現場總綫與工業以太網及其應用技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李正軍 著

圖書標籤:

• 現場總綫
• 工業以太網
• 工業通信
• 自動化控製
• PLC
• DCS
• 網絡技術
• 協議分析
• 應用技術
• 嵌入式係統

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111356073

版次：1

商品編碼：10841919

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 電氣信息工程叢書

開本：其他

齣版時間：2011-09-01

用紙：膠版紙

頁數：430

字數：686000

內容簡介

　　《現場總綫與工業以太網及其應用技術》從工程實際應用齣發，全麵係統地介紹瞭現場總綫與工業以太網技術及其應用係統設計，力求所講內容具有較強的可移植性、先進性、係統性、應用性、資料開放性，起到舉一反三的作用。
　　《現場總綫與工業以太網及其應用技術》共分9章，主要內容包括現場總綫與工業以太網概論、控製網絡技術、通用串行通信接口技術、profibus現場總綫、profibus-dp通信控製器與網絡接口卡、profibus-dp應用係統設計、devicenet現場總綫、tcp/ip協議與以太網控製器、工業以太網應用係統設計。
　　《現場總綫與工業以太網及其應用技術》可作為高等院校自動化、測控技術及儀器、計算機應用、信息工程、機電一體化方嚮的研究生、本科生的教材，也可作為從事現場總綫與工業以太網技術及其應用係統設計的工程技術人員參考用書。

目錄

前言
第1章 概論
1.1 現場總綫的産生與發展
1.2 工業以太網的産生與發展
1.3 現場總綫與企業網絡
1.4 流行現場總綫簡介
1.5 工業以太網簡介
1.6 netx網絡控製器
1.7 習題
第2章 控製網絡技術
2.1 數據通信技術基礎
2.2 網絡互連技術
2.3 網絡互連設備
2.4 通信參考模型
2.5 習題
第3章 通用串行通信接口技術
3.1 串行通信技術基礎
3.2 rs-232c串行通信接口技術
3.3 rs-485串行通信接口技術
3.4 modbus通信協議
3.5 習題
第4章 profibus現場總綫
4.1 profibus概述
4.2 profibus的協議結構
4.3 profibus-dp現場總綫係統
4.4 profibus-dp的通信模型
4.5 profibus-dp的總綫設備類型
4.6 設備數據庫文件（gsd）
4.7 習題
第5章 profibus-dp通信控製器與網絡接口卡
第6章 profibus-dp應用係統設計
第7章 devicenet現場總綫
第8章 tcp/ip協議與以太網控製器
第9章 工業以太網應用係統設計
參考文獻

前言/序言

現代智慧工廠的神經係統：工業通信技術解析 在日新月異的工業4.0浪潮下，製造業正經曆著前所未有的深刻變革。傳統的自動化生産模式正被更智能、更靈活、更互聯的柔性製造體係所取代。而支撐這一偉大變革的核心，正是那些隱匿在龐大生産綫和精密設備之下的工業通信技術。它們如同現代智慧工廠的神經係統，負責信息的實時、可靠傳輸，確保各個環節的順暢協作，從而實現生産效率的飛躍和産品質量的提升。 本書旨在深入剖析當前工業自動化領域至關重要的通信技術，著重探討其工作原理、技術特點、應用場景以及在實際生産部署中的關鍵考量。我們將從基礎概念入手，逐步深入到技術的細節和前沿發展，為讀者構建一個全麵而深刻的工業通信技術知識體係。 第一篇：工業通信的基石——認識基礎與通用協議 在信息爆炸的時代，理解工業通信首先需要建立紮實的基礎。本篇我們將從最根本的層麵齣發，介紹工業通信的獨特要求與挑戰。與消費級網絡不同，工業環境對通信的實時性、確定性、可靠性和魯棒性有著極其嚴苛的標準。例如，在一個精密機床的控製係統中，毫秒級的延遲都可能導緻生産事故；在惡劣的工業環境中，電磁乾擾、溫度變化、粉塵汙染等都會對通信信號産生嚴重影響。因此，工業通信技術在設計之初就必須充分考慮這些極端條件。 我們將詳細介紹幾種廣泛應用的工業通信基礎協議，它們是實現設備間互聯互通的語言。例如，Modbus，這個簡潔而高效的協議，雖然問世已久，但其易用性和廣泛的兼容性使其在許多中小型自動化係統中依然占據重要地位。我們將解析Modbus的報文結構、讀寫功能碼，以及它如何在串口（RS-232/RS-485）和以太網平颱上得以應用。 同樣，OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) 作為新一代的工業通信標準，將是我們重點關注的對象。OPC UA不僅僅是一個協議，更是一個互操作性框架，它能夠跨平颱、跨語言、跨供應商地實現工業設備和應用之間的數據交換。我們將深入探討OPC UA的架構設計，包括其信息模型、安全機製（如加密、身份驗證）以及如何實現服務的發現和調用。理解OPC UA，意味著掌握瞭打通工業數據孤島、實現智能互聯的關鍵鑰匙。 此外，本篇還會簡要介紹一些在特定領域常見的通信協議，例如用於過程控製的Foundation Fieldbus和Profibus，以及用於安全相關的通信協議，為讀者提供更廣闊的視野。 第二篇：工業以太網的崛起與核心技術 以太網，這個在辦公和消費領域早已無處不在的技術，正在以前所未有的速度滲透到工業自動化領域，催生瞭“工業以太網”這一概念。工業以太網並非簡單地將標準以太網應用於工業現場，而是在此基礎上進行瞭大量的優化和增強，以滿足工業環境的特殊需求。 本篇將重點解析工業以太網的核心技術，首先是實時以太網的概念。為瞭解決傳統以太網的“不確定性”問題，即數據傳輸時延的不固定，一係列實時以太網協議應運而生。我們將深入介紹幾種主流的實時以太網技術，如EtherNet/IP，它結閤瞭以太網的開放性和CIP（Common Industrial Protocol）的強大功能，廣泛應用於北美市場；PROFINET，作為西門子公司主導的工業以太網標準，在歐洲市場具有極高的占有率，我們將詳細解析其在實時性、數據一緻性、診斷能力等方麵的優勢；EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)，以其卓越的性能、極低的實時延遲和高效的設備集成能力，在高性能運動控製領域備受青睞，我們將深入探究其“從站協同”的獨特工作機製。 除瞭實時性，工業以太網還需要解決網絡拓撲、帶寬管理、冗餘機製以及網絡安全等問題。我們將討論常見的工業以太網拓撲結構，如星型、環形、總綫型，以及它們在實際應用中的優缺點。對於確保生産連續性的冗餘技術，例如MRP (Media Redundancy Protocol) 和ERTEC (Ethernet Ring Controller)，也將進行詳細的講解。 在網絡安全方麵，隨著工業互聯網的深入發展，工業網絡的安全性也變得至關重要。本篇將探討工業以太網麵臨的安全威脅，以及常用的安全防護措施，如防火牆、VPN、訪問控製列錶（ACL）等，並簡要介紹IEC 62443等工業網絡安全標準。 第三篇：現場總綫的應用與技術演進 在工業以太網大規模普及之前，現場總綫（Fieldbus）在工業自動化領域扮演著至關重要的角色。現場總綫是一種用於連接現場設備（如傳感器、執行器）與控製係統（如PLC、DCS）的數字通信網絡。它取代瞭傳統的點對點模擬或數字信號綫，顯著簡化瞭布綫，提高瞭通信效率和係統的靈活性。 本篇將迴顧幾種經典的現場總綫技術，並分析其技術特點和應用場景。我們將詳細介紹Profibus，作為一種非常成熟和廣泛應用的現場總綫，它包含瞭DP（Decentralized Peripherals）、PA（Process Automation）和FMS（Fieldbus Message Specification）等多種配置，我們將重點解析Profibus DP在離散製造領域的優勢，以及Profibus PA在過程控製領域的應用。 DeviceNet，作為一種基於CAN（Controller Area Network）總綫的現場總綫，在北美地區得到瞭廣泛的應用，尤其是在物料搬運、汽車製造等領域。我們將分析DeviceNet的設備模型、通信方式和其在提高係統集成度和效率方麵的貢獻。 HART (Highway Addressable Remote Transducer) 協議，雖然常常與傳統的4-20mA模擬信號結閤使用，但其獨特的數字通信能力使其在智能儀錶領域不可或缺。我們將探討HART協議如何在提供模擬信號的同時，實現對智能儀錶的遠程配置、診斷和參數設置。 此外，我們還將簡要介紹其他一些重要的現場總綫技術，如CANopen、Modbus RTU等，並分析它們在不同應用領域中的適用性。本篇也將會探討現場總綫技術如何與以太網技術進行融閤，以應對未來工業發展的需求。 第四篇：麵嚮未來的工業通信——融閤與智能化 工業通信技術的演進並非終點，而是不斷嚮前發展的過程。本篇將聚焦於當前和未來的工業通信發展趨勢，探討技術融閤帶來的新機遇。 時間敏感網絡 (TSN - Time-Sensitive Networking)，作為下一代以太網技術的關鍵組成部分，正在為工業通信帶來革命性的變化。TSN旨在為標準以太網提供確定性的時序控製和高精度的同步能力，使得工業以太網能夠在同一網絡基礎設施上承載多種流量，包括實時控製數據、視頻流以及IT流量。我們將深入解析TSN的關鍵技術，如調度、緩衝、同步等，並探討它如何賦能更復雜的工業自動化應用，例如工業物聯網（IIoT）中的協同機器人、預測性維護以及數字孿生。 5G通信技術在工業領域的應用也日益受到關注。5G的超高帶寬、超低時延和海量連接能力，為工業無綫通信提供瞭前所未有的可能性。我們將探討5G在工業自動化中的潛在應用場景，如無綫AGV（自動導引車）的精確定位和控製、遠程設備維護和監控、以及AR/VR在工業培訓和操作中的應用。 此外，本篇還將探討工業物聯網 (IIoT) 的興起對工業通信提齣的新挑戰和新機遇。IIoT要求更廣泛的數據采集、更復雜的設備互聯以及更高層級的數據分析和決策。我們將討論如何利用現有的工業通信技術，結閤雲計算、邊緣計算等技術，構建一個更加智能和開放的工業通信架構。 結語 工業通信技術是現代工業發展的基石，它如同智慧工廠的血管和神經，支撐著高效、穩定、智能的生産運營。本書通過對基礎概念、核心協議、關鍵技術以及未來趨勢的深入解析，旨在為讀者提供一個全麵而深刻的工業通信技術視角。無論您是行業從業者、技術研究人員，還是對工業自動化充滿興趣的學習者，本書都將是您理解和掌握現代工業通信技術的寶貴資源。通過掌握這些先進的通信技術，我們能夠更好地構建麵嚮未來的智能工廠，推動工業嚮更高水平邁進。

評分☆☆☆☆☆

讀瞭這本書，我最大的感受是，原來我們身邊那些默默工作的自動化設備，背後竟然隱藏著如此精巧而復雜的技術邏輯。我一直覺得工業控製是個很“硬核”的領域，但這本書的敘述方式卻意外地平易近人。作者就像一位經驗豐富的工程師，娓娓道來，將那些原本聽起來高高在上的“現場總綫”和“工業以太網”變得觸手可及。他沒有使用過多的專業術語，即使有，也會用最淺顯易懂的方式進行解釋，讓我這個非專業背景的讀者也能跟上他的思路。特彆是在介紹各種現場總綫協議時，他不僅僅是羅列它們的技術參數，而是著重強調瞭它們各自的優勢、劣勢以及適用的場景。這讓我能夠跳齣“是什麼”的層麵，深入到“為什麼”和“怎麼用”的思考。例如，在談到Profibus時，他會分析它在實時性、可靠性方麵的卓越錶現，並舉例說明它在離散製造中的廣泛應用；而在講到Modbus時，他又會強調它的開放性和易用性，以及在簡單設備連接中的便利。這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，極大地提升瞭我對這些技術的理解深度。而且，書中穿插瞭大量的實際工程案例，這些案例非常貼近工業生産的實際需求，讓我能夠看到理論知識如何在真實世界中落地，又如何解決實際問題。讀完之後，我感覺自己對現代工業自動化係統的構建和運行，有瞭一種全新的、更具象化的認知，不再是模糊的印象，而是有瞭清晰的脈絡和細節。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像走進瞭一個繁忙的工業心髒地帶，到處都是數據流在跳躍，機器在低語。我一直對自動化和工業控製那一塊兒比較感興趣，但總覺得隔著一層神秘的麵紗。拿到這本書，我最先被它宏大的主題所吸引——“現場總綫”和“工業以太網”，這不就是現代工業的神經係統嗎？我翻開第一頁，就感覺自己被一股強大的技術洪流裹挾著嚮前，作者用一種非常務實、幾乎是手把手教學的方式，把我帶入瞭現場總綫和工業以太網的繽紛世界。他沒有一開始就拋齣過於晦澀的概念，而是從最基礎的原理講起，比如為什麼需要現場總綫，它解決瞭什麼問題，然後一步步深入到各種主流的現場總綫技術，像Profibus、CANopen、Modbus等等，每一種都講得有理有據，還穿插瞭大量的實際案例。我尤其喜歡的是，作者在講解過程中，不僅僅停留在理論層麵，更注重實際的應用，比如在化工、電力、汽車製造等不同行業，這些技術是如何發揮作用的，又是如何解決實際生産中的難題的。這本書的圖文並茂也給我留下瞭深刻的印象，清晰的圖錶和示意圖，讓那些原本抽象的技術概念變得生動形象，我能很直觀地理解它們的工作原理和連接方式。對於我這樣一個對工業自動化充滿好奇的讀者來說，這本書就像一把鑰匙，打開瞭通往真實工業世界的大門，讓我對整個工業控製體係有瞭更清晰、更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，可以說是“沉浸式”地把我拉進瞭工業自動化的前沿陣地。我一直對現代工業的運行機製很好奇，特彆是那些看不到但卻至關重要的通信技術，而這本書恰恰滿足瞭我的好奇心。作者的講解方式非常有趣，他不是簡單地堆砌技術名詞，而是用一種非常人性化、易於理解的語言，層層剝繭地揭示瞭“現場總綫”和“工業以太網”的奧秘。我特彆喜歡他對於不同現場總綫技術對比分析的部分，他不僅僅是羅列齣各種協議的特點，而是深入探討瞭它們各自的“性格”和“擅長領域”。比如，對於Profibus，他會強調其在實時性和可靠性上的卓越錶現，並用實際的案例說明它如何在嚴苛的工業環境下穩定工作；而對於Modbus，他則會突齣其簡單易用、兼容性強的優勢，適閤於各種基礎設備之間的通信。這種“場景化”的講解，讓我能夠直觀地理解不同技術選擇背後的考量，也讓我對這些技術有瞭更深刻的認識。此外，他對工業以太網的深入剖析也讓我印象深刻，從最初的工業以太網標準到各種新興的應用，他都做瞭詳細的梳理和講解。書中穿插的大量圖錶和示意圖，就像是為我繪製瞭一張張工業通信網絡的“地圖”，讓我能夠清晰地看到數據如何在復雜的工業係統中流動和交換。總的來說，這本書不僅僅是技術內容的堆砌，更是一種思維方式的引導，讓我從一個“旁觀者”變成瞭一個能夠理解和欣賞工業自動化背後精妙邏輯的“參與者”。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像一本為我量身打造的工業技術指南，它為我打開瞭通往“現場總綫”和“工業以太網”這個迷人世界的大門。我一直對工業生産中的自動化和智能化充滿好奇，但總覺得缺乏一個清晰的切入點。這本書恰恰填補瞭我的空白。作者的寫作風格非常獨特，他沒有采用枯燥的學術論文格式，而是像一位經驗豐富的老師，用一種非常生動、形象的方式，娓娓道來。我特彆欣賞他對各種現場總綫技術的講解，不僅僅是介紹它們的名稱和基本原理，更是深入剖析瞭它們在實際工業應用中的優劣勢，以及它們是如何解決不同工業場景下的通信難題的。例如，在講述Profibus時，他會詳細分析它在實時性、診斷功能等方麵的優勢，並舉例說明它在汽車製造、樓宇自動化等領域的成功應用。而當介紹Modbus時，他又會強調它的通用性和易用性，以及在簡單設備聯網中的廣泛使用。這種“對比分析”的方式，讓我能夠更清晰地理解不同技術的適用範圍和技術特點。此外，書中對工業以太網的講解也讓我受益匪淺，它詳細介紹瞭工業以太網在傳統以太網基礎上進行的改進和優化，以及各種工業以太網標準，如EtherNet/IP、Profinet等的關鍵技術和應用場景。書中的大量實際案例和圖示，讓抽象的技術概念變得觸手可及，我能夠非常直觀地理解它們的工作原理和實際效果。讀完這本書，我感覺自己對現代工業自動化係統的構成和運行機製，有瞭更係統、更深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我大開眼界，它揭示瞭工業世界背後那個看不見的、卻又無比重要的“脈絡”。我一直覺得，工業自動化是個非常高深莫測的領域，但這本書的作者用一種非常接地氣的方式，把我帶進瞭這個世界。他沒有直接“硬塞”概念，而是從一個非常務實的角度齣發，闡述瞭“現場總綫”和“工業以太網”的齣現是多麼的必要，它們解決瞭什麼樣痛點。我最喜歡的部分是，他不僅僅是介紹各種總綫協議本身，而是深入剖析瞭它們在實際工業場景中的應用。比如，在描述一個大型化工生産綫的控製係統時，他會詳細解釋為什麼需要采用某種特定的現場總綫，這種總綫是如何保證數據傳輸的實時性和可靠性的，又是如何與PLC、傳感器、執行器等設備無縫集成的。這種“實戰”般的講解，讓我覺得特彆有啓發性，我能清晰地看到，理論知識是如何轉化為解決實際問題的強大工具的。而且，書中對工業以太網的介紹也非常詳實，從以太網在工業環境下的特殊要求，到各種工業以太網協議，如EtherNet/IP、Profinet等的特點和應用，都講解得非常到位。我尤其欣賞的是，作者並沒有迴避技術細節，但他會用非常清晰的語言和圖示來解釋，讓那些復雜的概念變得易於理解。讀完這本書，我感覺自己對工業控製係統有瞭更深層次的理解，不再是停留在錶麵，而是真正走進瞭工業自動化技術的核心。

評分☆☆☆☆☆

不錯還可以吧

評分☆☆☆☆☆

挺好的,內容豐富，可以作為參考書。

評分☆☆☆☆☆

有其用處，好好學習，好好工作。

評分☆☆☆☆☆

不錯。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

為瞭及早能引導學生走進去豐富多彩的閱讀世界，讓他們博覽群書，開拓視野，豐富學生的知識儲備，不斷地提升學生的整體綜閤素質，切實提高學生們的語文素養，炎炎夏日，我們班在悠閑的暑假，開展瞭“想讀書、愛讀書，營造書香班級”的活動。

評分☆☆☆☆☆

3.最好是買拼音版本的，一本書裏不認識的字最好控製在20%以內，這樣孩子讀起來纔不會磕磕巴巴，纔會樂意讀下去。

評分☆☆☆☆☆

有其用處，好好學習，好好工作。

評分☆☆☆☆☆

不錯的工具書，碰到問題時可以拿齣來看看

評分☆☆☆☆☆

還好的。非常滿意的就是物流。放心。態度很好。