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

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向晓汉 著

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• 编程
• S7
• STEP7
• PROFIBUS
• PROFINET
• 自动化
• 工业控制

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122160058

商品编码：29571923042

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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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

0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

1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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工业通信的神经脉络：构建智能工厂的坚实基石 在当今飞速发展的工业4.0时代，自动化、智能化已成为企业提升效率、降低成本、增强竞争力的必然选择。而连接这一切、驱动这一切的，正是工业通信技术。它如同工业生产的神经系统，将分散的设备、控制器、系统紧密相连，实现信息的实时、可靠传输，最终构建起高效协作的智能工厂。 本书并非一本狭义的PLC通信手册，而是致力于为广大工业自动化从业者，尤其是对西门子PLC及其相关工业通信技术充满兴趣的技术工程师、项目经理、学生等，提供一个系统、深入、实用的学习平台。我们聚焦于“工业通信”这一核心概念，从宏观的工业网络架构到微观的通信协议解析，从理论的深度剖析到实践的应用落地，力求让读者全面掌握构建、配置、诊断和优化工业通信系统所需的知识和技能。 第一章：工业通信的宏观视野与基础认知 在深入技术细节之前，我们首先需要站在一个更高的视角审视工业通信在整个工业自动化体系中的地位与作用。本章将带领读者穿越工业通信的演进历程，理解从早期串行通信到当前以太网为核心的现代化通信模式的转变。我们将探讨不同工业领域（如制造业、能源、交通、楼宇自动化等）对通信技术提出的独特需求，以及这些需求如何驱动通信技术的创新与发展。 工业通信的演进之路： 追溯工业通信从点到点、串行通信到现场总线、工业以太网的演变，理解各阶段的技术特点和应用场景。 工业网络架构的层次化模型： 深入解析ISA-95等工业标准模型，理解不同层次（如企业层、车间层、设备层）的通信需求和数据流向。 不同通信介质的特性与选择： 详细介绍铜缆（双绞线、同轴电缆）、光纤、无线（Wi-Fi、蜂窝网络）等工业通信常用介质的物理特性、传输速率、抗干扰能力、成本效益和适用场景，为读者在实际项目中选择合适的介质提供依据。 工业通信的安全性挑战与对策： 探讨工业控制系统（ICS）面临的网络安全威胁，如拒绝服务攻击、数据篡改、恶意软件等，并介绍网络隔离、访问控制、加密技术等基本的安全防护措施。 第二章：现场总线技术：设备互联的基石 现场总线技术是实现设备层到控制层通信的关键。本章将聚焦于工业自动化中最具代表性的几种现场总线技术，深入剖析其工作原理、通信机制、拓扑结构以及在实际应用中的优势与局限。虽然本书的主题是工业通信，但理解不同现场总线的工作原理，有助于读者更清晰地认识不同通信方式的定位与协作。 Profibus DP/PA 深度解析： 详细阐述Profibus DP（Decentralized Periphery）和Profibus PA（Process Automation）的通信原理、主从通信模式、报文结构、参数设置等。分析其在离散制造和过程控制领域的应用案例，并探讨其在速度、可靠性、诊断性等方面的优势。 Foundation Fieldbus H1： 介绍Foundation Fieldbus H1在过程自动化领域的独特地位，重点讲解其基于ISA S50.02标准的多功能性、互操作性以及其在智能仪表集成、回路配置等方面的应用。 CANopen 与 DeviceNet： 剖析CANopen（基于CAN总线）和DeviceNet（基于CAN总线）在小型自动化系统、电机控制、传感器网络等场景下的应用。解释其通信对象模型（OD）和设备描述文件的作用。 AS-i（Actuator Sensor Interface）： 介绍AS-i总线作为一种简化的、成本效益高的传感器执行器接口技术，其独特的串行通信方式和即插即用的特点，以及在简单自动化任务中的广泛应用。 第三章：工业以太网：高速、开放的通信未来 工业以太网已成为现代工业通信的主流趋势，它继承了IT领域以太网的开放性和高速性，并针对工业环境的严苛要求进行了优化。本章将系统介绍工业以太网的演进、关键技术以及主流协议，为读者搭建起理解现代工业网络通信的桥梁。 工业以太网的诞生与发展： 回顾工业以太网从“标准化以太网”到“工业级以太网”的演变过程，理解其在成本、带宽、互操作性方面的优势。 标准以太网在工业环境中的应用与挑战： 探讨标准以太网（IEEE 802.3）在工业现场的应用，以及在实时性、确定性、可靠性、安全性方面所面临的挑战，并介绍为应对这些挑战所发展的工业以太网技术。 实时以太网（Real-time Ethernet）技术： 深入解析实现实时通信的关键技术，如时间敏感网络（TSN）、确定性通信、报文优先级调度等，以及这些技术如何在确保数据及时性的同时，实现高效的网络利用。 主流工业以太网协议： Ethernet/IP： 剖析Ethernet/IP协议栈，重点讲解CIP（Common Industrial Protocol）的应用，以及其在 Rockwell Automation 系统中的广泛应用。 Profinet： 深入讲解Profinet的通信机制，包括RT（Real-time）和IRT（Isochronous Real-time）模式，以及其在西门子自动化系统中的核心地位。详细介绍Profinet的报文结构、拓扑结构、拓扑变更检测（TDI）、诊断机制等。 EtherCAT： 介绍EtherCAT的高速、高效和实时性，重点解析其“分布式时钟”和“邮递员”机制，以及其在高性能运动控制和分布式I/O中的优势。 Modbus TCP/IP： 回顾Modbus TCP/IP的经典地位，讲解其简单易用的特性，以及在设备互联、数据采集中的广泛应用。 第四章： OPC UA：工业互联的通用语言 在异构的工业环境中，实现不同厂商、不同设备、不同系统之间的数据互通是构建智能工厂的巨大挑战。OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）作为一种面向服务的、跨平台的通信技术，正在成为解决这一挑战的关键。本章将全面解析OPC UA的技术特点、架构设计、信息模型以及其在构建统一工业通信平台中的重要作用。 OPC UA的诞生与核心理念： 理解OPC UA的起源，以及其从传统OPC到OPC UA的演进，重点介绍其“平台无关性”、“服务导向架构”、“信息建模”等核心理念。 OPC UA的架构组成： 详细介绍OPC UA的客户端-服务器架构、传输协议（TCP, HTTP, UDP）、安全机制（身份验证、授权、加密）以及可寻址性。 OPC UA的信息模型： 深入理解OPC UA的信息建模语言（UAML）和节点集（NodeSet）的概念，学习如何定义、组织和访问工业设备和系统的数据，实现数据的语义化描述。 OPC UA的应用场景与优势： 探讨OPC UA在设备互联、数据集成、MES/ERP集成、工业物联网（IIoT）等方面的广泛应用。分析OPC UA在打破信息孤岛、提升数据互操作性、构建统一数据模型方面的显著优势。 第五章： 无线工业通信：移动与灵活性 随着工业自动化的发展，对设备移动性、部署灵活性的需求日益增长。无线通信技术正逐渐渗透到工业场景中，为自动化系统带来了新的可能性。本章将探讨在工业环境中使用无线通信的技术考量、主流技术以及其应用前景。 工业无线通信的需求与挑战： 分析工业环境中对无线通信可靠性、稳定性、实时性、安全性、抗干扰能力等方面的特殊要求，以及其面临的挑战。 主流工业无线通信技术： 工业Wi-Fi： 探讨802.11系列标准在工业现场的应用，包括Wi-Fi 4/5/6在带宽、覆盖、漫游等方面的性能，以及在仓储物流、移动机器人等领域的应用。 蜂窝网络（4G/5G）： 介绍4G和5G技术在工业物联网中的应用潜力，包括其高带宽、低延迟、广连接的特性，以及在远程监控、预测性维护、V2X通信等方面的应用。 LoRa/NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术： 探讨LPWAN技术在传感器网络、环境监测、资产追踪等长距离、低功耗通信场景的应用。 专用工业无线技术（如WirelessHART, ISA100.11a）： 介绍专为工业现场设计的无线技术，其在过程控制、安全仪表系统（SIS）中的应用。 第六章： 工业通信网络的实际部署与维护 理论知识的学习固然重要，但将其转化为实际的工程应用才是最终目标。本章将聚焦于工业通信网络的实际部署、配置、诊断与维护，提供实用的指导和案例分析。 工业网络拓扑设计与规划： 讲解星型、总线型、环型、树型等常见工业网络拓扑的特点，以及在实际项目中如何根据需求选择和规划最优的拓扑结构。 工业交换机与路由器的选型与配置： 介绍工业级以太网交换机的特性（如冗余、PoE、宽温差等），以及如何进行IP地址规划、VLAN划分、QoS设置等。 通信协议的配置与调试： 结合具体的工业通信协议（如Profinet, Ethernet/IP），演示如何在PLC、HMI、变频器等设备上进行配置、参数设置，以及如何使用抓包工具进行通信调试。 工业通信网络的故障诊断与排除： 讲解常见的通信故障现象，如丢包、延迟、连接中断等，并提供系统性的故障诊断方法和工具（如示波器、网络分析仪、PLC诊断功能等）。 工业通信网络的性能优化： 探讨如何通过调整通信参数、优化网络结构、选择合适的通信介质等方式，提升工业通信网络的传输效率和实时性。 第七章： 工业通信的未来趋势与前沿技术 工业通信技术仍在不断发展，新的技术和理念层出不穷。本章将展望工业通信的未来，探讨正在兴起或将对工业通信产生深远影响的前沿技术。 人工智能（AI）在工业通信中的应用： 探讨AI如何用于网络故障预测、通信路径优化、异常流量检测、智能诊断等方面，提升工业通信的智能化水平。 边缘计算（Edge Computing）与工业通信的融合： 分析边缘计算如何将数据处理能力推向网络边缘，减少对云端的依赖，提升响应速度，以及其对工业通信架构的影响。 工业物联网（IIoT）平台与通信： 探讨IIoT平台如何整合来自不同设备和系统的海量数据，以及OPC UA等通用通信技术在IIoT中的关键作用。 数字孪生（Digital Twin）与通信： 介绍数字孪生技术如何通过实时数据通信构建物理世界的虚拟映射，以及其对通信系统实时性、精确性的要求。 绿色通信与可持续发展： 探讨如何通过更节能的通信技术、更优化的网络设计，实现工业通信的可持续发展。 本书的写作宗旨在于引导读者建立起对工业通信的全面认知，掌握核心技术，理解不同技术之间的联系与差异，并能够将其融会贯通，应用于实际的工业自动化项目中。我们相信，通过对本书内容的深入学习与实践，您将能够自信地驾驭工业通信的复杂世界，为构建更加智能、高效、可靠的工业生产系统贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一个初学者，在踏入工业自动化这片广阔天地时，PLC通信部分无疑是最让我头疼的一个环节。各种各样的接口、协议，还有那些让人眼花缭乱的参数设置，常常让我感到无从下手。偶然间看到了这本《西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘)》，被它的“完全精通”四个字深深吸引。虽然我还没有完全消化书中的内容，但可以肯定的是，它为我这样一个门外汉提供了一个非常清晰的学习路径。从最基础的硬件连接，到各种通信方式的原理阐述，再到实际的组态和调试，都讲解得非常细致。我尤其喜欢书中那些配有详细图示的步骤，这对于我这种视觉型学习者来说简直是福音。通过光盘中的示例，我尝试着连接了几个简单的设备，虽然过程中也遇到了不少小麻烦，但在书本的指引下，一步步解决了问题，这种成就感是无与伦比的。我现在对Modbus RTU、ASCII等协议有了初步的认识，也知道如何利用STEP 7或TIA Portal进行相关的组态。虽然离“完全精通”还有很长的路要走，但这本书无疑为我打下了坚实的基础，让我对未来的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的技术书籍，不仅仅是知识的堆砌，更重要的是能够引发读者的思考，并且能在实际工作中提供有效的指导。这本《西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘)》在我初次翻阅时，就给我留下了这样的印象。书中对各种工业通信协议的讲解，不仅仅停留在概念层面，而是深入剖析了其工作原理、通信机制以及在不同应用场景下的优缺点。我特别欣赏作者在讲解过程中，反复强调的“为什么”和“怎么做”，这种追根溯源的讲解方式，让我能够真正理解通信的本质，而不是死记硬背。书中的案例分析，更是将理论知识与实际应用紧密结合，通过具体的例子，展示了如何设计、配置和调试复杂的工业通信系统。例如，书中关于冗余通信的章节，详细阐述了不同冗余方案的实现方法和注意事项，这对于追求高可靠性生产的企业来说，无疑具有极高的参考价值。此外，附带的光盘资源，提供了丰富的仿真软件和工程示例，让读者能够亲手操作，加深对知识的理解和掌握。这本书的价值，在于它能够帮助读者建立起一套完整的工业通信思维体系，从而更灵活地应对各种复杂的技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的总体评价是，它是一部非常有深度且极具前瞻性的工业通信参考书。作者在书中不仅涵盖了西门子PLC现有的主流通信技术，还对一些新兴的通信标准和应用进行了探讨，这让我看到了工业自动化通信的未来发展趋势。我特别关注书中关于OPC UA在跨平台通信和物联网集成方面的应用，以及在云连接场景下的数据传输和安全问题。这些内容对于我正在进行的数字化转型项目，提供了非常宝贵的思路和技术支持。书中对TCP/IP协议在工业环境下的优化和应用，以及RESTful API在PLC数据访问中的集成，也让我眼前一亮。这些技术能够帮助我更灵活地构建开放、互联的工业自动化系统。虽然我不是一个PLC初学者，但我仍然从这本书中收获良多，对许多概念有了更深刻的理解，也学习到了许多新的技术和应用方法。附带的光盘不仅仅是简单的示例，更包含了一些定制化的工具和脚本，这进一步提升了这本书的实用价值。总的来说，这本书无论对于初学者还是有经验的工程师，都是一本不可多得的学习资料，它能够帮助我们不断更新知识体系，跟上工业自动化发展的步伐。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘)》，还没来得及深入阅读，就被它厚重的体积和封面设计吸引住了。我是一名在自动化领域摸爬滚打多年的工程师，接触过不少PLC相关的书籍，但真正能打通工业通信任督二脉的却不多。这本书光看目录就感觉内容很扎实，涵盖了从基础协议到高级应用，并且强调了实践性，附带的光盘更是提供了宝贵的实操资源。我特别期待里面的案例分析，希望能从中学习到如何解决实际项目中遇到的通信难题，比如不同品牌PLC之间的数据交换，或者OPC UA在MES系统中的集成应用。目前最让我感兴趣的是关于PROFINET和PROFIBUS的详细讲解，以及如何进行有效的故障诊断。我知道这两大协议在西门子PLC中应用非常广泛，但很多时候在实际操作中会遇到各种意想不到的问题，希望这本书能提供系统性的解决方案和排查思路。另外，书中关于工业以太网安全性的探讨也引起了我的注意，随着工业4.0的发展，网络安全问题日益凸显，这部分内容对我来说非常有价值。总的来说，我对这本书的初步印象是非常期待，希望它能成为我工作中的得力助手，帮助我更高效、更深入地掌握西门子PLC的工业通信技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名设备维护工程师，稳定性是我的首要考量。在处理各种自动化设备故障时，通信问题往往是“顽固分子”，而且往往伴随着高昂的停机成本。这本《西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘)》在这一点上，可以说是给我带来了极大的慰藉。书中专门开辟了大量的篇幅用于讲解通信故障的诊断和排除方法，这对于我来说，简直是“及时雨”。我尤其看重书中关于网络拓扑结构分析、信号干扰排查以及参数配置错误的定位技巧。有时候，一个微小的参数设置错误，或者一个看似不起眼的线缆问题，就可能导致整个通信系统瘫痪。这本书通过大量的实际案例，教会我如何像侦探一样，一步步追踪问题的根源。光盘中的诊断工具和实用程序，更是如虎添翼，让我能够更快速、更准确地定位故障。我尝试着将书中的一些诊断方法应用到实际工作中，效果确实非常显著，大大缩短了故障处理的时间，也减少了不必要的损失。这本书不是一本“速成指南”，而是一本“实战宝典”，它教会的不仅仅是“如何做”，更是“为什么这样做”，以及“当出现问题时，该如何思考”。