、海量连接等特性，以及其在远程控制、AR/VR辅助维护、移动机器人通信等场景下的巨大潜力。 人工智能与机器学习在工业通信中的融合： 探讨AI/ML如何应用于网络异常检测、故障预测、性能优化、以及智能流量调度等方面，实现工业通信网络的自学习、自适应和自主优化。 本书力求提供一种“举一反三”的学习方式，通过对通用原理和核心技术的深刻理解，读者能够触类旁通，轻松掌握不同品牌、不同型号的工业通信设备和协议。无论您身处何种工业自动化领域，从事何种技术岗位，相信本书都能为您在工业通信领域不断提升专业技能、解决实际工程问题提供强大的支持。让我们一起踏上精通工业通信的探索之旅，为现代工业的数字化、智能化转型贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本编程指南的排版和印刷质量简直让人眼前一亮，封面设计既专业又不失稳重，内页纸张的选择也透着一股用心，拿在手里沉甸甸的感觉，就知道内容不会是那种轻飘飘的糊弄之作。我特别喜欢它在讲解复杂概念时所采用的图文并茂的方式，那些流程图和时序图画得极其清晰，即便是初次接触这块的读者，也能通过这些视觉辅助工具迅速抓住核心逻辑。书中对不同通信协议的底层数据结构分析得非常透彻，简直是把“黑盒子”给拆开来了给我们看，这种深度解析在市面上同类书籍中是极为少见的。而且，作者在穿插理论知识的同时，总能适时地引出几个实际项目中的“坑”以及对应的完美解决方案，这比单纯罗列手册上的规范要实用得多。比如，书中关于网络冗余和故障切换机制的论述，结合了我在实际生产线调试时遇到的几次惊心动魄的断线重连场景，让我恍然大悟，原来那些看似随机的通信中断背后，都有着可以预期的设计缺陷。这本书与其说是一本教程，不如说是一本资深工程师多年血泪经验的浓缩精华，对提升实战能力绝对是质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

我本来以为这种“完全精通”的书名多少有点夸张成分，但阅读体验下来，我发现它真正做到了对某个技术栈的系统性梳理和拔高。它没有满足于仅仅停留在“如何配置”的层面，而是深入探讨了“为什么这样配置”背后的原理。书中对时间同步和数据一致性处理的章节，简直是教科书级别的范本。我曾经为了解决跨区域数据传输的延迟问题焦头烂额，翻阅了大量论坛和标准文档都不得要领，而这本书直接给出了一个基于时间戳校验和缓冲队列的优化方案，思路清晰，逻辑严密，让我茅塞顿开。更让我惊喜的是，作者对安全性的探讨也提上了日程，这不是很多传统工控书籍会忽略的薄弱环节。书中讨论了数据加密和访问权限控制在工业网络中的应用边界和局限性，这为我们设计面向未来的、更具韧性的自动化系统提供了重要的安全视角。可以说，这本书不仅教会了我如何让系统跑起来，更教会了我如何让系统跑得更稳、更安全，这种全方位的指导价值无可替代。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常有个人魅力，它不像某些技术文档那样板着面孔，而是带着一种前辈对后辈的谆谆教诲感。在讲解那些绕来绕去、让人脑子打结的协议握手过程时，作者会用一些非常形象的比喻来帮助我们理解数据包的流转和状态机的切换，比如将TCP的三次握手比喻成一次正式的会面邀请和确认过程，一下子就让抽象的术语变得生动起来。虽然内容专业性极强，但整体阅读起来并不枯燥乏味，反而有一种跟随一位经验丰富的老师傅走进车间、手把手指导的感觉。而且，作者对不同厂商的通信实现差异性也有独到的见解，比如某某品牌在特定功能块上的实现方式与标准略有偏离，这些“潜规则”的揭示，极大地避免了读者在实际集成项目中踩到“兼容性”的雷区。这种对行业内幕的精准把握，体现了作者深厚的实践积累，远超书本知识的范畴。

评分☆☆☆☆☆

我必须强调一下这本书的结构设计，它简直是为自学者量身定制的“学习地图”。全书内容按照从基础概念到高级应用，再到故障诊断和性能优化的递进逻辑层层深入，没有任何冗余或跳跃。初学者可以完全按照顺序打好基础，而有一定经验的人也可以直接跳到自己感兴趣的某一模块进行深度挖掘，而不用担心遗漏关键前提知识，因为每个章节的开头都会简洁地回顾必要的背景信息。这种灵活的参照性使得它成为一本优秀的工具书和学习资料的双重角色。尤其欣赏它在附录部分收录的常用命令代码片段和错误码对照表，这对于日常维护和快速排除故障来说，是多么宝贵和及时的资源啊！我甚至建议那些负责新员工培训的技术主管，可以直接将这本书作为岗前培训的主教材，因为它提供了一个完整的知识体系框架，能够迅速将新人带入工业通信的专业领域。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷是想解决一个复杂的跨平台数据实时交换问题，坦白地说，我当时对如何平衡实时性和数据完整性感到非常迷茫。这本书在深入探讨了数据包封装和传输效率优化后，提供了一个优雅的解决方案模型，它不仅考虑了带宽限制下的数据压缩算法，还细致地分析了不同缓冲区策略对抖动（Jitter）的影响。最让我印象深刻的是，书中对时间敏感网络（TSN）的一些前沿概念也有所涉及和展望，这表明作者的知识储备并非停留在当前的主流技术上，而是具有前瞻性的洞察力。读完这本书，我感觉自己的技术视野被极大地拓宽了，不再局限于眼前的“点对点”连接，而是开始思考整个工业生态系统中的通信架构和未来趋势。这本书提供的不仅仅是“术”，更是“道”，是指导我在未来复杂工业物联网（IIoT）环境中进行技术选型和架构设计的核心思想武器。