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
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• STEP7
• PROFIBUS
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• 自动化
• 工业控制

店铺： 诗书雅韵图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122160058

商品编码：29474015302

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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工业自动化通信的基石：构建高效、稳定、智能的生产网络 在瞬息万变的工业4.0浪潮中，高效、稳定、智能的生产网络已成为企业核心竞争力的关键。而在这庞大而精密的自动化体系中，工业通信扮演着连接一切、驱动运行的“神经中枢”角色。它如同人体内的血管，将指令、数据、信号源源不断地输送到每一个执行单元，确保整个生产流程的流畅与协同。掌握工业通信的精髓，便是掌握现代化工厂的脉搏。 本书，作为您深入探索工业通信世界、解锁自动化潜能的向导，将带领您跨越理论的门槛，抵达实践的彼岸。我们深知，在日益复杂的工业场景下，理解通信协议的底层逻辑、掌握不同通信方式的优势与劣势、以及能够灵活运用各种通信工具解决实际问题，是每一位自动化工程师、技术人员甚至生产管理者的必备技能。因此，我们精心策划了一系列内容，旨在为您提供一套系统、深入、实用的工业通信解决方案。 第一部分：工业通信的理论基石与技术演进 在正式踏入具体通信协议的海洋之前，建立坚实的理论基础至关重要。本部分将从最根本的概念入手，为您梳理工业通信的宏观图景。 何为工业通信？ 我们将从最基础的定义出发，阐释工业通信在整个自动化系统中所扮演的角色，它不仅仅是数据传输，更是信息交换、指令执行、状态反馈的载体。理解其在提升生产效率、降低运营成本、保障生产安全等方面的核心价值。 工业通信的技术演进之路。 工业通信并非一成不变，而是随着技术的发展不断革新。我们将回顾从早期的串行通信、并行通信，到现场总线时代的辉煌，再到以太网技术的崛起，直至如今的工业物联网（IIoT）和工业5.0时代，深入剖析每一次技术飞跃背后的驱动力、带来的变革以及对工业生产模式的影响。了解这段演进史，有助于我们更好地理解当前主流通信技术的优势所在，并预见未来的发展趋势。 通信协议的重要性与分类。 各类通信协议是工业通信的“语言”，它们定义了数据如何被编码、传输、解释。我们将详细介绍不同工业通信协议的出现背景、设计理念、核心特点，并对其进行科学的分类。例如，我们将区分现场总线（Fieldbus）类协议，如PROFIBUS、PROFINET、CANopen、DeviceNet等，重点阐述它们在实时性、确定性、分布式控制方面的优势；工业以太网（Industrial Ethernet）类协议，如EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP等，强调它们在带宽、灵活性、集成性方面的突破；以及无线通信技术在工业场景下的应用，如Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等，探讨其在移动性、部署便捷性方面的价值。 OSI参考模型与TCP/IP协议栈在工业通信中的应用。 理解通用的网络模型，如OSI七层模型和TCP/IP四层模型，对于理解各种工业通信协议的工作原理至关重要。我们将结合工业通信的实际应用，深入解析这些模型中的各个层次是如何协同工作的，以及在工业通信领域中，哪些层次的协议更为关键，哪些又被高度集成。例如，在工业以太网中，Ethernet帧结构、IP地址解析、TCP/UDP端口分配等都与TCP/IP模型息息相关。 实时性、确定性与可靠性。 在工业自动化领域，数据传输的及时性、可预测性和稳定性是生命线。我们将深入探讨“实时性”和“确定性”这两个核心概念，区分硬实时与软实时，分析不同通信协议在满足这些需求方面的差异。同时，也将关注通信的可靠性，包括错误检测、纠错机制、冗余设计等方面，确保生产过程中的数据安全无虞。 第二部分：核心工业通信协议深度解析 理论武装之后，实践的探索方能深入。本部分将精选当前工业领域应用最广泛、最具代表性的通信协议，进行逐一的深度解析。 PROFIBUS系列： 作为经典的现场总线技术，PROFIBUS在欧洲市场占据重要地位。我们将从PROFIBUS DP（分布式外设）和PROFIBUS PA（过程自动化）入手，详细讲解其通信机制、数据结构、拓扑结构（如总线型、星型、环型），以及在诊断、参数化等方面的特点。 PROFINET： 作为PROFIBUS的升级和演进，PROFINET是实现高性能工业以太网的关键。我们将深入剖析PROFINET的网络架构、通信方式（如RT、IRT）、数据交换机制，以及其在实时性、集成性、诊断和网络安全方面的优势。重点介绍其如何通过标准的Ethernet帧承载实时通信，以及与PROFIenergy、PROFIdrive等应用层协议的结合。 EtherNet/IP： 在北美市场占据主导地位的工业以太网协议。我们将详细讲解EtherNet/IP如何利用标准的TCP/IP协议栈，实现设备之间的高效通信。重点阐述其CIP（通用工业协议）的应用，以及在设备建模、数据对象、通信连接等方面的设计原理，使其能够实现与IT网络的无缝集成。 EtherCAT： 以其卓越的实时性能和极高的传输效率而闻名。我们将深入揭示EtherCAT“信号并行处理”的独特工作原理，分析其如何通过Ethernet帧中的“推送-拉取”机制，实现极低的延迟和抖动。重点讲解其在运动控制、分布式I/O等对实时性要求极高的应用场景中的优势。 Modbus系列： 作为最经典、最广泛应用的通信协议之一，Modbus至今仍有广泛的应用。我们将分别讲解Modbus RTU（串行）、Modbus ASCII（串行）和Modbus TCP（以太网）的工作原理、报文结构、功能码，以及其在数据读取、写入、状态查询等方面的基本应用。并分析其简单易用的特点，以及在数据采集、简单的设备互联中的重要作用。 CAN总线与CANopen： 在汽车电子和工业领域广泛应用的低成本、高可靠性的串行通信总线。我们将详细讲解CAN总线的帧结构、仲裁机制、错误检测机制，以及其在实时性、鲁棒性方面的优势。进而深入解析CANopen，重点介绍其在设备配置、网络管理、对象字典等方面的标准化应用，使其能够实现不同厂家设备之间的互操作性。 OPC UA： 作为实现工业信息互联的跨平台、面向服务架构的标准。我们将详细介绍OPC UA的技术架构、信息模型、服务接口，以及其在跨平台互操作性、安全性、数据集成等方面的巨大优势。重点分析其如何打破不同设备、不同系统之间的数据壁垒，为工业物联网和企业信息化打下坚实基础。 第三部分：工业通信的网络构建与实施 理解了通信协议的细节，接下来的关键是如何将它们有效地应用到实际的工业生产环境中。 工业网络拓扑结构的选择与设计。 不同的工业场景对网络拓扑结构有着不同的需求。我们将深入分析各种常见拓扑结构（如星型、总线型、环型、树型、网状型）的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。并指导您如何根据实际需求，设计出经济、高效、可靠的网络拓扑。 工业通信硬件的选择与配置。 包括工业交换机、路由器、网关、通信接口卡、现场总线耦合器等的选型指南。我们将从性能指标、环境适应性、接口兼容性、品牌信誉等多个维度，为您提供详细的选型建议。并简要介绍这些硬件在网络中的作用和基本配置方法。 工业通信线缆与连接技术的考量。 线缆是通信的物理载体，其选择和敷设对通信质量有着直接影响。我们将讲解不同类型工业通信线缆（如屏蔽双绞线、光纤）的特性、适用场景，以及正确的连接方式，如IP防护等级、接插件选择等，以确保信号的稳定传输。 工业通信的网络规划与IP地址管理。 在大型工业网络中，合理的IP地址规划和管理至关重要。我们将讲解子网划分、VLAN的应用，以及如何避免IP地址冲突，确保网络的可扩展性和管理便捷性。 工业通信的网络调试与故障排除。 理论上的完美不等于实际中的畅通。我们将提供一套系统化的网络调试方法，包括网络连通性测试、数据包分析、协议诊断等。并针对常见的通信故障（如丢包、延迟、通信中断），提供详细的故障排除步骤和技巧。 工业通信的诊断与监控。 实时了解网络运行状态，是预防故障、优化性能的关键。我们将介绍各种工业通信诊断工具和监控技术，包括网络管理系统（NMS）、协议分析仪、日志记录等，帮助您全面掌握网络健康状况。 第四部分：工业通信的安全与发展趋势 随着工业自动化的深入，网络安全问题日益凸显，同时新的通信技术也在不断涌现。 工业通信网络安全基础。 我们将阐述工业控制系统（ICS）面临的安全威胁，如恶意攻击、内部威胁、数据泄露等。并重点介绍工业网络安全的基本原则，如纵深防御、最小权限原则、安全审计等。 常用的工业通信安全技术。 包括防火墙、VPN、访问控制、加密通信、入侵检测系统（IDS）等在工业通信中的应用。并将简要介绍IEC 62443等工业网络安全标准。 工业物联网（IIoT）下的通信挑战与机遇。 IIoT的兴起，为工业通信带来了新的挑战，如海量数据的处理、异构设备的互联、云边协同等。我们将探讨在IIoT环境下，如何利用更灵活、更智能的通信技术，如MQTT、CoAP等，实现万物互联。 5G技术在工业通信中的应用前景。 5G以其高带宽、低延迟、大连接的特性，为工业通信带来了革命性的变革。我们将分析5G在智能制造、远程控制、AR/VR辅助操作等场景下的应用潜力，以及对传统工业通信模式的颠覆。 工业通信的未来发展方向。 包括人工智能（AI）在通信优化中的应用、边缘计算与云协同的模式、以及更加绿色、节能的通信技术等。 本书的目标是为您提供一个全面、深入、实用的工业通信知识体系。通过对理论的梳理、协议的解析、实践的指导，以及对未来趋势的展望，您将能够自信地应对各种工业通信的挑战，构建更高效、更稳定、更智能的生产网络，为企业在工业4.0时代的竞争中赢得先机。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度和内容密度，预示着它是一本“工具书”而非“闲暇读物”。当我翻到关于诊断和故障排除的章节时，那种熟悉又复杂的场景再现让我心头一振。它不仅仅列举了可能出现的错误代码，更重要的是，它提供了一套系统性的排查流程——从物理层（指示灯状态、线缆完整性），到数据链路层（报文确认、时钟同步），再到应用层（数据块校验、程序逻辑错误）。尤其是对周期性通信（Cyclic Communication）中断后的自动恢复机制的详细阐述，对我过去处理那些“间歇性抽风”的生产线问题，提供了全新的解决思路。它真正体现了“精通”的含义：不仅要知道系统如何工作，更要知道系统在“不工作”时，各个环节是如何崩溃和如何被修复的。这本书更像是一位经验丰富的大师，在你身边手把手地指导你穿越复杂的工业迷宫。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末来“粗读”了一下目录和前几章，感受最深的是作者在内容组织上的匠心。它似乎并没有按照传统的“硬件介绍-指令集讲解-程序设计”的线性结构来组织，而是更偏向于项目导向。比如，它可能将某种通信协议（如Modbus TCP）的讲解，直接嵌入到一个典型的“上位机与PLC数据交换”的实际案例中。这种沉浸式的学习方式，极大地缩短了理论到实践的距离感。我特别是留意了关于数据一致性和实时性保障的那几节，那些关于时间戳同步和诊断报文处理的描述，细节详尽得令人咋舌。很多教程在这里往往一带而过，但这本书显然是将这些“疑难杂症”作为重点攻克的对象。对于那些在实际调试中被周期性中断、报文丢失等问题折磨过的人来说，光是这些针对性的解决方案，就已经值回票价了。这本书的深度显然不是给初学者准备的，它要求读者对PLC的基本操作有一定了解，才能真正品味出其中的精髓。

评分☆☆☆☆☆

说句实在话，这本书的文字风格和讲解方式非常“理工科”，逻辑严密，直击要害，没有太多花哨的修饰词汇。对于我这种习惯了阅读技术规范和标准的用户来说，这种直接了当的表达反而是最有效率的。我特别测试了它对S7-1500系列中“数据块（DB）访问方式”的讲解，它细致地区分了绝对寻址、间接寻址以及通过指针访问的性能差异和适用场景。这种对底层机制的深入挖掘，对于编写高效、稳定、资源占用小的程序至关重要。坦率地说，阅读过程中，我不得不时常停下来，拿出我的STEP 7 TIA Portal软件进行对照验证。这种“即学即验”的互动过程，极大地巩固了我的理解。这本书没有试图去取悦非技术人员，而是坚定地站在了专业实践者的立场上，这一点我非常赞赏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当大气，那种深沉的工业蓝和金属质感的字体组合，立刻给人一种专业、严谨的感觉。我当初选择它，主要是冲着“完全精通”这四个字去的。说实话，市面上关于西门子PLC的书籍汗牛充栋，但很多都是基础入门或者针对特定型号的碎片化讲解。我真正需要的，是一个能够构建完整知识体系的工具。这本书的排版清晰，图文并茂的风格很对我的胃口。我尤其欣赏它在理论深度和实际应用之间的把握。很多技术手册只会告诉你“怎么做”，但这本书似乎更进一步，解释了“为什么这么做”。比如，在讲解Profibus/Profinet的网络拓扑设计时，它并没有停留在简单的接线图上，而是深入剖析了不同结构在实际生产线上的性能瓶颈和冗余备份的优化策略。这对于我这种需要进行复杂系统集成的工程师来说，无疑是宝贵的财富。我期待它能把我从一个“会编程的”操作者，提升到“能设计和优化”的架构师层面。

评分☆☆☆☆☆

从一个老项目经理的角度来看，这本书的价值不仅体现在技术细节的精准性上，更在于它对整个工业通信生态系统的宏观把握。现代工厂的自动化不再是孤立的PLC在工作，而是MES、SCADA、HMI与底层控制器的多层次协同。这本书在涉及网络选型和安全策略时，明显超越了单纯的西门子产品线讨论，而是将其置于整个工业互联网（IIoT）的大背景下去审视。我惊喜地发现，它提到了如何通过OPC UA实现跨平台的数据集成，甚至还涉及到了基本的网络安全加固措施，比如如何隔离操作网络和管理网络。这在很多传统的PLC教材中是看不到的。它让我意识到，未来的自动化工程师，必须是“半个网络工程师”和“半个信息安全专家”。这本书提供的知识框架，正是支撑这种复合型能力所必需的基石。它提供的是一套系统性的思维模型，而非简单的“菜谱”。