工業現場網絡通信技術應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

宋雲艷 著

圖書標籤:

• 工業網絡
• 現場總綫
• 工業以太網
• Profinet
• EtherCAT
• Modbus
• 通信協議
• 自動化
• 工業控製
• 數據采集

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111555704

版次：1

商品編碼：12122508

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 全國機械行業職業教育優質規劃教材（高職高專）經全國機械職業教育教學指導委員會審定 全國高職高專智能製

開本：16開

齣版時間：2017-02-01

用紙：膠版紙

頁數：181

內容簡介

　　書以高職高專相關課程選用多的兩種PLC品牌（即西門子及三菱）為平颱，選擇常用的PROFIBUS、CC-Link現場總綫以及工業以太網作為主要內容，同時兼顧Modbus現場總綫和DeviceNet現場總綫。本書既滿足機電一體化技術等相關專業課程的關聯性，又能使學生瞭解工業現場網絡通信技術在工業分布係統中的作用，掌握常用工業現場網絡通信係統的構建和使用方法。本書的主要內容包括工業現場網絡通信技術的認知、PROFIBUS現場總綫通信係統的組建、CC-Link現場總綫通信係統的組建、Modbus現場總綫通信係統的組建、DeviceNet工業現場網絡通信係統的構建以及工業以太網網絡係統的組建。
　　本書內容選擇閤理，結構清楚，麵嚮實際應用，適閤作為高職高專電氣自動化技術、機電一體化技術、工業機器人技術、生産過程自動化技術、工業網絡技術及樓宇智能化工程技術等專業的教學用書，也可作為相關專業工程人員的培訓教材及參考用書。
　　本書配有電子課件，凡使用本書作為教材的教師可登錄機械工業齣版社教育服務網注冊後下載。

目錄

齣版說明
前言
第1章 工業現場網絡通信技術的認知1
1.1 現場總綫技術概述1
1.2 現場總綫的通信基礎6
思考與練習14
第2章 PROFIBUS現場總綫通信係統的組建15
2.1 PROFIBUS基礎15
2.2 PROFIBUS-DP係統24
2.3 PROFIBUS-DP現場總綫通信係統的組建26
2.4 PROFIBUS係統的維護50
思考與練習52
第3章 CC-Link現場總綫通信係統的組建55
3.1 CC-Link 基礎55
3.2 CC-Link係統結構58
3.3 基於三菱FX係列PLC的CC-Link現場總綫通信
係統的組建62
3.4 基於三菱Q係列PLC的CC-Link現場總綫通信
係統的組建94
思考與練習124
第4章 Modbus現場總綫通信係統的組建125
4.1 Modbus概述125
4.2 Modbus RTU通信126
4.3 S7-200 PLC之間的Modbus現場總綫通信係統
的組建130
思考與練習139
第5章 DeviceNet工業現場網絡通信係統的
組建141
5.1 DeviceNet概述141
5.2 DeviceNet的主要技術特點142
5.3 DeviceNet網絡通信係統的組建145
思考與練習149
第６章 工業以太網網絡係統的組建
6.1 工業以太網概述151
6.2 基於西門子S7-300 PLC的SIMATIC NET工業以太網
控製係統的組建153
6.3 基於三菱FX係列PLC的工業以太網絡係統的
組建172
思考與練習180
參考文獻181

前言/序言

　　目前工業現場的網絡技術在各個工業領域應用越來越廣泛，各企業對工業現場網絡技術人纔的需求不斷增加。這就要求高職高專院校培養工業現場網絡技術高技能應用型人纔，以滿足企業對生産現場的控製需要。
　　本書是針對高職高專學生的特點，結閤企業的需求、工業現場網絡發展的趨勢編寫的。本書以高職高專相關課程選用最多的兩種PLC品牌（即西門子及三菱）為平颱，選擇常用的PROFIBUS、CC-Link現場總綫以及工業以太網作為主要內容，同時兼顧Modbus現場總綫和DeviceNet現場總綫。本書既滿足機電一體化技術等相關專業課程的關聯性，又能使學生瞭解工業現場網絡通信技術在工業分布係統中的作用，掌握常用工業現場網絡通信係統的構建和使用方法。本書在編寫時考慮到課程涉及的知識點多，內容廣，以及高職高專學生的知識現狀等特點，結閤生産實際，以簡單的案例帶動知識點開展學習，以點蓋麵，注重培養學生解決實際問題的能力。本書的主要內容包括工業現場網絡通信技術的認知、PROFIBUS現場總綫通信係統的組建、CC-Link現場總綫通信係統的組建、Modbus現場總綫通信係統的組建、DeviceNet工業現場網絡通信係統的組建以及工業以太網網絡係統的組建。
　　本書內容選擇閤理，結構清楚，麵嚮實際應用，適閤作為高職高專電氣自動化技術、機電一體化技術、工業機器人技術、生産過程自動化技術、工業網絡技術及樓宇智能化工程技術等專業的教學用書，也可作為相關專業工程人員的培訓教材及參考用書。
　　本書由長春職業技術學院宋雲艷和南京信息職業技術學院段嚮軍任主編，長春職業技術學院唐敏、李峰任副主編，長春職業技術學院史晶、隋欣、於周男和於穎參與瞭本書的編寫，宋雲艷完成瞭全書的統稿工作。第1章由李峰和於穎編寫；第2章由唐敏編寫；第3、4章由宋雲艷編寫；第5章由段嚮軍編寫，第6章由史晶、隋欣、於周男編寫。本書在編寫過程中參考瞭大量的書籍、文獻及手冊資料，在此嚮相關作者錶示誠摯謝意。
　　由於編者水平有限，而且工業現場網絡又是一種不斷發展和完善的技術，書中難免有不當之處，敬請讀者批評指正。
　　編者

《智能製造時代的數據動脈：工廠網絡通信的演進與實踐》 內容概要： 本書深入剖析瞭在工業4.0和智能製造浪潮席捲全球的背景下，工廠內部網絡通信技術所經曆的革命性變革及其在實際生産場景中的廣泛應用。不同於傳統的工業通信探討，本書聚焦於信息物理係統（CPS）、物聯網（IoT）以及邊緣計算等前沿技術如何重塑瞭工廠的數據流、控製流和管理流，進而驅動生産效率、柔性製造和智能化決策的飛躍。 全書圍繞“數據動脈”這一核心概念展開，將工廠網絡通信比喻為支撐智能製造的血液循環係統。它詳細闡述瞭從基礎的現場總綫（Fieldbus）到工業以太網（Industrial Ethernet）的演進曆程，並重點介紹瞭當前主流的工業通信協議，如EtherNet/IP、PROFINET、OPC UA等，以及它們在不同應用場景下的優勢與挑戰。本書不僅僅停留在協議層麵的介紹，更深入地探討瞭這些通信技術如何支撐起實時數據采集、設備互聯互通、生産過程監控、故障診斷與預測以及遠程運維等關鍵功能。 核心章節詳解： 第一篇：智能製造的網絡基石——通信技術的演進之路 第一章：工業通信的黎明與曙光：從繼電器到現場總綫 本章追溯工業控製通信的早期階段，從簡單的繼電器邏輯控製，逐步過渡到串行通信和早期的現場總綫技術，如Profibus、DeviceNet、CAN總綫等。 詳細介紹現場總綫的工作原理、拓撲結構、通信方式（如輪詢、事件驅動、令牌傳遞等），以及其在解決傳統布綫復雜、信號傳輸衰減等問題上的貢獻。 分析不同現場總綫在特定行業（如自動化生産綫、樓宇自控）中的應用特點和局限性，為理解工業以太網的齣現奠定基礎。 第二章：高速互聯的新紀元：工業以太網的崛起與革新 本章重點聚焦工業以太網，闡述其如何將IT領域成熟的以太網技術引入工業現場，實現更高的傳輸速率、更大的帶寬和更靈活的網絡拓撲。 詳細介紹主流工業以太網協議的架構、特點和關鍵技術，包括： EtherNet/IP: 強調其與CIP（Common Industrial Protocol）的結閤，實現從應用層到物理層的統一，以及其在北美市場的廣泛應用。 PROFINET: 深入解析其在歐洲市場的領導地位，突齣其實時性、靈活性和與IT標準的兼容性，包括RT（Real-Time）和IRT（Isochronous Real-Time）等技術。 EtherCAT: 重點介紹其“即插即用”的特性，以及其“幀復製”或“數據轉發”的獨特機製，實現極高的實時性和確定性，尤其適用於高速運動控製。 Modbus TCP/IP: 作為一種簡單、開放且易於實現的協議，分析其在中小規模應用和設備互聯中的價值。 討論工業以太網在安全性、網絡診斷、遠程訪問等方麵的新挑戰和解決方案。 第三章：標準化的力量：OPC UA與跨平颱互操作性的未來 本章將OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）提升至戰略高度，將其視為實現工業異構係統無縫通信的關鍵。 詳細闡述OPC UA的設計理念，包括其麵嚮服務（Service-Oriented Architecture）、平颱獨立性、安全性以及豐富的數據模型能力。 通過實際案例，演示OPC UA如何打通不同廠商、不同協議之間的壁壘，實現設備、係統和應用之間的數據集成，為構建MES、ERP等企業管理係統提供堅實的數據基礎。 分析OPC UA在工業物聯網（IIoT）中的核心作用，以及其在雲邊協同、數據分析等新應用場景下的潛力。 第二篇：數據驅動的智能生産——通信技術的實踐應用 第四章：實時數據采集與監控：智能製造的“眼睛”與“神經” 本章深入探討通信技術在實現生産現場實時數據采集和狀態監控方麵的具體應用。 通過EtherNet/IP、PROFINET等協議，講解如何高效地從PLC、傳感器、執行器等設備中提取運行參數、工藝數據、報警信息等。 結閤SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）和HMI（Human-Machine Interface）係統，展示通信技術如何支持操作員對生産過程進行可視化監控、參數調整和故障響應。 重點分析網絡帶寬、時延、抖動等因素對實時性要求的嚴苛挑戰，以及如何通過QoS（Quality of Service）等技術進行優化。 第五章：設備互聯與協同：構建柔性生産的“脈絡” 本章聚焦於如何利用通信技術實現設備之間的互聯互通，從而構建柔性、可重構的生産綫。 通過OPC UA或設備層麵的API接口，講解如何實現不同品牌、不同功能的設備之間的數據共享和指令交互。 分析在智能製造中，例如敏捷製造、定製化生産等場景下，通信技術如何支持生産任務的動態調度、物料的自動配送、工藝參數的實時傳遞。 探討在分布式控製係統中，通信技術扮演的關鍵角色，如何實現多控製器之間的協同工作和信息同步。 第六章：診斷、預測與優化：從數據到智能決策 本章將通信技術的能力延伸至設備維護、故障診斷和生産過程優化。 講解如何通過持續采集設備運行狀態數據（如振動、溫度、電流等），結閤通信技術將數據傳輸至診斷分析平颱。 分析如何利用機器學習和大數據分析技術，對采集到的數據進行模式識彆，實現對設備潛在故障的預測性維護（PdM）。 探討通信技術在支持生産參數實時優化、工藝流程智能化調整方麵的應用，例如通過反饋控製迴路，實時調整生産參數以達到最佳的生産效率和産品質量。 第七章：工業物聯網（IIoT）與邊緣計算：邁嚮更廣闊的連接 本章將視角進一步拓展至工業物聯網（IIoT）和邊緣計算。 詳細闡述IIoT如何通過各種傳感器、執行器和通信網關，將工業設備、生産過程甚至産品本身連接到雲端和互聯網。 深入探討邊緣計算在IIoT中的重要性，強調其能夠將數據處理和分析能力部署在數據源附近，降低網絡延遲，提升響應速度，保護數據隱私。 分析通信技術在IIoT和邊緣計算架構中的作用，包括協議轉換、數據聚閤、本地存儲和初步分析等。 通過實際案例，展示IIoT和邊緣計算在智慧工廠、供應鏈管理、産品生命周期跟蹤等方麵的應用前景。 第三篇：網絡安全與未來展望 第八章：守護數據動脈：工業網絡通信安全挑戰與對策 本章重點關注工業網絡通信麵臨日益嚴峻的安全威脅。 分析不同層麵的安全風險，包括惡意軟件攻擊、數據篡改、拒絕服務攻擊、未授權訪問等，以及其對生産穩定性和企業利益的潛在損害。 詳細介紹工業網絡安全防護的關鍵技術和策略，包括： 防火牆與入侵檢測/防禦係統（IDS/IPS）: 在網絡邊界和內部關鍵區域部署，隔離危險流量。 訪問控製與身份認證: 確保隻有授權人員和設備纔能訪問敏感數據和係統。 數據加密: 對傳輸中的敏感數據進行加密，防止泄露。 網絡分段（Segmentation）: 將網絡劃分為不同的安全區域，限製攻擊的傳播範圍。 安全協議的應用: 如TLS/SSL在OPC UA等協議中的應用。 安全審計與監控: 持續監測網絡活動，及時發現異常。 強調建立全麵的工業網絡安全管理體係的重要性，將安全融入到網絡的設計、部署、運維的全過程。 第九章：通嚮智能的未來：工業通信的持續演進與創新 本章展望工業網絡通信技術的未來發展趨勢。 探討5G、Wi-Fi 6等新一代無綫通信技術在工業現場的應用前景，以及它們如何解決傳統無綫技術的帶寬、時延和可靠性問題。 分析人工智能（AI）和機器學習（ML）如何進一步賦能工業通信，實現更智能的網絡管理、故障預測和自優化。 討論服務網格（Service Mesh）、微服務架構等在工業係統集成中的應用，以及它們對通信技術提齣的新要求。 展望工業通信在實現數字孿生（Digital Twin）、全連接工廠（Fully Connected Factory）等更高級彆智能化目標中的關鍵作用，以及如何通過持續的技術創新，為工業的數字化轉型注入不竭動力。 本書特點： 理論與實踐深度融閤： 每一項技術都配以豐富的案例分析，幫助讀者理解技術在實際工業場景中的應用落地。 前沿視角： 緊密跟蹤工業4.0、IIoT、邊緣計算等最新技術發展，為讀者提供麵嚮未來的技術視野。 係統性梳理： 從基礎原理到高級應用，再到安全防護和未來展望，構建瞭一個完整而嚴謹的工業通信技術知識體係。 易於理解： 采用清晰的語言和邏輯結構，即使是非專業背景的讀者也能逐步掌握相關知識。 通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解智能製造時代工業網絡通信的核心價值，掌握主流的通信技術及其應用方法，並能夠識彆和應對工業網絡安全挑戰，為推動企業嚮更智能、更高效的生産模式轉型奠定堅實的技術基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容似乎過於陳舊，許多案例都停留在十年前，對於我這種身處自動化一綫，每天都要麵對 OPC UA、MQTT 甚至 TSN 這樣的新興技術的人來說，簡直是雞肋。書中對工業現場網絡通信的講解，還停留在 Modbus、Profibus 這種“古董”級彆。雖然這些協議的基礎知識確實重要，但作為一本麵嚮“應用”的書籍，如果不能與時俱進，展示當下主流技術在實際場景中的落地情況，那它的價值就大打摺扣瞭。我本來期望能看到關於工業物聯網 (IIoT) 架構下，如何選擇和部署通信方案，如何實現跨協議數據互通，如何利用雲平颱進行數據采集和分析等方麵的實際指導。然而，這本書在這方麵幾乎是空白，仿佛作者完全忽略瞭近幾年來工業通信領域發生的翻天覆地的變化。我甚至沒有看到關於網絡安全在工業通信中的重要性被充分強調，這在當今數字化轉型的浪潮中是不可想象的。總而言之，對於想要瞭解最新工業通信技術發展和實際應用的人來說，這本書的參考價值微乎其微，更像是博物館裏的展品，看看就好，切勿照搬。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排實在令人費解，雖然號稱是“應用”層麵的技術書籍，但前半部分花瞭大量篇幅去講解各種通信協議的曆史淵源、物理層接口、數據鏈路層原理，讀起來更像是通信原理教材的精簡版，枯燥乏味且信息密度不高。我迫切想知道的是，在實際的工業生産環境中，我應該如何根據不同的設備類型、不同的應用場景，選擇最閤適的通信協議？比如，在需要高實時性的運動控製係統中，應該優先考慮哪些協議？在需要海量數據采集上傳到雲端時，又該如何選擇？書中對這些關鍵決策點幾乎沒有給齣任何指導性的建議，更多的是對協議本身細節的羅列。我希望看到的是基於實際問題的分析，比如如何解決老舊設備與新設備之間的通信兼容性問題，如何在復雜的現場環境中進行網絡診斷和故障排除，如何設計一個既可靠又高效的工業通信網絡。然而，這本書在這方麵的內容非常薄弱，很多時候隻是泛泛而談，缺乏具體的操作步驟和案例分析，讓我感覺讀瞭半天，實際應用中的睏惑依然存在，並沒有得到有效的解答，甚至有些章節的邏輯跳躍性很強，讓人難以跟上作者的思路。

評分☆☆☆☆☆

這本書在介紹最新的工業通信標準和技術方麵，顯得尤為滯後。我嘗試尋找關於工業以太網的高級特性，比如時間敏感網絡（TSN）在實時控製中的應用，或者是在雲邊協同架構下，如何利用5G技術實現低延遲、高帶寬的工業通信，甚至是對於工業互聯網安全防護體係的構建思路，但這些內容在書中幾乎無跡可尋。作者似乎完全沒有意識到，工業通信領域正在經曆一場由數字化、智能化驅動的深刻變革。我期待的是一本能夠引導讀者站在未來趨勢的角度，去理解和應用工業通信技術，而不是僅僅停留在對現有技術的介紹。比如，如何利用人工智能優化通信網絡的調度和管理，如何通過區塊鏈技術來保障工業數據的安全和可信，這些前沿的探討在書中是完全缺失的。這本書給我的感覺，就像是在一本過時的雜誌上，翻閱著早已被淘汰的科技新聞，對於渴望掌握未來核心競爭力的我來說，這無疑是一種時間的浪費。

評分☆☆☆☆☆

作為一個初學者，我原以為這本書能為我打開工業通信的大門，然而實際閱讀體驗卻讓我大失所望。書中的語言風格過於學術化，充斥著大量的專業術語和晦澀難懂的公式，對於非通信專業背景的我來說，理解起來非常吃力。很多時候，我需要反復查閱資料纔能弄明白一個概念，這極大地降低瞭學習效率。而且，書中提供的很多示例代碼或者配置方法，都非常基礎，甚至有些過時，並不能直接應用於我目前接觸到的實際項目中。我期望的是能夠看到一些貼近實際操作的“傻瓜式”教程，能夠引導我一步步完成組態、調試，解決實際問題。例如，在集成某個品牌的PLC與SCADA係統時，可能遇到的各種通信端口配置、數據類型映射、錯誤代碼解讀等，書中對此幾乎沒有提及。反倒是花費瞭大量篇幅去闡述一些理論性的東西，對於我這個希望快速上手解決工作難題的讀者來說，顯得本末倒置。這本書更像是為通信理論研究者準備的，而不是為像我一樣需要解決現場通信問題的工程師設計的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的案例研究部分顯得有些單薄且缺乏深度。雖然書中提到瞭一些實際的應用場景，比如在汽車製造、電力係統等領域，但這些案例的描述都比較簡略，缺乏關鍵的技術細節和數據支撐。我希望能看到更具體、更深入的分析，比如在某個特定的工廠自動化項目中，他們是如何剋服通信瓶頸的？使用瞭哪些具體的硬件設備和軟件配置？最終取得瞭怎樣的性能提升？書中對於這些“how-to”的部分幾乎是語焉不詳，更多的是對項目進行一個籠統的介紹。我特彆想瞭解在網絡復雜、乾擾源多的惡劣環境下，如何保證通信的穩定性和可靠性，比如如何進行有效的電磁屏蔽、接地處理，如何選擇耐腐蝕、耐高溫的通信綫纜和連接器。然而，這些在實際工程中至關重要的問題，書中幾乎沒有涉及。感覺作者更側重於理論框架的搭建，而忽略瞭實際應用中那些“細節決定成敗”的關鍵點，這對於希望從書中汲取經驗、避免踩坑的讀者來說，是相當不利的。