工業網絡和現場總綫技術基礎與案例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

鄭發躍，李宏昭，呂健編著 著

圖書標籤:

• 工業網絡
• 現場總綫
• 自動化
• 工業控製
• 通信技術
• Profinet
• Ethernet/IP
• Modbus
• CAN總綫
• 傳感器網絡

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121323362

商品編碼：16268660123

齣版時間：2017-08-01

作  者:鄭發躍,李宏昭,呂健 編著 定  價:59 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2017年08月01日 頁  數:306 裝  幀:平裝 ISBN:9787121323362 ●上篇基礎篇
●第1章現場總綫概述（2）
●1.1現場總綫的發展（2）
●1.1.1什麼是現場總綫（2）
●1.1.2現場總綫的特點（3）
●1.2現場總綫的應用領域（4）
●1.2.1控製係統的層次（4）
●1.2.2各種現場總綫的應用範圍（5）
●1.3現場總綫的標準（6）
●1.3.1IEC61158的製定（6）
●1.3.2關於IEC62026的情況（7）
●1.3.3ISO11898（7）
●1.3.4現場總綫的國傢標準及企業標準（7）
●1.4幾種典型的現場總綫介紹（8）
●1.4.1PROFIBUS（8）
●1.4.2FF現場總綫基金會（10）
●1.4.3CAN（12）
●1.4.4WorldFIP（13）
●1.4.5DeviceNet（13）
●1.4.6ASi（15）
●部分目錄

內容簡介

本書分為兩篇。上篇主要介紹現場總綫的基礎知識，包含靠前～5章。靠前章介紹瞭幾種典型的現場總綫；第2章闡述瞭數據通信基礎與網絡互聯技術，包括網絡硬件、網絡互聯設備與技術、通信參考模型；第3、4、5章分彆詳細闡述DeviceNet、ControlNet和EtherNet/IP的網絡模型、應用方法、組態軟件等，並以實例說明它們的具體配置和使用方法。下篇主要闡述現場總綫技術方麵的應用網絡案例，重在羅剋韋爾PLC的三種總綫技術的基本應用。羅剋韋爾自動化公司以NetLinx技術的開放現場總綫網絡為核心，采用統一的Logix控製器和可視化平颱，實現控製係統、批處理、運動/傳動係統等的數據共享和信息無縫連接。 鄭發躍,李宏昭,呂健 編著 鄭發躍，北航碩士，高校教師，中國電子學會會員。對工業網絡和現場總綫技術有係統、深入的研究，並具備豐富的實踐經驗。主持過基於PLC的智能溫度控製係統的研究、基於wifi的室內定位技術的研究、基於nRF24E1的無綫傳感網絡節點設計等科研課題。所著圖書實例豐富，指導性強。

智能工廠的神經係統：工業通信技術深度解析與實踐指南 在當今高度互聯的製造業浪潮中，工廠的智能化、自動化和高效運營已經成為企業生存和發展的核心競爭力。而支撐這一切的，正是工廠內部錯綜復雜的“神經係統”——工業通信網絡。它連接著生産綫上的每一個傳感器、執行器、控製器、人機界麵，乃至更高級彆的MES（製造執行係統）和ERP（企業資源規劃）係統，確保海量數據的實時、可靠傳輸，從而實現生産流程的精準調度、過程的實時監控、設備的智能診斷以及能源的高效管理。 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且極具實踐價值的工業通信技術知識體係。我們不僅僅是介紹各種技術的“是什麼”，更側重於“為什麼”以及“如何做”，幫助讀者透徹理解工業網絡的核心原理，掌握現場總綫和工業以太網技術的關鍵特性，並能在實際工程項目中靈活運用，解決通信難題，提升生産效率。 第一部分：工業通信的基石——原理與分類 在深入探討具體技術之前，我們首先需要建立起對工業通信宏觀的認知。本部分將從工業通信的定義、發展曆程齣發，闡述其在現代製造業中的重要性。我們將剖析工業通信網絡所麵臨的獨特挑戰，例如實時性要求、可靠性保障、惡劣環境適應性、安全性需求以及與IT網絡的融閤等，並在此基礎上，引齣工業通信技術的幾種主要分類方式： 按照網絡層級劃分： 從底層現場設備連接的現場總綫，到區域控製的工業以太網，再到企業級的IT/OT融閤網絡，我們將清晰地描繪齣工廠內部通信的層次結構，並分析各層級通信的需求和特點。 按照通信介質劃分： 介紹常用的工業通信介質，包括雙絞綫、光縴、無綫（如Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等）等，分析它們的傳輸特性、適用場景和優缺點，為讀者在實際選型中提供參考。 按照通信協議類型劃分： 區分串行通信與並行通信，同步通信與異步通信，以及麵嚮消息的通信與麵嚮連接的通信，為理解各種具體協議奠定理論基礎。 第二部分：現場總綫的深度探索——從基礎到前沿 現場總綫技術是工業自動化領域最早的通信技術之一，至今仍在許多領域發揮著至關重要的作用。本部分將對幾種主流的現場總綫技術進行深度解析： AS-Interface (AS-i): 作為一種簡單、經濟、麵嚮驅動的現場總綫，AS-i特彆適閤於連接簡單的傳感器和執行器，如開關量輸入、小型電機等。我們將詳細講解其獨特的“一根綫”供電和通信機製，分析其在簡化布綫、降低成本方麵的優勢，並探討其適用範圍。 PROFIBUS傢族 (PROFIBUS DP/PA): PROFIBUS是全球應用最廣泛的現場總綫之一。我們將深入剖析PROFIBUS DP（分布式Peripherals）在快速、高效的現場設備連接中的應用，講解其主從通信機製、報文結構、錯誤檢測與處理等核心技術。同時，我們將探討PROFIBUS PA（Process Automation）在本質安全防爆區域的特點，以及其在過程控製領域的獨特優勢。 DeviceNet: 基於CAN（Controller Area Network）協議的DeviceNet，憑藉其開放性和易用性，在北美市場得到瞭廣泛應用。我們將詳細解讀DeviceNet的通信模型、對象模型，以及其在設備識彆、數據交換方麵的特點，並對比其與其他現場總綫的異同。 CANopen: 作為CAN協議在高端應用領域的一種網絡協議，CANopen以其強大的靈活性和豐富的應用層協議而聞名。我們將深入研究CANopen的通信對象（COB-ID）、對象字典（Object Dictionary）、節點管理以及多種通信機製（PDO, SDO, EMCY, SYNC），幫助讀者理解其如何在復雜的自動化係統中實現高效、靈活的數據通信。 Foundation Fieldbus (FF): 專為過程控製設計的Foundation Fieldbus，包括H1（低速）和HSE（高速）兩個版本。我們將詳細介紹FF在實現設備互聯互通、分布式控製、儀錶集成等方麵的革命性意義，重點講解其在分布式係統中的應用，以及與傳統4-20mA信號相比的優勢。 Modbus RTU/ASCII: 作為一種簡單、開放的串行通信協議，Modbus RTU/ASCII仍然在許多傳統自動化設備中占據重要地位。我們將詳細講解Modbus協議的報文結構、功能碼、尋址方式，並提供實際應用中的配置和故障排除建議。 第三部分：工業以太網的崛起——速度、靈活性與融閤 隨著IT技術的飛速發展，以太網在工業領域的應用日益廣泛，並催生瞭各種麵嚮工業應用的實時以太網協議。本部分將聚焦於工業以太網的關鍵技術： Ethernet/IP: 基於標準以太網和TCP/IP協議的Ethernet/IP，通過CIP（Common Industrial Protocol）實現與ControlNet和DeviceNet的兼容性。我們將深入分析Ethernet/IP的通信架構、報文封裝、設備配置文件（EDS），以及其在實現IT/OT融閤方麵的獨特優勢。 PROFINET: 作為西門子公司推齣的新一代工業以太網解決方案，PROFINET以其高實時性、靈活性和可擴展性而著稱。我們將詳細講解PROFINET的實時通信機製（IRT, Isochronous Real-Time），PROFINET IO（Input/Output）的拓撲結構、設備角色（Controller, Device, Proxy），以及其在提升生産效率和實現靈活製造方麵的應用。 EtherCAT: 以其極高的實時性能和極低的網絡延遲而聞名的EtherCAT，為運動控製和實時同步應用提供瞭強大的解決方案。我們將深入探討EtherCAT的工作原理，包括“飛速傳遞”的數據處理方式，以及其在多軸運動控製、高速同步等領域的核心優勢。 Modbus TCP/IP: 將Modbus協議封裝在TCP/IP協議中，Modbus TCP/IP提供瞭在標準以太網上傳輸Modbus數據的能力。我們將分析其報文結構、端口號，並探討其在實現簡單數據交換和遠程訪問方麵的應用。 Powerlink: 另一種高性能的開放式實時以太網協議，Powerlink在驅動控製、運動同步等領域展現齣強大的實力。我們將探討其基於“輪詢”的通信機製，以及其在高吞吐量和確定性時間控製方麵的特點。 TSN (Time-Sensitive Networking): 作為下一代工業以太網的重要發展方嚮，TSN旨在為標準以太網提供更強的實時性和確定性。我們將探討TSN的關鍵技術，如時間同步（IEEE 802.1AS）、調度（IEEE 802.1Qbv, IEEE 802.1Qcr）、流量整形等，並展望其在未來智能工廠中的應用前景。 第四部分：無綫通信在工業場景的應用 隨著物聯網和工業4.0的推進，無綫通信在工業自動化中的作用日益凸顯。本部分將聚焦於工業無綫通信技術： 工業Wi-Fi: 分析標準Wi-Fi在工業環境下的挑戰（如乾擾、漫遊、安全性）以及如何通過優化配置和選擇工業級設備來剋服這些挑戰。 低功耗廣域網 (LPWAN): 重點介紹LoRa、NB-IoT等LPWAN技術在工業物聯網中的應用，分析其低功耗、長距離通信的優勢，以及在遠程監控、資産追蹤、環境監測等方麵的場景。 專用工業無綫協議: 探討一些針對特定工業應用場景的無綫通信技術，如WirelessHART、ISA100.11a等，分析其在過程自動化、資産健康管理等領域的應用。 第五部分：工業通信係統的設計、選型與實施 理論知識最終需要轉化為實際工程能力。本部分將提供一套係統化的工業通信係統設計、選型和實施的實踐指南： 需求分析與方案設計： 如何根據具體的工業應用場景，明確通信需求（如實時性、帶寬、節點數量、環境條件、安全性等），並基於此進行整體網絡架構設計。 關鍵技術選型： 如何根據性能要求、成本預算、兼容性、技術成熟度等因素，選擇最適閤的現場總綫或工業以太網技術。 設備選型要點： 介紹在選擇PLC、HMI、傳感器、執行器、網絡交換機、網關等通信設備時需要考慮的關鍵技術參數和認證標準。 布綫與安裝規範： 講解工業通信綫纜的選擇、敷設、屏蔽、接地等規範，以及網絡設備的物理安裝要求，以確保通信的穩定性和可靠性。 網絡配置與參數設置： 詳細指導各種通信協議的網絡配置方法，包括IP地址分配、節點地址設置、報文配置、安全策略等。 通信故障診斷與排除： 提供一套係統性的故障排查流程，講解如何利用網絡抓包工具、診斷軟件、示波器等工具，快速定位和解決通信問題。 網絡安全防護： 探討工業網絡麵臨的安全威脅，並介紹相應的安全防護策略，包括防火牆、VPN、訪問控製、加密等，確保生産係統的安全運行。 第六部分：實際案例分析與應用拓展 為瞭幫助讀者更好地理解和應用所學知識，本部分將提供一係列典型的工業通信應用案例： 離散製造業生産綫通信： 以汽車製造、電子産品組裝等場景為例，展示如何構建高效、實時的通信網絡，實現生産自動化和柔性製造。 過程工業的自動化控製： 聚焦於石油化工、電力、水處理等行業，闡述現場總綫和工業以太網在復雜過程控製、安全儀錶係統（SIS）中的應用。 智能倉儲與物流： 分析自動化立體倉庫、AGV（自動導引車）等係統中的通信需求，以及如何利用工業通信技術實現高效的倉儲管理。 能源管理與監控： 介紹工業通信技術在能源計量、能耗監測、電網通信等方麵的應用。 工業物聯網 (IIoT) 與數據采集： 探討如何利用工業通信技術構建 IIoT 平颱，實現設備狀態監控、預測性維護、大數據分析等。 本書特色： 理論與實踐並重： 深入淺齣地講解技術原理，並輔以大量的實際應用案例和配置指導。 全麵性： 覆蓋瞭從基礎概念到主流技術的廣泛內容，旨在為讀者構建完整的知識框架。 前瞻性： 關注瞭TSN等新興技術的發展趨勢，為讀者指明未來方嚮。 易讀性： 采用清晰的邏輯結構和圖文並茂的方式，便於讀者理解和吸收。 無論您是工業自動化工程師、電氣工程師、控製工程師，還是希望深入瞭解現代工廠運作機製的IT專業人士，亦或是相關專業的在校學生，本書都將是您寶貴的參考資料和實踐指南。通過學習本書，您將能夠更自信地應對工業通信領域的挑戰，設計、實施和維護高效、可靠的工業網絡，為企業的智能化轉型貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我之前一直在一個小型自動化設備公司工作，接觸到的通信方式比較單一，主要是Modbus TCP/IP。當我瞭解到行業內存在著像EtherNet/IP、Profinet、CANopen等多種多樣的現場總綫技術時，心裏一直癢癢的，想深入瞭解一下。這本書真的是一本寶藏！它沒有上來就拋齣復雜的概念，而是循序漸進地講解。從最初的串行通信講到並行通信，再到以太網的興起，最後引齣現場總綫。我驚喜地發現，書中對每一種主要的現場總綫都進行瞭深入的剖析，包括它的通信原理、數據傳輸方式、在不同行業中的應用場景，甚至還分析瞭它們的優缺點以及與其他總綫的兼容性。我尤其被書中的案例分析深深吸引。比如，它詳細講解瞭如何在一個大型化工項目中，利用EtherNet/IP實現對分布式控製係統的精確監控和安全管理，以及Profinet在高端運動控製領域的卓越錶現，通過這些生動的例子，我仿佛親身經曆瞭這些技術在實際工程中的應用過程，那些原本晦澀難懂的專業術語也變得清晰起來。這本書的語言風格也很接地氣，沒有過多的技術術語堆砌，讀起來很流暢。

評分☆☆☆☆☆

作為一名即將步入工業自動化行業的在校學生，我深知紮實的基礎知識的重要性。在尋找相關書籍時，我偶然發現瞭《工業網絡和現場總綫技術基礎與案例》，這正是我夢寐以求的那一本。這本書的體係結構非常完善，從最基本的工業網絡概念，如 OSI 模型和 TCP/IP 協議棧在工業環境下的應用，一直講到各種具體的現場總綫技術。我印象最深的是關於現場總綫分類的部分，作者將它們按照不同的通信介質（如串行、以太網）和應用領域（如過程控製、運動控製）進行瞭清晰的劃分，這讓我能夠快速建立起一個整體的認識框架。書中對每種現場總綫的介紹都非常細緻，不僅僅是原理，更包含瞭實際的組網配置、參數設置以及故障排除方法。它提供的案例研究，例如在一個智能製造工廠中如何選擇和部署 CANopen 總綫來連接大量的傳感器和執行器，如何通過 EtherCAT 實現高精度的同步控製，都極具參考價值。這本書不僅讓我理解瞭“是什麼”，更教會瞭我“怎麼用”，為我未來的學習和工作打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我對工業自動化領域的通信方式有瞭全新的認識。我一直對各種“總綫”的概念感到模糊，不知道它們到底有什麼區彆，在實際生産中又是如何協同工作的。這本《工業網絡和現場總綫技術基礎與案例》就像一盞明燈，把那些復雜的理論和枯燥的技術術語抽絲剝繭地呈現在我麵前。從最基礎的電氣信號傳輸，到各種物理層協議的演變，再到不同應用場景下最適閤的總綫選擇，書中都有詳盡的介紹。我特彆喜歡它不僅僅停留在理論層麵，而是用大量的實際案例來佐證。例如，在描述Profibus時，書中引用瞭一個汽車製造廠的例子，詳細說明瞭其在運動控製和I/O設備連接中的優勢，以及如何通過它實現高效率的生産綫。這種“理論+實踐”的模式，讓我在學習的過程中，能夠立刻感受到知識的價值，並且能夠將所學應用到實際工作中去。書中的插圖和圖錶也非常豐富，清晰地展示瞭網絡拓撲結構、數據幀格式等關鍵信息，這對於我這種視覺型學習者來說，簡直是福音。即使是對工業自動化領域稍有瞭解的人，也能從中學到很多，甚至對於經驗豐富的工程師來說，這本書也能提供一些新的視角和解決問題的思路。

評分☆☆☆☆☆

我一直以來都在為工業物聯網（IIoT）的實際落地而苦惱，尤其是關於設備之間的互聯互通問題。市麵上很多關於 IIoT 的書籍都側重於平颱和應用層，而忽略瞭底層通信的復雜性。這本書的齣現，簡直是解決瞭我的燃眉之急。它深入淺齣地剖析瞭工業網絡和現場總綫技術，讓我明白瞭為什麼在工業環境中，標準的 IT 網絡協議往往不足以應對嚴苛的要求。書中對各種現場總綫的特點和適用場景進行瞭詳盡的比較，例如，它解釋瞭為什麼在對實時性要求極高的運動控製領域，EtherCAT 能夠脫穎而齣，而在過程控製領域，HART 協議依然扮演著重要角色。更重要的是，書中提供瞭非常多實用的案例，展示瞭如何在復雜的工業場景中，比如油氣開采、電力傳輸等領域，有效地集成和管理不同廠傢的設備，實現數據的無縫采集和傳輸。我尤其喜歡它關於協議轉換和網關技術的討論，這對於我整閤現有係統和引入新技術至關重要。讀完這本書，我對如何構建一個穩定、高效、可擴展的工業通信基礎設施有瞭更清晰的思路。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在設備維護領域工作多年的技術人員，平時接觸到的很多設備通信都比較零散，缺乏係統性的知識。當我翻開《工業網絡和現場總綫技術基礎與案例》這本書時，就仿佛打開瞭一個全新的世界。這本書的敘述方式非常直觀，從最基礎的電信號、信號編碼開始講起，逐步深入到各種通信協議的細節。我尤其對書中關於現場總綫在電氣安全、防爆以及實時性方麵的考量分析印象深刻，這讓我理解瞭為什麼工業通信需要一套不同於消費級網絡的標準。書中通過大量具體的案例，比如在一個啤酒生産綫上，如何利用 Profinet 實現多颱灌裝機的精確同步和數據交換，或者在水處理廠，如何通過 Modbus 遠程監控和控製大量的泵和閥門，這些生動的實例讓我能夠立刻聯想到自己日常工作中遇到的問題，並且從中找到瞭解決的思路。書中的圖示也非常清晰，幫助我理解瞭復雜的網絡結構和數據流嚮。總而言之，這本書對我這樣一綫技術人員來說，非常有價值，它不僅拓寬瞭我的知識麵，更提升瞭我解決實際問題的能力。