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

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

向晓汉 著

图书标签:

• PLC
• 西门子
• 工业通信
• 编程
• 自动化
• 工业控制
• S7
• STEP7
• PROFIBUS
• PROFINET

店铺： 北京文博宏图图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122160058

商品编码：29657926618

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

---

内容提要

---

　　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

---

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

---

文摘

---

序言

---

《工业通信技术与应用实战指南》 内容简介 本书是一部全面深入探讨工业通信技术及其在实际应用中解决方案的专业参考著作。它旨在为从事自动化、电气工程、过程控制、机械制造以及相关领域的技术人员、工程师、项目经理和学生提供一套系统、实用的知识体系和操作指南。本书紧密结合工业生产的实际需求，从基础理论到高级应用，层层递进，力求帮助读者建立对工业通信的深刻理解，并掌握在复杂工业环境中设计、部署和维护高效通信系统的能力。 第一部分：工业通信基础理论与原理 本部分将从工业通信的起源和发展开始，梳理其在现代工业自动化中的核心地位和不可替代的作用。我们将详细介绍工业通信的四大基本要素：物理层、数据链路层、网络层和应用层，并结合工业现场的特点，深入剖析每层的功能、协议及其在不同场景下的优势与局限。 物理层解析： 深入探讨各种工业现场常用的传输介质，包括双绞线、光纤、同轴电缆以及无线通信技术（如Wi-Fi、Bluetooth、LoRa等），并分析它们在抗干扰性、传输速率、传输距离以及成本等方面的差异，帮助读者选择最适合特定工业环境的物理连接方案。重点介绍各种工业连接器和接口标准（如RS-232, RS-485, Ethernet RJ45, M12等）的电气特性、安装要求和通信限制。 数据链路层协议详解： 详细阐述串行通信协议（如Modbus RTU/ASCII）的工作原理、报文结构、握手机制以及错误校验方法。分析工业以太网的兴起及其核心协议，包括Ethernet/IP, PROFINET, EtherCAT, Modbus TCP等。我们将深入剖析这些协议在数据帧格式、寻址方式、冲突检测与避免、以及实时性保障等方面的关键技术，并对比它们在性能、拓扑结构、连接设备数量等方面的优劣。 网络层与传输层功能： 讲解TCP/IP协议族在工业通信中的应用，包括IP地址、子网掩码、网关、端口号等概念。分析TCP和UDP协议在工业通信中的不同应用场景，重点关注TCP的可靠传输机制和UDP的低延迟特性。 应用层协议与数据模型： 深入研究工业通信中最具代表性的应用层协议，如OPC（OLE for Process Control）系列标准（OPC DA, OPC UA, OPC HDA等）及其在数据采集、历史数据存储和实时数据交换中的核心作用。分析MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）协议在物联网（IoT）和分布式系统中的应用，以及AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）在高可靠性消息队列方面的优势。我们将探讨这些协议如何实现不同设备之间的数据互操作性和信息共享。 第二部分：主流工业通信技术深入剖析 本部分将聚焦当前工业界应用最广泛、技术最成熟的几种工业通信技术，对其进行深度解析，并通过详实的案例分析，展示其在不同行业和应用场景下的强大能力。 串行通信（RS-485）深度探索： 详细讲解RS-485总线的设计原则、电气特性、多点通信机制（如半双工、全双工）、终端匹配以及接地问题。分析Modbus RTU/ASCII协议在这种介质上的具体实现，包括主从设备配置、数据寄存器类型（线圈、输入寄存器、保持寄存器、输入状态）以及常用功能码的应用。演示如何在复杂的工业现场环境下，有效地利用RS-485构建稳定可靠的通信网络，并探讨其在低成本、远距离通信场景下的优势。 工业以太网技术详解： Ethernet/IP： 深入剖析Ethernet/IP如何将标准以太网技术与CIP（Common Industrial Protocol）相结合，实现从自动化设备到企业信息系统的无缝集成。重点讲解其在生产线自动化、设备联网以及数据采集方面的应用。 PROFINET： 详细介绍PROFINET的架构、通信方式（实时通信RT, 高实时通信IRT）以及与STEP 7/TIA Portal等西门子自动化软件的集成。分析PROFINET在生产自动化、运动控制以及故障安全通信中的强大能力。 EtherCAT： 深入理解EtherCAT的“处理即通过”（Processing on the Fly）原理，揭示其如何实现超高的实时性和极低的延迟。重点关注其在高性能运动控制、机器人协同以及复杂生产线同步方面的优势。 Modbus TCP/IP： 分析Modbus TCP/IP如何在TCP/IP网络上实现Modbus协议，使其能够跨越更广阔的网络范围。探讨其在设备互联、数据交换以及与 SCADA/HMI 系统集成中的简便性与通用性。 其他工业以太网协议（如Powerlink, Sercos等）： 简要介绍其他具有特定优势的工业以太网协议，并分析其适用场景。 现场总线技术回顾与展望： 对CAN总线、PROFIBUS等经典的现场总线技术进行回顾，分析其在工业领域长久的应用历史和技术特点，并探讨其在某些特定领域（如汽车电子、工业控制）的持续生命力，同时分析其与新一代工业通信技术的演进关系。 第三部分：工业通信系统设计与集成 本部分将指导读者如何根据实际的工业应用需求，设计、规划和实施高效、可靠的工业通信系统。 需求分析与系统规划： 讲解如何进行详尽的现场勘察，明确通信需求（如数据量、通信频率、实时性要求、可靠性标准、安全等级等）。指导读者根据设备类型、地理分布、环境条件以及成本预算，选择最合适的通信技术和拓扑结构。 网络拓扑设计： 详细介绍各种常见的工业通信网络拓扑结构（如星型、总线型、环型、树型、网状型）的优缺点，以及如何在实际应用中优化拓扑设计以提高通信效率和冗余性。 设备选型与连接： 指导读者如何根据通信协议和接口要求，选择合适的工业交换机、路由器、网关、协议转换器、采集模块、现场仪表和执行器。重点介绍工业级网络设备的选型要点，如IP防护等级、工作温度范围、防爆认证、冗余电源等。 通信协议配置与参数优化： 详细介绍如何在各种通信协议下进行参数配置，如IP地址分配、子网划分、端口设置、数据映射、报文格式定义等。探讨如何通过调整通信参数来优化系统的性能，提高传输速率和降低延迟。 集成不同通信技术： 讲解如何在异构的工业网络环境中，通过网关、协议转换器等设备实现不同通信技术之间的互联互通。分析在集成过程中可能遇到的挑战及相应的解决方案。 工业通信的安全性： 强调工业通信安全的重要性，介绍常见的网络安全威胁（如未经授权访问、数据篡改、拒绝服务攻击等）。讲解工业防火墙、VPN、访问控制、加密通信等安全措施的应用，以及如何构建纵深防御体系。 第四部分：工业通信系统的部署、维护与故障排除 本部分将聚焦工业通信系统的实际部署、日常维护以及故障诊断与排除，帮助读者确保系统的长期稳定运行。 系统部署流程： 详细介绍工业通信系统的安装、布线、设备连接、参数配置和调试的规范流程。强调规范化操作在保障系统性能和可靠性方面的重要性。 系统性能监控： 介绍各种监控工具和技术，包括网络流量分析、端口利用率监控、错误率统计、设备状态监测等。指导读者如何通过性能指标，及时发现潜在问题。 定期维护计划： 制定详细的定期维护计划，包括硬件检查、软件更新、参数备份、连接性测试等。强调预防性维护在减少系统故障、延长设备寿命方面的重要作用。 故障诊断与排除： 提供一套系统化的故障诊断方法论，从物理层到应用层，逐步排查问题。重点介绍各种常用的诊断工具（如网络抓包工具、协议分析仪、示波器等）的使用技巧。针对常见的通信故障，如通信中断、数据丢失、传输错误、延迟过高等，提供详尽的分析思路和解决策略。 系统升级与扩展： 探讨在不影响现有系统正常运行的前提下，如何进行系统升级和功能扩展。分析在面对新的通信技术和业务需求时，如何规划和实施系统的迭代。 第五部分：工业通信的未来发展趋势 本部分将展望工业通信技术的未来发展方向，帮助读者了解前沿技术和市场动态。 工业物联网（IIoT）与边缘计算： 深入探讨IIoT如何通过海量设备的互联互通，推动工业生产的智能化和柔性化。分析边缘计算在本地数据处理、实时响应和降低云端压力方面的关键作用，以及其与工业通信的深度融合。 5G在工业通信中的应用： 阐述5G技术的高带宽、低延迟、大连接特性将如何赋能更高级别的工业自动化，例如柔性制造、远程控制、AR/VR辅助操作等。 TSN（时间敏感网络）技术： 介绍TSN如何通过标准化技术，在标准以太网上实现确定性通信，为未来工业控制和自动化系统的发展奠定基础。 网络安全与可信计算： 进一步探讨在日益复杂的网络环境下，如何构建更加安全可靠的工业通信体系，包括区块链技术在工业数据安全和可追溯性方面的潜在应用。 人工智能与大数据在工业通信中的作用： 分析AI和大数据如何通过分析海量的通信数据，实现故障预测、性能优化、智能决策等，进一步提升工业生产的效率和智能化水平。 本书以其严谨的理论体系、丰富的实战案例、清晰的逻辑结构和深入浅出的讲解方式，将成为工业通信领域不可或缺的参考工具。无论您是初学者还是经验丰富的工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发，助力您在工业通信领域取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我最初对这类“精通”系列的教程是抱有怀疑态度的，总觉得内容会比较浅尝辄止，为了凑页数而填充一些基础知识。然而，这本书在面向更高级的诊断工具和软件集成方面，展现出了超乎预期的深度。例如，书中对“Wireshark”在工业以太网数据包捕获和分析的应用，已经达到了准专业级的水平。它不仅教你如何过滤出TCP/IP数据包，更进一步讲解了如何解析Profidrive或PROFINET IRT的特定帧结构，识别其中的循环数据和非周期数据。这种深度介入网络底层协议栈的分析能力，是传统自动化工程师往往欠缺的技能。通过书中的指导，我成功地使用Wireshark分析并优化了我们生产线上一个高精度运动控制任务中的抖动问题，找到了导致延迟的关键节点，这在之前的任何培训中都是没有涵盖过的知识点。这本书真正做到了从“会用”到“理解机制”的跨越，让技术人员不再是黑盒操作者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常务实，几乎没有一句废话，每一个段落似乎都是从解决实际工程问题的角度出发的。我尤其欣赏它对故障排除流程的系统性构建。在以往的工作中，遇到通讯故障往往是手忙脚乱，先重启再说，效率低下。这本书则提供了一个清晰的“三层诊断模型”：第一层关注物理层（电缆、指示灯状态）；第二层聚焦于数据链路层（MAC地址冲突、帧丢失率）；第三层深入到应用层（应用层心跳包超时、数据一致性校验）。书中的案例研究部分更是精彩绝伦，它们不是虚构的理想场景，而是根据真实工厂反馈整理的“疑难杂症”。我记得有一个关于S7-1200与第三方设备通过Modbus TCP进行数据交换时，出现周期性数据丢失的问题，作者层层剥茧，最终定位到是Modbus寄存器映射的字节序（Endianness）不匹配造成的。这个细节，如果不是经验丰富的工程师亲手总结，是很难在标准手册中找到的。这种“授人以渔”的排错思路，远比单纯教会你某个软件界面的操作来得宝贵。

评分☆☆☆☆☆

我花了大概一周的时间，主要攻克了关于工业以太网安全性的章节。坦白说，很多关于工业控制系统（ICS）安全的书籍，要么过于偏重理论的宏大叙事，要么就是停留在打补丁这种非常表面的操作层面。但这本书的独特之处在于，它将网络安全融入到了日常的PLC编程和HMI配置的实际操作流程中。比如，书中详细演示了如何利用VLAN技术对不同安全等级的设备进行物理隔离，并配有详细的步骤图，连在Step 7管理器中如何创建和分配VLAN ID都给得清清楚楚。更有价值的是，它没有回避“OPC UA”在当前工业4.0浪潮中的核心地位，并用大量的篇幅解释了其证书管理和数据加密机制，这不是简单的API调用说明，而是深入到了PKI（公钥基础设施）在OT环境中的实际部署考量。读完这一部分，我立刻信心倍增，回去以后针对我们车间新上线的几台设备，重新审核了防火墙策略和远程访问权限，大大提升了安全防护的意识和技术执行力。这种将前沿安全技术与传统西门子硬件紧密结合的叙事方式，是这本书最大的亮点之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常抓人眼球，那种深邃的蓝色调和清晰的排版，一看就知道是面向专业人士的。我当时在书店里是被它那种“硬核”的气质吸引的，尤其书名后那个“完全精通”的字样，简直就是对我们这些渴望技术突破的人发出的无声邀请。我最欣赏的是它在开篇部分对工业通信协议历史脉络的梳理，那不是简单的罗列时间点，而是深入剖析了不同协议（比如早期的串行通信到后来的以太网基础）是如何为了适应工业现场日益增长的数据量和实时性要求而迭代演进的。作者在介绍Profibus和Profinet时，用了很多生动的比喻，把抽象的报文结构讲得像是在搭建一座精密复杂的管道系统，每一个数据包的封装和传输路径，都对应着现实中设备间的“对话流程”。这种详尽的讲解，让我这个之前在现场处理通讯中断问题时只能靠“试错法”的工程师，第一次真正理解了底层逻辑，感觉像是从一个只能看懂“交通信号灯”的路人，瞬间升级成了能看懂“交通管制中心蓝图”的工程师。特别是关于时间同步和网络拓扑规划的部分，简直就是一本实战宝典，很多教科书只会提概念，这本书却给出了不同负载和网络规模下的具体配置参数建议，读起来非常踏实。

评分☆☆☆☆☆

这本书的组织结构体现出极强的逻辑性和递进性，使得不同技术背景的读者都能找到自己的切入点。对于新手来说，第一部分对不同通信介质（双绞线、光纤、RS-485）的特性对比和选型标准介绍，提供了坚实的基础；而对于我这种已有几年经验的人来说，后续关于冗余系统（如MRP/MRP-D和HSR/PRP）的详细对比和配置指南，才是最有价值的部分。作者在阐述冗余机制时，不仅仅停留在“提高了可靠性”这种空泛的描述，而是细致地对比了不同协议的切换时间、硬件成本以及对现有网络架构的侵入性。特别是对于S7-400H和S7-1500R/H系统的配置差异，书中提供了非常清晰的表格化比较，这极大地帮助了我们在为高可用性项目选型时做出权衡。整本书读下来，最大的感受是，它不仅仅是一本技术手册，更像是一部浓缩了无数项目经验的“工业通信圣经”，它教会你的不仅仅是如何配置，更是如何基于工程经济学和可靠性指标做出最佳的技术决策。