大话PROFINET：智能连接工业4.0 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陈曦 著

图书标签:

• PROFINET
• 工业4
• 0
• 工业通信
• 自动化
• PLC
• 以太网
• 实时通信
• 诊断
• 网络配置
• 智能制造

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122283795

版次：1

商品编码：12081734

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：轻型纸

页数：161

字数：164000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书适合通信、自动化、工业控制领域的技术人员阅读使用，同时也可作为高等院校相关专业的教材及参考书。
《大话Profinet——智能连接工业4.0》特色如下：
1.本书采用独特的视角、类比的手法、风趣的语言，将以往普遍讲解严肃、晦涩难懂的知识变得亲切好玩一些；
2.本书介绍PROFINET的相关知识在目前的图书市场上来讲还是比较欠缺的一块，是非常适合读者入门学习使用的；
3.本书入门篇、基础篇、提高篇三篇内容循序渐进，没有过多啰里啰嗦的语言，干货十足，通过搭建实验平台来从实践中有针对性地了解PROFINET的各个细节点；
4.本书以当下工业4.0、中国制造2025为背景，所讲内容与时俱进，新颖实用。

内容简介

本书用类比的手法、风趣的语言，介绍了工业4.0的“连接助手”——PROFINET技术的相关知识。本书分为三大篇章：在入门篇中，介绍了一个草根工程师眼中的工业4.0，并且加入了一些网络的技术视角，搭建了展示PROFINET所需要的技术平台，然后引入PROFINET；在基础篇中，运用PROFINET技术搭建了一个满足工业3.0特点的工厂生产线控制系统通信网络，在组网的过程中逐步解释了其中所用到的PROFINET技术细节；在提高篇中，介绍了PROFINET系统运行时通信的内容等“高精尖”知识，为解决实际工作中遇到的更为复杂的问题提供一些思路。
本书视角独特，内容新颖实用，语言轻松有趣，适合通信、自动化、工业控制领域的技术人员阅读使用，同时也可作为高等院校相关专业的教材及参考书。

内页插图

目录

入门篇 /001
1 楔子——心有多大，舞台就有多大 /002
1.1 工业1.0回顾 /003
1.2 工业2.0补课 /004
1.3 工业3.0普及 /005
1.3.1 PLC /005
1.3.2 现场总线 /006
1.4 工业4.0实现之路 /008
1.5 互联网 /010
1.5.1 互联网的发展历史 /010
1.5.2 OSI参考模型 /011
1.6 互联网中的局域网 /013
1.7 用以太网实现局域网 /015
1.8 从以太网到工业以太网 /016
1.9 小结 /017
2 PROFINET概述——大咖出场 /018
2.1 PROFINET是什么 /018
2.2 PROFINET的作用 /019
2.3 PROFINET的特点 /020
2.3.1 PROFINET与PROFIBUS比较 /020
2.3.2 工业以太网标准之间的比较 /022
2.4 PROFINET的优点 /023
2.5 PROFINET的基本内容 /026
2.6 本书对PROFINET的分析方法 /026
2.7 小结 /028
基础篇 /029
3 PROFINET IO——秀一下肌肉 /030
3.1 系统概述 /030
3.2 PROFINET设备类型 /031
3.2.1 IO控制器 /033
3.2.2 IO设备 /034
3.2.3 IO监视器 /034
3.2.4 通信服务 /034
3.2.5 PROFINET IO系统 /036
3.3 一致性类别 /037
3.3.1 什么是一致性类别 /038
3.3.2 一致性类别选项 /039
3.3.3 如何根据一致性类别选择设备 /041
3.4 实时性 /043
3.4.1 什么是PROFINET IO系统的实时性 /044
3.4.2 普通以太网不具备实时性 /045
3.4.3 PROFINET如何实现实时性 /046
3.4.4 PROFINET IO系统的实时等级 /049
3.5 防护等级 /050
3.6 其他要求 /051
3.7 小结 /052
4 PROFINET安装——连线中，请稍候…… /054
4.1 安装概述 /055
4.2 网络拓扑 /056
4.2.1 线形拓扑 /056
4.2.2 星形拓扑 /057
4.2.3 树形拓扑 /058
4.2.4 环形拓扑 /059
4.3 PROFINET的传输介质 /060
4.2.1 电缆 /061
4.3.2 光缆 /064
4.3.3 线缆连接器 /065
4.3.4 无线局域网 /066
4.4 交换机 /068
4.4.1 交换机的基本原理 /068
4.4.2 交换机的地址列表 /069
4.4.3 工业以太网交换机的分类 /071
4.4.4 冲突域与广播域 /073
4.4.5 虚拟局域网VLAN /073
4.5 一些安装标准 /075
4.6 网络安装小结 /076
5 系统配置——别着急，让系统飞一会儿 /078
5.1 总线配置器 /079
5.2 设备标识 /080
5.2.1 设备标识的作用 /080
5.2.2 设备名称 /081
5.2.3 MAC地址 /082
5.2.4 IP地址 /083
5.3 GSD文件 /084
5.3.1 什么是GSD文件 /084
5.3.2 GSD文件的命名 /085
5.3.3 GSD文件的使用 /085
5.4 设备模型 /086
5.5 彻查PROFINET循环通信 /088
5.5.1 为什么需要循环通信 /089
5.5.2 循环通信的节拍 /090
5.5.3 设备的减速比 /091
5.5.4 其他和通信相关的时间参数 /093
5.6 小结 /094
6 优化PROFINET网络——玉不琢，不成器 /095
6.1 影响网络性能的不合理因素 /095
6.2 如何优化网络 /096
6.2.1 考虑设备合理的数据量 /096
6.2.2 改进网络拓扑结构 /097
6.2.3 合理设置周期时间 /098
6.3 使用无线传输 /099
6.4 与更高级别的网络（企业网）通信 /101
6.5 安全 /102
6.6 小结 /102
提高篇 /103
7 PROFINET IO诊断与检测技术 /104
7.1 PROFINET IO诊断 /104
7.1.1 设备诊断 /105
7.1.2 网络诊断 /106
7.2 PROFINET检测 /107
7.3 诊断与检测工具 /109
7.3.1 线路测试仪 /110
7.3.2 PROFINET网络诊断工具 /110
7.3.3 报文分析软件 /111
7.4 其他软件 /112
7.4.1 IO控制器模拟软件 /112
7.4.2 XML分析软件 /113
7.5 小结 /114
8 PROFINET通信协议——没有规矩，不成方圆 /116
8.1 PROFINET IO协议概述 /117
8.2 IP网际协议 /119
8.2.1 TCP协议 /120
8.2.2 UDP协议 /120
8.3 ARP地址解析协议 /121
8.3.1 ARP的工作原理 /122
8.3.2 ARP报文 /123
8.4 PROFINET实时协议 /124
8.4.1 FrameID /125
8.4.2 周期性数据 /126
8.4.3 CycleCounter详解 /126
8.4.4 DataStatue详解 /127
8.4.5 报警报文 /128
8.5 DCP发现与配置协议 /128
8.5.1 DHCP协议 /129
8.5.2 DHCP与DCP的比较 /130
8.5.3 DCP与ARP的比较 /132
8.5.4 DCP设置设备参数 /132
8.5.5 更换设备过程中的DCP通信 /133
8.5.6 DCP报文 /134
8.6 LLDP链路层发现协议 /135
8.6.1 发现相邻节点 /135
8.6.2 更换设备的基本规则 /136
8.6.3 LLDP报文 /137
8.7 SNMP简单网络管理协议 /138
8.7.1 识别拓扑 /139
8.7.2 SNMP的特点 /139
8.7.3 SNMP的格式 /140
8.7.4 管理信息数据库简介 /140
8.8 MRP介质冗余协议 /141
8.9 包含VLAN标签的报文 /143
8.10 精确时钟协议（PTCP）简介 /143
8.11 ICMP因特网控制消息协议 /145
8.12 小结 /146
9 PROFINET IRT通信 /147
9.1 PROFINET等时实时介绍 /148
9.2 等时实时通信的优势 /149
9.2.1 时钟同步 /149
9.2.2 带宽预留 /150
9.2.3 通信规划 /151
9.3 不同的等时实时通信 /152
9.3.1 高度灵活的等时实时通信 /152
9.3.2 高性能的等时实时通信 /153
9.4 小结 /155
10 杂项——抛砖引玉 /157
10.1 PROFINET CBA /157
10.1.1 什么是CBA /157
10.1.2 组件对象模型 /158
10.2 集成现场总线系统 /159
10.2.1 代理（Proxy） /159
10.2.2 PROFINET网关 /159
10.3 PROFINET组织与规范 /160
10.4 小结 /160
参考文献 /161

前言/序言

工业4.0是当下热门的话题之一。中国制造业尚处于工业2.0和工业3.0并行发展的阶段，想要在工业4.0的征途中实现“弯道车”，就必须走工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0示范的发展道路，那么深入理解一种重要的工业以太网标准——PROFINET，就是在普及工业3.0，就是在帮助读者从技术的层面理解工业4.0。
PROFINET是基于工业以太网技术的新一代自动化总线标准。既然是“标准”，那么大家听到这个词会有怎样的印象呢？是不是会想到白皮书一样的东西——有章节和条款、有文字和数据、有定义和解释。的确，在众多讲解PROFINET标准的培训教程中，介绍的内容不外乎是实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、安全、过程控制、IT标准等内容。德国的工程师用这样的教程，美国的工程师用这样的教程，国内的工程师也用这样的教程。
所以笔者觉得应该拿出一些方法帮助大家理解，减少学校和企业培养人才的难度。这俗话说得好：“马无夜草不肥”。也就是说，咱们不仅要有兢兢业业的工作态度，踏实肯干的工作作风，而且要有一些事半功倍的工作方法，才能让中国制造业在这场影响全球的工业革命中实现“弯道车”。
其实本书能够出版，是经历了一点曲折的。在开始码字的时候，正处于我工作的低谷期，当时感觉十分迷茫，因为学了一大堆东西后却不知道怎么学以致用，怎么服务于人民群众。经过一段时间的思考，我决定那就先服务自己吧，把学到的东西想想透彻，先让自己明白，然后写给别人看，关键是得写得深入浅出，让别人能看明白。而且要写得有趣些，不然大家工作那么忙，有点时间可以上微信抢红包呀，干吗费脑筋看这些枯燥的东西呢。写着写着就想到可以在论坛上贴出来呀，让更多朋友受益。也许是好事多磨，用《大话PROFINET（连载）》的标题在论坛上次发布帖子就给毙了，就像公司有良好的业绩，想申请股票上市却给证监会驳回一样，当时真觉得自己运气不太好。不过活人哪能被尿憋死，如果不能直接上市，那就借壳上市吧，于是笔者拿出以前在论坛上已经发布过的一篇帖子，把名字改成《大话PROFINET（连载）》，把内容
改了再提交，终于得以发布。后来随着一次次的跟帖连载，终于收到的个网友回复，接下来是很多网友支持，再到论坛版主提升了帖子的热度，乃至得到官方微博的宣传，再后来收到编辑的约稿，后行文成书，其中酸甜苦辣，真是只有自己才能体会。
其实学习本来就不是易事，我写这本书的初衷也是希望大家学习起来更加轻松，充满乐趣。无论如何，耐着心，读下去！这本书要比教材轻松、开心得多……
组织结构
本书分为三大篇章：入门篇、基础篇和提高篇。在入门篇中，先跟读者聊一聊一个草根工程师眼中的工业4.0，并且加入了一些网络的技术视角，搭建了展示PROFINET所需要的所有技术平台，然后引入PROFINET。在基础篇中，本书将运用PROFINET技术来搭建一个满足工业3.0特点的工厂生产线控制系统通信网络，在组网的过程中逐步解释一下其中所用到的所有PROFINET技术细节。在提高篇中，笔者再讲一些“高精尖”的东西作为提高，有兴趣的朋友可以了解到PROFINET系统运行时通信的内容，为解决实际工作中遇到的更为复杂的问题提供一些思路。
本书特点
当下的关于PROFINET的教程实在是过为严肃了些，样子千篇一律，讲解晦涩难懂，一点也没给人一种“新一代”的感觉。于是，笔者就想通过一种当下比较流行的方法——“图解××”或者是“一幅图看懂××”，来重新解读一下PROFINET，使之变得亲切些，更接地气儿，根本目的就是想把技术也写得好玩一点。本书将运用PROFINET技术来搭建一个满足工业3.0特点的工厂控制系统通信网络，在组网的过程中逐步解释一下其中PROFINET所包含的所有技术细节。
读者对象
工业以太网相关研发人员。
自动化系统的设计人员。
相关专业的市场销售人员。
高等院校相关专业学生。
编者与致谢
在此要特别感谢我的母亲，作为本书的名读者，她无论何时都会信任和鼓励我；还要感谢我的妻子对我的支持和帮助；当然还有我的女儿，小家伙是我灵感的来源。同时还要感谢本书的编辑，您的慧眼发现了“第四个苹果”，促成了本书的面世。
本书由陈曦编著，同时参与本书资料整理等相关工作的人员还有马海英、张桂红、张玉书、王素珍、张波、孙微等。由于作者水平有限，书中疏漏、不足之处在所难免，恳请各位读者指正。

编著者

好的，以下是一本图书的详细简介，其内容与《大话PROFINET：智能连接工业4.0》无关。 --- 图书名称： 《现代材料科学与工程前沿：从基础理论到先进应用》 图书简介： 本书旨在系统梳理和深入探讨现代材料科学与工程领域的最新发展动态、核心理论基础以及前沿应用技术。随着科技的飞速进步，新材料的研发与应用已成为推动工业升级、能源革新以及生物医学突破的关键驱动力。本书内容覆盖面广，结构严谨，既适合材料科学、化学工程、机械工程等专业的本科高年级学生及研究生，也为相关领域的研究人员和工程师提供了深入参考。 第一部分：材料科学基础理论的深化与拓展 本部分着重于回顾和深化材料科学的核心概念，并引入近年来兴起的交叉学科视角。 第一章：原子结构与电子态的量子力学基础 本章深入探讨了固体材料中电子的能带结构、晶体场理论以及磁性材料的微观机制。重点解析了密度泛函理论（DFT）在材料结构预测中的应用，以及如何通过第一性原理计算来指导新材料的设计。内容涵盖了从传统金属到新型二维材料中电子行为的复杂性。 第二章：晶体缺陷与材料性能的调控 材料的宏观性能往往由其微观缺陷决定。本章详细分析了点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制、迁移过程及其对材料力学性能、导电性与光学特性的影响。特别关注了在极端条件下（如高温、高辐照环境）晶界工程对材料稳定性的重要作用。 第三章：热力学与相变的动力学控制 本章超越了基础的热力学平衡态分析，聚焦于相变过程的动力学过程，包括成核、生长和扩散机制。探讨了非平衡态热力学在快速凝固、非晶态材料形成以及热处理工艺优化中的应用，强调了微观结构演化对材料最终性能的决定性影响。 第二部分：先进功能材料的开发与应用 本部分聚焦于具有特定电、磁、光、热等功能的现代材料，这些材料是信息技术、能源技术和环境科学进步的基石。 第四章：能源存储与转换材料 重点介绍了新一代锂离子电池、固态电池、钠离子电池等电化学储能器件的关键材料。深入分析了电极材料（如高镍正极、硅基负极）的结构稳定性、界面副反应以及电解质的设计策略。同时，也涵盖了燃料电池催化剂和光伏材料（如钙钛矿太阳能电池）的最新进展。 第五章：智能与响应性材料 本章详细阐述了形状记忆合金（SMA）、压电/热释电材料、磁响应材料（如巨磁阻材料、磁致伸缩材料）的工作原理及其在传感器、执行器和柔性电子设备中的应用。探讨了如何通过外部刺激（温度、光、电场）实现材料性能的实时调控。 第六章：先进光学与光电子材料 关注于半导体纳米晶体（量子点）、有机发光材料（OLED）以及新型光纤材料的研究。分析了材料的光学特性，如带隙工程、载流子动力学和光电转换效率，为显示技术、光通信和生物成像提供了理论支撑。 第三部分：材料加工、结构与性能的整合 本部分强调了从材料设计到实际制造过程中的关键技术，特别是先进制造技术对材料微观结构和宏观性能的直接影响。 第七章：增材制造（3D打印）中的材料行为 详细探讨了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造工艺中金属和陶瓷粉末的行为。重点分析了快速冷却速率导致的材料微观组织演变（如枝晶生长、残余应力）及其对最终部件机械性能的复杂影响。提出了针对增材制造过程的材料设计新思路。 第八章：复合材料与界面工程 深入研究了纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂、陶瓷基复合材料）的力学行为。强调了基体与增强相之间的界面特性，界面设计对复合材料的强度、韧性以及疲劳寿命的决定性作用。探讨了纳米增强复合材料的设计原理。 第九章：材料的服役性能与失效分析 本章系统分析了材料在实际服役环境下可能遇到的腐蚀、疲劳、蠕变和脆性断裂等失效模式。介绍了先进的无损检测技术和断口分析方法。特别关注了高熵合金和新型耐高温合金在极端工况下的长期稳定性研究。 第四部分：前沿交叉领域与未来展望 本部分展望了材料科学与生命科学、信息科学等领域的交叉融合趋势。 第十章：生物相容性材料与组织工程 探讨了用于医疗植入物（如骨替代材料、血管支架）的生物活性和生物可降解材料。阐述了材料表面改性技术如何影响细胞黏附、增殖和分化，以及如何利用生物打印技术构建功能性组织结构。 第十一章：低维材料与柔性电子学 聚焦于石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）等二维材料在柔性电子、可穿戴设备中的应用潜力。讨论了如何实现这些超薄材料的稳定集成、性能表征及其在大规模柔性电路中的应用挑战。 结论：迈向可持续与智能化的材料未来 本书的最后一部分总结了当前材料科学面临的重大挑战，如可持续性、资源效率和智能化设计。展望了人工智能（AI）和机器学习（ML）在加速新材料发现和优化工艺参数方面的巨大潜力，为本领域未来的研究指明了方向。 全书理论深度与工程实践紧密结合，配有丰富的图表和案例分析，旨在培养读者运用跨学科知识解决复杂工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在自动化领域摸爬滚打多年的工程师，我对PROFINET技术早已有所接触，但一直以来总感觉在理解上缺乏那么一丝“透彻”。这本书的出现，简直就是为我这样的从业者量身定做的“点亮大师”。它深入浅出地剖析了PROFINET的通信机制、报文结构以及在实际应用中的各种挑战和解决方案。书中详细阐述了PROFINET在实时性、确定性以及灵活性方面的优势，并且结合了大量的实际工程案例，从具体的布线方式到诊断与故障排除，都提供了非常实用的指导。我尤其欣赏书中对IO控制器、IO设备、通信驱动程序等关键角色的细致讲解，以及它们之间如何高效协作的机制。此外，书中关于PROFINET与其他工业以太网协议的对比分析，也让我对在不同场景下选择最适合的通信技术有了更明确的方向。这本书的内容详实，条理清晰，逻辑严谨，是值得反复研读的案头必备。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种初入工业自动化领域的学习者来说，找到一本既有深度又不失趣味的技术书籍是一件非常困难的事情。庆幸的是，我遇到了《大话PROFINET：智能连接工业4.0》。这本书就像一位循循善诱的良师，用最容易理解的方式，为我揭开了PROFINET的神秘面纱。书中并没有直接给我灌输晦涩难懂的专业知识，而是通过一个个生动的场景和案例，让我体会到PROFINET的强大之处。它详细讲解了PROFINET在不同行业中的应用，从汽车制造到食品包装，让我真切地感受到这项技术如何赋能现代工业。我特别喜欢书中对PROFINET在实时性、诊断性和网络安全方面的探讨，这些都是我在学习过程中非常关心的问题。这本书让我不再畏惧PROFINET，反而对其产生了浓厚的学习兴趣，为我深入研究工业通信打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我近期阅读体验中的一股清流！虽然我并非PROFINET领域的专家，但被书名吸引，带着一丝好奇心尝试阅读。没想到，作者用一种非常生动、通俗易懂的方式，将看似复杂的工业通信技术展现在我面前。书中大量运用了形象的比喻和贴切的案例，让我这个门外汉也能迅速抓住核心概念，比如它将PROFINET比作工业界的“超级高速公路”，而不同的设备则是这上面的“车辆”，信息流就像是车辆在公路上的运行。这种类比一下子就打通了我的理解瓶颈，让我不再觉得PROFINET是什么遥不可及的黑科技。更让我惊喜的是，书中并没有一味地堆砌枯燥的技术术语，而是巧妙地融入了工业4.0的大背景，让我明白PROFINET并非孤立的技术，而是实现智能化工厂、数据互联互通的关键基石。读完之后，我对工业自动化的未来有了更清晰的认识，也对PROFINET在其中的角色有了更深刻的理解。即使是技术背景不强的朋友，也能从这本书中收获满满。

评分☆☆☆☆☆

我之前对工业通信的认识，停留在比较基础的PLC与HMI之间的离散信号传输层面，对PROFINET这样的“高级玩家”一直感到有些神秘。直到我翻开这本《大话PROFINET：智能连接工业4.0》，我才真正领略到工业智能化的魅力所在。书中将PROFINET的强大功能，如高带宽、低延迟、网络冗余等，与工业4.0的核心理念——数据驱动、柔性制造、互联互通——紧密结合。它不仅仅是在介绍一种通信协议，更是在描绘一个全新的工业图景。我特别喜欢其中关于“信息即时可见”、“设备协同工作”的章节，这些描述让我看到了传统工厂向智能化转型的巨大潜力。即使是一些涉及到网络配置和诊断的部分，作者也用一种非常直观的方式呈现，让我这个非网络专家的读者也能够理解其背后的逻辑。这本书让我对PROFINET的价值有了全新的认识，也激发了我对工业自动化技术发展的浓厚兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，远超出了我对一本技术书籍的预期。它不是那种干巴巴的技术手册，而是充满了智慧的启迪。作者以一种极具前瞻性的视角，将PROFINET置于工业4.0的宏大叙事之中，深刻阐释了其作为智能连接核心的地位。书中对于“数据流的智慧化”、“实时决策的支持”等方面的论述，让我深刻体会到PROFINET在提升生产效率、优化资源配置方面的巨大潜力。它不仅仅是关于“如何连接”，更是关于“如何智能地连接”。我尤其对书中关于PROFINET如何支持物联网（IoT）应用、边缘计算以及大数据分析的阐述印象深刻。这些内容让我意识到，PROFINET不仅仅是满足传统的设备通信需求，更是为构建面向未来的智能制造生态系统奠定了坚实的基础。这本书让我看到了工业自动化技术发展的广阔前景，也对PROFINET充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

挺不错的，下次还会光临！

评分☆☆☆☆☆

科普一下

评分☆☆☆☆☆

科普一下

评分☆☆☆☆☆

挺不错的，下次还会光临！

评分☆☆☆☆☆

给自己买的，充实profinet知识。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

很好 很通俗

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

不错不错，还没看