西門子PLC工業通信完全精通教程(附光盤) 嚮曉漢 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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嚮曉漢 著

圖書標籤:

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• S7-1500
• PROFINET
• PROFIBUS
• 自動化
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店鋪： 讀者科技圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122160058

商品編碼：29484328818

包裝：平裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名：西門子PLC工業通信完全精通教程(附光盤)

定價：68.00元

作者：嚮曉漢

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787122160058

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.658kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書結閤工程應用案例，詳細介紹瞭西門子PLC工業通信網絡應用技術，包括：西門子PLC的自由口通信、西門子PLC與變頻器的USS通信、西門子PLC的Modbus通信、西門子PLC的PPI通信、西門子PLC的MPI通信、西門子PLC的PROFIBUS通信、工業以太網通信、第三方網關模塊的使用、OPC通信、工業物聯網應用等內容。書中所有的例子都是經過實踐檢驗的，每個例子都包含軟硬件的配置方案圖、接綫圖和程序。對於比較復雜的例子，有專門的視頻教學文件和程序源代碼，讀者可以從光盤中學習。
　　本書可供PLC應用技術人員學習使用，也可供大院校相關專業師生參考使用。

目錄

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章 概述

1.1 通信基礎知識

1.1.1 通信的基本概念

1.1.2 RS-485標準串行接口

1.1.3 PLC網絡的術語解釋

1.1.4 OSI參考模型

1.2 現場總綫

1.2.1 現場總綫的概念

1.2.2 主流現場總綫的簡介

1.2.3 現場總綫的特點

1.2.4 現場總綫的現狀

1.2.5 現場總綫的發展

1.3 SIMATIC NET 工業通信網絡

1.3.1 工業通信網絡結構

1.3.2 西門子通信網絡技術說明

第2章 西門子PLC的自由口通信

2.1 自由口通信概述

2.2 S7-200係列PLC之間的自由口通信

2.3 S7-200 PLC與個人計算機的自由口通信

2.3.1 S7-200 PLC與超級終端的自由口通信

2.3.2 S7-200 PLC與個人計算機（自編程序）的自由口通信

2.4 S7-200 PLC與三菱FX係列PLC的自由口通信

2.5 S7-1200係列PLC與S7-200係列PLC的自由口通信

2.6 S7-1200係列PLC之間的自由口通信

2.7 S7-1200係列PLC與PC的自由口通信

第3章 西門子PLC與變頻器的USS通信

3.1 USS協議的基本知識

3.1.1 USS協議簡介

3.1.2 通信報文結構

3.1.3 有效數據字符

3.1.4 USS的任務和應答

3.2 S7-200與MM440變頻器的USS通信調速

3.3 S7-1200 PLC與MM440的USS通信

第4章 西門子PLC的Modbus通信

4.1 Modbus通信概述

4.1.1 Modbus協議簡介

4.1.2 Modbus傳輸模式

4.1.3 Modbus消息幀

4.2 S7-200 PLC間Modbus通信

4.2.1 使用Modbus協議庫

4.2.2 Modbus的地址

4.2.3 S7-200 PLC間Modbus通信應用舉例

4.3 S7-200 PLC與S7-1200 PLC間的Modbus通信

4.4 S7-1200 與S7-1200的Modbus通信

第5章 西門子PLC的PPI通信

5.1 認識PPI協議

5.1.1 初識PPI協議

5.1.2 PPI主站的定義

5.2 兩颱S7-200係列PLC之間的PPI通信

5.2.1 方法1--用指令嚮導

5.2.2 方法2--用網絡讀/寫指令

5.3 多颱S7-200係列PLC之間的PPI通信

第6章 西門子PLC的MPI通信

6.1 MPI通信概述

6.2 無組態連接通信方式

6.2.1 無組態連接MPI通信簡介

6.2.2 無組態單邊通信方式應用舉例

6.2.3 無組態雙邊通信方式應用舉例

6.3 全局數據包通信方式

6.3.1 全局數據包通信簡介

6.3.2 全局數據包通信應用舉例

6.4 組態連接通信方式

6.4.1 組態連接通信方式簡介

6.4.2 組態連接通信應用舉例

6.5 S7 PLC與HMI的MPI通信

6.6 WinCC flexible和PLCSIM的通信仿真

6.6.1 S7-PLCSIM簡介

6.6.2 實例

第7章 西門子PLC的PROFIBUS通信

7.1 PRIFOIBUS現場總綫概述

7.1.1 工廠自動化網絡結構

7.1.2 PROFIBUS的組成部分

7.1.3 PROFIBUS的通信模型

7.1.4 PROFIBUS的通信組成

7.1.5 PROFIBUS的通信方式

7.1.6 PROFIBUS-FMS/DP的物理層

7.1.7 PROFIBUS-FMS/DP的數據鏈路層

7.1.8 PROFIBUS-DP的應用

7.2 S7-300係列PLC與第三方設備的PROFIBUS-DP通信

7.3 PROFIBUS-DP連接智能從站的應用

7.4 一主多從PROFIBUS-DP DX通信

7.5 PROFIBUS-DP接口連接遠程ET200M

7.6 CP342-5的PROFIBUS通信應用

7.6.1 CP342-5的PROFIBUS通信概述

7.6.2 CP342-5的PROFIBUS通信應用舉例

7.7 S7-300與MM440變頻器的場總綫通信調速

7.8 S7-300通過PROFIBUS現場總綫修改MM440變頻器的參數

7.9 PROFIBUS與Sinamics S120的連接

7.9.1 Sinamics S120 AC/AC單軸驅動器概述

7.9.2 S7-300與Sinamics S120連接應用舉例

7.10 PROFIBUS-S7通信

7.10.1 PROFIBUS-S7通信簡介

7.10.2 PROFIBUS-S7通信應用舉例

第8章 工業以太網通信

8.1 以太網通信概述

8.1.1 以太網通信簡介

8.1.2 工業以太網通信簡介

8.2 S7-200 PLC的以太網通信

8.2.1 S7-200 PLC間的以太網通信

8.2.2 S7-200係列PLC與S7-300係列PLC間的以太網通信

8.2.3 S7-200係列PLC與組態王的以太網通信

8.3 S7-1200 PLC的以太網通信

8.3.1 S7-1200係列PLC間的以太網通信

8.3.2 S7-200係列PLC與S7-1200係列PLC間的以太網通信

8.3.3 S7-1200係列PLC與S7-300係列PLC間的以太網通信

8.4 S7-300/400係列PLC的以太網通信

8.4.1 西門子工業以太網通信方式簡介

8.4.2 S7-300/400工業以太網通信舉例

8.4.3 S7300/400工業以太網通信仿真

第9章 使用第三方網關模塊進行以太網絡通信

9.1 第三方網關模塊簡介

9.2 Bet-S7PPI網關

9.3 Bet-S7MPI網關

9.4 第三方網關的應用實例

0章 OPC通信

10.1 OPC基本知識

10.1.1 OPC概念

10.1.2 OPC的宗旨

10.1.3 OPC技術基礎

10.1.4 OPC基金會

10.1.5 OPC特性

10.1.6 OPC數據通訊

10.1.7 服務器與客戶機的概念

10.2 用西門子Access組建OPC通信

10.2.1 PC Access軟件簡介

10.2.2 WinCC與S7-200的通信

10.2.3 用Excel訪問PC Access

10.3 用西門子Simatic Net組建OPC通信

10.3.1 SIMATIC NET軟件簡介

10.3.2 WinCC與S7-1200的通信

10.4 用KepServerEX組建OPC通信

10.4.1 KEPServerEX簡介

10.4.2 安裝KEPServerEX V5的要求

10.4.3 WinCC與S7-200的通信

1章 工業物聯網及其應用

11.1 物聯網簡介

11.1.1 物聯網的概念

11.1.2 物聯網的技術特點

11.1.3 物聯網的應用範圍

11.2 工業物聯網的應用案例

11.2.1 電動機試驗機功能描述

11.2.2 控製係統方案

11.2.3 硬件組態和程序的編寫

作者介紹

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文摘

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序言

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工業自動化通信的脈絡——透視互聯世界中的PLC技術 在現代工業的宏大圖景中，自動化已成為驅動效率、提升質量、優化資源配置的核心引擎。而在這個高度互聯的自動化生態係統中，可編程邏輯控製器（PLC）扮演著不可或缺的“大腦”角色，負責接收來自傳感器、執行器等各種現場設備的信息，並根據預設的程序做齣決策，最終控製整個生産流程的順暢運行。然而，PLC的威力並非孤立存在，它需要通過一套精密的通信機製，與其他設備、上位機係統乃至雲端進行信息交互，纔能真正實現其價值。這套通信機製，便是工業通信的精髓所在。 本書並非聚焦於某一特定品牌的PLC産品或其附帶的光盤內容，而是緻力於為讀者構建一個全麵、深入的工業通信知識體係，以此為基礎，理解PLC在其中扮演的關鍵角色及其通信原理。我們將從工業自動化通信的宏觀視角齣發，循序漸進地剖析其發展脈絡、技術演進以及核心概念，最終幫助讀者掌握理解和應用PLC通信技術所需的關鍵能力。 第一章：工業自動化的基石——通信的意義與挑戰 工業自動化的發展，離不開信息的高效傳遞。本章將首先闡述工業通信在現代化工廠中的戰略意義，為何如此重要的信息交互是提升生産力、保障安全、實現智能製造的基石。我們將深入探討工業通信所麵臨的獨特挑戰：現場環境的嚴苛性（溫度、濕度、振動、電磁乾擾）、實時性要求（毫秒級的響應）、數據安全性（防止非法訪問和數據泄露）、兼容性難題（不同廠商、不同代際設備之間的互聯互通）以及成本控製等。理解這些挑戰，是掌握有效通信解決方案的前提。 第二章：工業通信的網絡分層模型——從物理到應用 為瞭係統地理解工業通信，我們將藉鑒經典的計算機網絡模型，引入並深入解析工業通信特有的網絡分層結構。 物理層：信號的載體與傳輸 我們將詳細介紹各種工業通信中常用的物理介質，如雙絞綫（Ethernet、RS-485）、光縴（光縴以太網）、無綫通信（Wi-Fi、4G/5G、LoRa）等。 深入講解不同介質的傳輸特性、優缺點、適用場景以及信號的編碼、解碼、調製解調等基本原理。 重點分析工業現場環境中，如何選擇閤適的物理介質以應對嚴苛的條件，例如在易燃易爆區域的本質安全設計，或是在強乾擾環境下采用屏蔽措施。 數據鏈路層：可靠的數據傳輸 本章將深入解析數據鏈路層在工業通信中的作用，包括幀的封裝、成幀、差錯檢測與糾正、介質訪問控製（MAC）等。 我們將重點介紹在工業通信中廣泛使用的幾種數據鏈路層協議，如Ethernet II、IEEE 802.3、RS-485的通信機製，以及更高級彆如EtherNet/IP、Profinet等協議在數據鏈路層是如何實現高效可靠傳輸的。 理解數據幀的結構、校驗碼（CRC）的工作原理，以及衝突避免或檢測機製，對於確保數據的完整性和可靠性至關重要。 網絡層：路由與尋址 在本層，我們將探討數據包的尋址和路由機製。雖然許多工業現場網絡相對封閉，但理解IP地址、子網掩碼等概念，以及路由器在網絡拓撲中的作用，有助於構建更復雜、可擴展的通信係統。 我們將分析在某些集成係統中，如何實現不同網絡段之間的通信，以及網絡層協議（如TCP/IP）在工業環境中的應用。 傳輸層：端到端的數據連接 傳輸層的核心任務是提供可靠的端到端通信服務。我們將重點講解TCP（傳輸控製協議）和UDP（用戶數據報協議）的原理及其在工業通信中的選擇。 TCP的可靠性、有序性、流量控製和擁塞控製機製，以及UDP的無連接、高效性，將是本章的討論重點。我們將分析在不同應用場景下（例如，需要嚴格保證數據到達的監控數據，與對實時性要求更高的控製命令）如何權衡選擇。 應用層：用戶與設備的交互 這是用戶最直接接觸的層級。本章將深入解析在工業自動化領域，各種典型的應用層協議是如何工作的，它們如何定義數據格式、通信命令和響應機製。 我們將重點介紹幾種至關重要的工業應用層協議，例如： Modbus係列（Modbus RTU/ASCII/TCP）： 作為最經典、應用最廣泛的工業通信協議之一，我們將詳細解析其報文結構、功能碼、地址映射以及在不同物理介質上的實現方式。我們將討論Modbus在PLC與其他設備（如傳感器、變頻器、儀錶）之間的通信中的作用，以及其簡單易用的特點。 OPC（OLE for Process Control）係列： 作為實現數據互通的標準，我們將詳細介紹OPC DA（數據訪問）、OPC UA（統一架構）等標準。理解OPC如何實現不同廠商設備之間的數據采集、組態和監控，以及OPC UA在跨平颱、安全性、雲連接方麵的優勢。 EtherNet/IP： 作為基於以太網的開放通信標準，我們將解析其 CIP（Common Industrial Protocol）層，以及如何在以太網上傳輸工業數據，實現設備級的互聯互通。 Profinet： 西門子等廠商主推的工業以太網解決方案，我們將探討其實時性、實時類彆（RT、IRT）、診斷功能以及與PLC的深度集成。 其他工業協議（如CANopen, DeviceNet, EtherCAT等）： 我們將簡要介紹這些協議的特點、應用領域以及與PLC通信的關聯性，幫助讀者建立更廣泛的認知。 第三章：PLC通信硬件解析——接口、模塊與網絡節點 本章將聚焦於PLC通信的物理實現。我們將詳細介紹PLC上各種通信接口的類型和功能，例如： 串行通信接口： RS-232、RS-485等接口的電氣特性、通信方式、通信距離限製以及在PLC中的應用。 以太網接口： 標準RJ45接口，支持TCP/IP協議，是現代PLC通信的主流。我們將討論其帶寬、傳輸速率、全雙工/半雙工模式以及在工業以太網中的應用。 專用通信模塊： 介紹各種專用的通信接口卡和模塊，如Profibus DP/PA接口卡、CANopen接口模塊、DeviceNet接口模塊等，以及它們如何擴展PLC的通信能力。 通信處理器（CP）： 對於一些高端PLC係統，可能需要獨立的通信處理器來處理大量的通信任務，我們將簡要介紹其作用。 網絡節點（Node）： 解釋PLC在工業網絡中作為一個節點，如何通過其通信接口接入網絡，與其他節點進行數據交換。 第四章：PLC通信的配置與編程——從組態到數據交互 本章將深入探討如何配置和編程PLC以實現有效的通信。 通信參數的配置： 波特率、數據位、停止位、校驗位、IP地址、子網掩碼、網關等關鍵通信參數的設置方法，以及它們對通信穩定性的影響。 通信協議棧的實現： 在PLC編程環境中，如何選擇、配置和調用相應的通信功能塊或指令，以實現Modbus、OPC Client/Server等協議的通信。 數據交換的策略： 輪詢（Polling）與中斷（Interrupt）： 講解PLC如何通過輪詢方式周期性地讀取傳感器數據，以及如何利用中斷響應外部事件。 同步（Synchronous）與異步（Asynchronous）通信： 分析這兩種通信模式的原理、適用場景以及在PLC通信中的應用。 主站/從站（Master/Slave）或客戶端/服務器（Client/Server）模式： 深入解析在不同通信協議中，PLC作為主站（或客戶端）如何發起通信請求，以及作為從站（或服務器）如何響應請求。 數據映射與轉換： 如何在PLC內部對接收到的外部數據進行邏輯處理、轉換和存儲，以及如何將PLC內部變量映射到外部通信地址，供其他設備讀取。 第五章：工業通信的實踐案例與應用場景——連接世界的PLC 本章將通過一係列生動的實踐案例，展示PLC通信在不同工業領域的廣泛應用： 工廠自動化生産綫： PLC如何通過EtherNet/IP或Profinet與驅動器、編碼器、視覺係統、人機界麵（HMI）等設備協同工作，實現生産過程的精確控製和信息共享。 過程控製係統（PCS）： 在化工、水處理、電力等行業，PLC如何通過Modbus、Profibus PA等協議與變送器、閥門、泵等現場儀錶通信，實現溫度、壓力、流量等參數的監測和調控。 樓宇自動化（BAS）： PLC如何與樓宇管理係統（BMS）通信，控製空調、照明、安防等係統。 能源管理係統： PLC如何采集能源消耗數據，並上傳至能源管理平颱。 遠程監控與診斷： 利用OPC UA等技術，PLC如何實現與雲平颱的連接，支持遠程數據訪問、故障診斷和預測性維護。 第六章：工業通信的安全與未來趨勢——通往智能互聯之路 工業通信安全： 隨著工業4.0和工業物聯網（IIoT）的發展，網絡安全成為工業通信的關鍵挑戰。本章將探討工業通信中的安全風險，如未授權訪問、數據篡改、拒絕服務攻擊等，並介紹相應的安全防護措施，如防火牆、VPN、訪問控製、加密技術等。 工業物聯網（IIoT）與邊緣計算： 探討PLC通信如何嚮IIoT轉型，實現與雲端的無縫集成，以及邊緣計算在本地數據預處理、降低延遲方麵的作用。 時間敏感網絡（TSN）： 介紹TSN技術如何解決以太網在實時性方麵的挑戰，為工業自動化提供更高級彆的確定性通信。 人工智能（AI）與機器學習（ML）在通信中的應用： 展望AI/ML如何應用於通信流量優化、故障預測、自主控製等方麵。 通過以上章節的學習，讀者將能夠建立起一個清晰、係統的工業通信知識框架，理解PLC在其中扮演的核心角色，掌握其通信原理、配置方法和應用策略，為應對現代工業自動化領域日益復雜的通信挑戰打下堅實的基礎。本書旨在提供一套麵嚮未來的視角，讓讀者深刻理解工業通信如何成為連接現實世界與數字世界的橋梁，驅動著智能製造的蓬勃發展。

評分☆☆☆☆☆

當我看到這本書名時，我腦海裏立刻浮現齣它可能包含的豐富內容。一本關於“西門子PLC工業通信完全精通”的書，必然涉及到通信協議的方方麵麵，從基礎的RS232、RS485，到更現代、更高效的以太網通信，如PROFINET、PROFIBUS、EtherNet/IP等。我非常期待書中能夠詳細介紹這些協議的原理、特點、應用場景，以及如何進行配置和調試。特彆是我對PROFINET的實時性、開放性和靈活性一直很感興趣，希望能在這本書中找到深入的講解。同時，“完全精通”這四個字也意味著這本書不僅僅停留在理論層麵，更應該包含大量的實踐操作指導。附帶的光盤無疑是這本書的亮點之一，我猜測裏麵會有大量的例程、仿真軟件、硬件配置教程，甚至是一些實際工程案例的演示，這對於我這樣希望邊學邊練的學習者來說，是無價之寶。我對作者“嚮曉漢”的名字也充滿期待，相信他能夠以其專業的知識和豐富的經驗，為我們呈現一本內容翔實、條理清晰、實用性極強的PLC通信教材。

評分☆☆☆☆☆

我剛翻開這本書，就被其精美的排版和清晰的圖文深深吸引。書中的每一個章節都似乎經過精心設計，理論知識和實踐操作被巧妙地融閤在一起。特彆是那些技術圖示，綫條流暢，標注清晰，即使是初學者也能一目瞭然。我一直覺得，學習PLC通信，如果缺乏直觀的理解，很容易陷入死記硬背的泥潭。但這本書似乎在這方麵做得非常齣色，通過大量的圖例和錶格，將復雜的通信原理和配置過程變得生動形象。我特彆期待書中關於各種通信方式的對比分析，比如在不同應用場景下，PROFINET和PROFIBUS各自的優勢和劣勢，以及如何根據實際需求進行選擇。同時，我也很想瞭解書中是否會介紹一些實際的工程案例，通過真實的案例來學習如何解決通信故障，如何優化通信性能，這對於我來說是至關重要的。這本書的作者名字“嚮曉漢”我也記住瞭，感覺是一位在PLC通信領域有深厚造詣的專傢，他的經驗總結和獨到見解，相信能為我指明方嚮，少走彎路。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我首先被它厚實的體量和紮實的編寫風格所摺服。這絕對不是一本泛泛而談的入門手冊，而是經過深入研究和實踐檢驗的“硬核”教材。我最看重的是一本書在理論深度和實踐指導之間的平衡。我希望它不僅能講解清楚每個通信協議的原理，更重要的是，能夠提供詳細的配置步驟、調試方法，甚至是一些常見問題的解決方案。從書名“完全精通”來看，這本書顯然誌在將讀者從零基礎帶到精通的境界，這意味著它不會迴避那些繁瑣但關鍵的細節。例如，在講解PROFINET時，我期待看到關於IP地址規劃、設備命名、IO控製器和IO設備的配置、診斷信息等方麵的詳細闡述。附帶的光盤更是讓我充滿瞭期待，我猜想裏麵會有大量的西門子PLC通信相關的演示視頻、仿真軟件，甚至是實操項目的源代碼，這些資源無疑能夠極大地加速我的學習進程，讓我能夠“看得懂、做得到”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的外觀讓我覺得很“有分量”，拿到手裏沉甸甸的，這往往意味著內容豐富而詳實。我一直認為，在工業通信領域，理論知識的枯燥性是學習的一大障礙，而這本書通過“精通教程”的定位，應該會用更易於理解的方式來呈現復雜的概念。我特彆好奇書中關於“故障排除”和“性能優化”的部分會如何展開。在實際工作中，通信故障的齣現往往會嚴重影響生産效率，掌握一套行之有效的排查和解決問題的思路是每個PLC工程師的必備技能。而對於通信性能的優化，比如如何減少延遲，如何提高數據傳輸的穩定性，這些都是能夠直接提升工業自動化係統整體效能的關鍵。我期待這本書能夠提供一些實用的技巧和經驗，幫助我解決在實際項目中遇到的通信難題。光盤的配備讓我對這本書的學習體驗有瞭更高的期望，希望能從中獲得更深入的理解和更貼近實戰的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，封麵上“西門子PLC工業通信完全精通教程”幾個大字躍然紙上，給人一種專業、權威的感覺。我特彆留意到“附光盤”的字樣，這對於學習者來說無疑是極大的福音，意味著除瞭書本知識，還能獲得更直觀、更生動的學習資源，比如視頻講解、仿真軟件或者案例演示，這對於我這樣喜歡動手實踐的人來說，簡直是量身定製。我一直對西門子PLC在工業自動化領域的應用充滿興趣，尤其是在通信這塊，感覺是整個係統順暢運行的“命脈”。這本書的書名直接點明瞭主題，讓我對學習內容有瞭清晰的預期，相信能夠係統地掌握西門子PLC的各種工業通信協議和實現方式，比如PROFINET、PROFIBUS等等，並且能深入理解它們在實際生産中的應用場景，這對於提升我的職業技能非常有幫助。我對手冊類的書籍通常有比較高的要求，不僅僅是知識的堆砌，更在於知識的條理性和實用性。從書名來看，這本書應該是結構清晰，從基礎概念到高級應用層層遞進，能夠循序漸進地帶領我完成“精通”的蛻變，而不僅僅是“瞭解”。