西门子工业通信 西门子plc编程操作教程书籍 网络通信协议通信服务组态编程与故障诊断从入门到精通教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• TIA Portal
• S7-1200
• S7-1500

店铺： 磐恒志行图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111524809

商品编码：29372304960

丛书名： 西门子工业通信

目录： 前言
**章 绪论
习题
第2章 全集成自动化与网络通信
2.1 工业自动化及全集成自动化
2.1.1 TIA的统一性
2.1.2 TIA的开放性
2.2 全集成自动化的体系结构
2.3 SIMATIC NET介绍
2.4 习题
第3章 网络通信基础
3.1 通信的基本概念
3.1.1 单工通信、半双工通信及全双工通信
3.1.2 串行传输与并行传输
3.1.3 异步传输与同步传输
3.1.4 串行通信接口
3.1.5 传输速率
3.2 计算机通信的国际标准
3.2.1 OSI参考模型
3.2.2 IEEE 802通信标准
3.3 SIMATIC通信与标准通信
3.4 习题
第4章 MPI网络通信
4.1 MPI通信简介
4.2 MPI通信方式
4.2.1 全局数据包通信方式
4.2.2 基于MPI的S7基本通信方式
4.2.3 基于MPI的S7通信方式
4.3 MPI通信应用技术
4.3.1 全局数据包通信
4.3.2 基于MPI-S7基本通信的单边通信
4.3.3 基于MPI-S7基本通信的双边通信
4.3.4 基于MPI-S7通信的单边通信
4.3.5 基于MPI-S7通信的无需确认双边通信
4.3.6 基于MPI-S7通信的要确认双边通信
4.4 习题
第5章 PROFmUS网络通信
5.1 PROFIBUS总线介绍
5.1.1 PROFIBUS的结构与硬件
5.1.2 PROFIBUS总线的分类
5.1.3 PROFIBUS协议
5.1.4 PROFIBUS设备分类
5.1.5 DP主站系统中的地址
5.1.6 PROFIBUS网络连接设备
5.2 PROFIBUS总线的拓扑结构
5.2.1 PROFIBUS电气接口网络
5.2.2 PROFIBUS光纤接口网络
5.2.3 其他PROFIBUS接口网络
5.3 习题
第6章 PROFmUS-DP网络通信
6.1 基于PROFIBus-DP主站与从站的通信
6.1.1 主站与标准从站的通信
6.1.2 主站与智能从站的不打包通信
6.1.3 主站与智能从站的打包通信
6.2 基于PROFIBus的S7单边通信
6.2.1 CPU集成DP接口的S7单边通信
6.2.2 使用通信处理块的S7单边通信
6.3 基于PROFBUS的S7双边通信
6.3.1 使用USEND／URCV的S7双边通信
6.3.2 使用BSEND／BRCV的S7双边通信
6.4 通信处理器(CP块)在PROFIBus-DP通信中的应用
6.4.1 CP342-5作主站的PROFIBUS通信
6.4.2 CP342-5作从站的PROFIBUS通信
6.5 基于PROFIBus-DP的Dx通信
6.6 基于PROFIBUs-DP协议的Dx模式的多主通信
6.7 习题
第7章 PRoFmUS-PA网络通信
7.1 PROFIBuS-PA简介
7.1.1 PROFIBUS-PA的传输技术
7.1.2 DP／PA耦合器
7.1.3 DP／PA链接器
7.2 PROFIBUS-PA的网络组态
7.2.1 PA现场设备的GSD文件安装
7.2.2 使用DP／PA耦合器的PROFIBUS-PA网络组态
7.2.3 使用DP／PA链接器的PROFIBUS一PA网络组态
7.2.4 使用PDM组态PROFIBUS-PA设备
7.3 习题
第8章 工业以太网通信
8.1 工业以太网
8.1.1 工业以太网概述
8.1.2 工业以太网的特点及优势
8.1.3 工业以太网的交换技术
8.1.4 工业以太网通信处理器
8.1.5 带PN接口的CPU
8.1.6 工业以太网交换机
8.1.7 工业以太网络的信息安全
8.2 PC与S7-300的以太网通信
8.2.1 使用IS0协议进行通信
8.2.2 使用TCP／IP进行通信
8.3 基于以太网的S7通信
8.3.1 使用PUT／GET的单边S7通信
8.3.2 使用USEND／URCV的双边S7通信
8.3.3 使用BSEND／BRCV的双边S7通信
8.4 无线射频(RFID)技术
8.4.1 RFID技术简介
8.4.2 RFID技术的主要应用
8.5 习题
第9章 PROFINETT网络通信
9.1 PROFINET简介
9.1.1 PROFINET概述
9.1.2 PROFINET实时通信
9.1.3 PROFINET的主要应用
9.2 PROFINET IO通信
9.2.1 基于CPU集成PN接口的PROFINET IO通信
9.2.2 基于CP343-1的PROFINET IO通信
9.2.3 带有IRT的PROFINET 10通信
9.3 PROFINET CBA通信
9.3.1 PROFINET CBA的用户程序接口
9.3.2 项目介绍
9.3.3 STEP 7项目组态
9.3.4 用iMap组态和下载组件
9.4 习题
**0章 其他网络通信与通信服务
10.1 串行通信
10.1.1 串行通信概述
10.1.2 ASCII driver协议
10.1.3 MODBUS RTU协议
10.1.4 USS协议
10.2 OPC通信
10.2.1 OPC概述
10.2.2 OPC通信实例
10.3 S7路由功能
10.3.1 S7路由概述
10.3.2 S7路由实例
10.4 习题
**l章 故障诊断与远程维护
11.1 故障诊断基础知识
11.1.1 故障分类
11.1.2 故障诊断机理
11.1.3 故障诊断方法
11.2 基于PROFIBus／PROFlNET通信故障诊断
11.2.1 LED灯故障诊断
11.2.2 使用STEP 7工具进行故障诊断
11.2.3 基于PROFIBUS通信故障诊断
11.2.4 基于PROFINET通信故障诊断
11.3 SIMAllC PLC远程维护
11.3.1 远程数据监控
11.3.2 远程编程与调试
11.4 习题
**2章 工业网络通信综合应用实例
12.1 S7-300 PLC与MM440变频器的DP通信实例
12.2 PLC与操作员站的通信实例
12.2.1 S7-300／400 PLC与WinCC的通信实例
12.2.2 S7-300／400 PLC与HMI的通信实例
12.2.3 S7-200 PLC与WinCC的OPC通信实例
12.3 习题
附录 实验指导书
附录A 基础实验
实验一 基于MPI全局数据通信实验
实验二 基于MPI的S7基本通信实验
实验三 基于MPI的S7通信实验
实验四 基于PROFIBUS-DP的主从站通信实验
实验五 基于PROFIBUS的S7通信实验
实验六 通信处理器(CP块)在：PROFIBUS-DP中通信实验
实验七 基于PROFINET的I0通信实验
实验八 基于以太网的S7通信实验
附录B 综合实验
实验一 PLC与变频器通信实验
实验二 PLC与操作员站通信实验
附录C 系统设计实验
实验 蒸洗机控制系统通信网络设计实验
参考文献

正版 西门子工业通信 西门子plc编程操作教程书籍 网络通信协议通信服务组态编程与故障诊断从入门到精通教材

《西门子工业通信：PLC编程、网络协议与组态精要》 内容简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入的西门子工业通信学习体系，涵盖PLC编程基础、工业以太网通信协议、数据交换服务配置以及实用的故障诊断技巧。本书内容紧密围绕西门子自动化产品，特别是S7系列PLC，提供了一套从入门到精通的学习路径，帮助读者掌握工业通信的核心技术，能够独立完成复杂的通信组态和应用开发，并具备解决实际工程问题所需的专业能力。 第一部分：PLC编程与通信基础 本部分将从最基础的PLC编程概念入手，为读者打下坚实的理论基础。我们将详细介绍S7系列PLC的硬件架构、CPU模块、数字量和模拟量输入输出模块的原理与选型，并深入讲解STEP 7（TIA Portal）软件的安装、界面布局及基本操作。 S7 PLC硬件与软件概述：介绍S7-300/400/1200/1500系列PLC的主要型号、特点及适用场景。讲解TIA Portal软件的统一开发环境，包括项目创建、设备组态、变量表定义、符号表管理等关键流程。 梯形图（LAD）与语句表（STL）编程：详细讲解PLC最常用的两种编程语言。通过大量实例，演示基本逻辑指令（如常开、常闭触点、线圈）、定时器、计数器、比较指令、数学运算指令、数据类型转换指令等的使用。重点突出如何将实际的控制逻辑转化为PLC程序。 功能块（FC）、组织块（OB）与数据块（DB）：阐述不同类型组织块的功能和应用，如OB1（循环扫描）、OB100（启动）、OB121（故障中断）等。深入讲解FC（功能）的创建和调用，以及DB（数据块）在数据存储和传输中的作用。强调模块化编程思想，提高程序的可读性和可维护性。 程序结构与通信相关的基础概念：介绍PLC程序的基本结构，包括PLC的扫描周期、中断机制以及如何利用这些机制实现实时通信。初步引入通信的必要性，为后续深入的网络通信章节做铺垫。 第二部分：工业网络通信协议详解 本部分将聚焦于工业通信的核心——网络通信协议。我们将详细剖析目前在西门子自动化系统中应用最广泛的Protocols，从底层原理到实际应用，层层递进。 工业以太网基础：介绍以太网的基本概念，包括OSI七层模型、TCP/IP协议族。重点讲解在工业环境下的以太网特点，如实时性、可靠性、抗干扰能力等。 PROFINET协议：作为西门子主推的工业以太网标准，PROFINET将是本部分的重点。 PROFINET架构与通信方式：详细介绍PROFINET的拓扑结构（线型、星型、环型）、RT（实时）和IRT（等时实时）通信机制。讲解PROFINET通信层，包括Ethernet、IP、TCP、UDP、RT-TCP/IP、RT-IRT等。 PROFINET设备角色：深入讲解PROFINET控制器（Controller）和PROFINET设备（Device）的概念，以及它们之间的通信过程。 PROFINET通信服务：详细介绍PROFINET中的不同通信服务，如MRP（介质冗余协议）、LLDP（链路层发现协议）、MDM（模块诊断与监控）、DIA（诊断信息访问）等，以及它们在网络中的作用。 PROFINET组态与参数设置：在TIA Portal中，详细演示如何进行PROFINET网络组态，包括添加IO控制器、IO设备，进行设备描述（GSDML文件）的导入，以及通信参数的配置，如IP地址、MAC地址、循环数据交换（RT Class 1/2/3）等。 PROFINET通信数据交换：讲解IO数据（Input/Output Data）、参数数据（Parameter Data）和诊断数据（Diagnostic Data）的交换方式。重点关注实时IO数据的循环传输，以及如何通过组态配置数据长度和周期。 PROFIBUS协议：作为S7-300/400时代广泛应用的现场总线，PROFIBUS依然具有重要意义。 PROFIBUS DP（分布式I/O）：详细介绍PROFIBUS DP V1/V2的版本特点，包括其主从通信机制、波特率设置、物理层（RS-485）等。 PROFIBUS DP通信对象：讲解PROFIBUS DP通信中的输入/输出点、参数/诊断点等。 PROFIBUS DP组态与参数设置：在STEP 7（Classic）或TIA Portal中，演示PROFIBUS DP网络的组态，包括主站（如CPU）和从站（如ET200系列分布式IO、变频器、仪表等）的配置，参数设置，以及数据映射。 OPC UA（OPC统一架构）：面向未来的工业通信标准，OPC UA提供了更强大、更灵活的跨平台通信能力。 OPC UA核心概念：介绍OPC UA的客户端/服务器架构、信息模型、安全机制（加密、签名、身份验证）。 西门子PLC的OPC UA服务器功能：讲解如何利用S7-1200/1500 PLC内置的OPC UA服务器功能，将PLC数据暴露给OPC UA客户端。 OPC UA客户端与组态：演示如何配置PLC作为OPC UA服务器，以及如何使用第三方OPC UA客户端（如西门子Comfort Panel HMI、SCADA系统）连接PLC进行数据采集。 MQTT协议：针对物联网（IoT）场景，MQTT协议的轻量级和发布/订阅模式使其在工业互联网应用中越来越受欢迎。 MQTT协议特点：介绍MQTT的Broker、Client、Topic等概念，以及其发布/订阅模式。 西门子PLC与MQTT集成：探讨如何利用西门子PLC（如S7-1200/1500）实现MQTT通信，例如通过特定的库或第三方模块连接MQTT Broker，实现数据的发布或订阅。 第三部分：通信服务组态与应用 本部分将专注于如何在TIA Portal中进行具体的通信服务组态，并通过实际案例展示不同通信场景的应用。 S7通信（System-to-System Communication）： Put/Get通信：详细讲解S7通信的Put/Get指令，如何在不同CPU之间进行数据块的读写操作。演示如何组态S7连接，并在程序中使用TCON/TDISCON、PUT/GET指令进行数据交换。 通信块（SFCs）的应用：介绍如SFC14（GET_DATA）、SFC15（PUT_DATA）、SFC81（X_GET）、SFC82（X_PUT）等系统功能块的使用，以及它们的参数详解。 Modbus TCP/IP通信： Modbus TCP/IP协议解析：介绍Modbus TCP/IP的报文结构，主从设备的概念。 S7 PLC作为Modbus TCP/IP主站/从站组态：演示如何在TIA Portal中组态S7 PLC作为Modbus TCP/IP的主站（Master）或从站（Slave），并使用相应的通信指令（如MB_CLIENT, MB_SERVER）进行数据读写。 实际应用案例：例如，如何用S7 PLC读取第三方Modbus TCP/IP设备（如传感器、仪表、其他品牌PLC）的数据，或者将S7 PLC的数据提供给其他系统。 HMI/SCADA通信组态： PLC与HMI（如西门子Comfort Panel/Basic Panel）的通信：详细介绍如何在TIA Portal中组态PLC与HMI之间的通信连接。演示变量的映射，例如将PLC的变量连接到HMI的按钮、显示字段、图表等。 PLC与SCADA系统的通信：讲解如何通过OPC DA/OPC UA等协议，将PLC数据集成到SCADA系统（如WinCC SCADA, Ignition, Wonderware等）。 其他通信应用： 时间同步：介绍NTP/SNTP协议在工业网络中的应用，以及如何在西门子PLC中实现时间同步。 远程访问：简要介绍如何通过VPN等技术实现PLC的远程访问和诊断。 第四部分：通信故障诊断与排除 本部分将聚焦于工业通信中常见的故障现象，并提供一套系统化的诊断与排除方法，帮助读者快速定位和解决问题。 故障诊断的通用方法： “五步法”诊断流程：从现象分析、原因假设、测试验证、排除故障到确认修复，系统性地指导读者进行故障排查。 网络拓扑与布线检查：强调物理连接的重要性，检查网线质量、接头牢固性、网络拓扑是否正确。 IP地址与子网掩码冲突：讲解IP地址规划的重要性，以及如何通过ping命令、IP扫描工具等来检测IP冲突。 PROFINET/PROFIBUS通信故障诊断： TIA Portal诊断工具：详细介绍TIA Portal中的在线诊断功能，包括PLC诊断缓冲区、网络诊断工具（Topology View, Device View）、通信状态指示灯的解读。 PROFINET诊断信息：讲解PROFINET设备中的诊断指示灯（如BF, SF, BUS）的含义，以及如何通过PLC程序读取和分析诊断数据。 PROFIBUS诊断信息：介绍PROFIBUS DP从站的SF（信号故障）指示灯，以及如何通过总线参数设置和诊断信息来排查问题。 通信错误代码分析：提供常见通信错误代码及其含义的对照表，帮助读者快速定位问题根源。 网络抓包工具（Wireshark）的应用：演示如何使用Wireshark等工具对PROFINET/PROFIBUS通信数据包进行捕获和分析，深入理解数据传输过程，发现潜在问题。 S7通信与Modbus TCP/IP通信故障诊断： 连接建立失败：分析S7连接建立失败的原因，如IP地址错误、端口被占用、防火墙拦截、PLC程序中的连接参数配置错误等。 数据传输异常：针对Put/Get、Modbus指令的执行错误，分析可能的原因，如数据类型不匹配、访问越界、对方设备忙碌等。 程序调试技巧：利用PLC的在线调试功能，单步执行通信指令，观察中间变量的变化，以 pinpoint 错误发生的位置。 HMI/SCADA通信故障诊断： HMI触摸屏通信指示：解读HMI触摸屏上的通信状态指示器，分析PLC与HMI之间的通信连接状态。 变量连接错误：排查HMI与PLC变量连接过程中出现的“”号等错误提示，检查变量名称、类型是否一致。 SCADA系统日志分析：指导读者如何查看SCADA系统的日志文件，分析通信异常信息。 本书特色 实操性强：本书包含大量来自实际工程项目的案例，涵盖了从基础组态到复杂通信场景的应用，让读者能够学以致用。 系统性全面：从PLC编程基础到主流工业通信协议，再到故障诊断，形成完整的知识体系，满足不同层次读者的学习需求。 紧跟技术发展：重点介绍PROFINET、OPC UA等当前主流及未来趋势的通信技术，帮助读者掌握最新技术。 图文并茂：采用大量清晰的图示、截图和表格，直观展示操作步骤和关键概念，提高学习效率。 语言通俗易懂：避免使用过于晦涩的专业术语，力求用清晰、简洁的语言解释复杂的概念。 目标读者 自动化工程师、电气工程师、PLC编程人员。 在校学生（电气工程、自动化、计算机科学等专业）。 对工业通信和西门子自动化技术感兴趣的技术爱好者。 负责设备维护和故障诊断的现场技术人员。 通过本书的学习，读者将能够熟练掌握西门子PLC的编程及工业通信技术，胜任各类自动化工程项目中的通信设计、组态、调试和维护工作，成为一名合格的工业通信专家。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在制造业摸爬滚打了十多年的老电工，我不得不承认，有些新的工业协议和IT安全方面的知识点我一直觉得是个知识盲区，每次遇到相关的配置要求都得花大量时间去查阅零散的资料。这本书的出现，简直是给我补上了一堂及时雨。它对PROFINET、工业以太网以及更深层次的TCP/IP应用服务在西门子环境下的集成描述得非常细致，完全不像其他书里那样只是简单提一下协议名称就草草收场。最让我印象深刻的是它对网络拓扑结构设计和安全策略部署的讲解，里面提及的冗余设置和时间同步机制，对于需要高可用性系统的设计来说至关重要。我甚至找到了一些在官方文档中都难以清晰呈现的配置技巧，比如如何有效利用冗余接口提升系统健壮性，以及如何平衡实时性和网络负载。这本书的深度已经触及到工业控制系统（ICS）与企业信息系统（MES/ERP）集成的边缘，对提升现有系统的网络化水平非常有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本手册的结构组织简直是工业自动化领域的清流，我最近在为一套新的生产线选型和集成项目做准备，手里也翻过不少同类的资料，但说实话，很少有能像它这样，把基础概念和前沿技术衔接得如此自然流畅。它不像那种只堆砌术语和参数的说明书，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地带你进入这个领域。特别是对于那些刚刚接触西门子S7系列，或者正准备从其他平台迁移过来的技术人员来说，它提供的不仅仅是“怎么做”的步骤，更有“为什么这么做”的底层逻辑阐述。我特别欣赏它在讲解数据类型和寻址方式时所采用的类比法，那些抽象的内存结构一下子变得生动起来，即便是初次接触硬件接口的读者也能迅速抓住重点。它对诊断工具的介绍也相当到位，没有浮于表面，而是深入到如何通过软件界面快速定位硬件故障和程序逻辑错误，这在实际生产环境中，能直接转化为抢修时间，价值无可估量。可以说，这本书为我们构建了一个扎实且实用的技术基石，远超出了普通教材的范畴，更像是一本实战手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它摆脱了传统技术文档的刻板和晦涩，读起来有一种在听一位非常睿智、但又极其接地气的导师在讲解。它的逻辑跳转非常自然，即便是涉及到像数据块的优化分配或复杂指令集的运用时，也不会让人感到突兀。在讲解组态软件（HMI/SCADA）的集成部分，它并没有仅仅停留在界面元素的拖拽上，而是深入探讨了如何设计更友好、更符合人机工程学的操作界面，以及如何利用脚本功能实现高级的数据处理和报警联动。这种对用户体验的关注，显示了作者对整个自动化系统是一个有机整体的深刻理解。它不只是让你学会编程，更是引导你去思考如何构建一个稳定、高效、易于维护的自动化解决方案，对于希望从“会操作”升级到“能设计”的读者来说，这本书的启发性非常大，读完后感觉对整个自动化系统的认知框架都被重新梳理和加强了。

评分☆☆☆☆☆

我之前为了搞懂如何优化程序执行效率，查阅过很多关于PLC扫描周期和中断处理的资料，但大多都停留在理论层面，缺乏可操作性的代码示例来佐证。这本教材在程序优化这一章的处理上，展现了极高的专业水准。它不仅讲解了不同中断源（如硬件中断、时间中断、组织块）的优先级和调用机制，还提供了大量的“坏代码”与“好代码”的对比案例，清晰地展示了优化前后的性能差异。特别是关于FB/FC模块化编程的章节，它强调了如何通过封装和参数化设计，来降低后期维护的复杂度和出错率，这对于一个团队协作的项目开发来说，是极其宝贵的经验传授。这种注重实用性和工程实践的叙事方式，让我感觉作者是将自己多年积累下来的“踩坑经验”毫无保留地倾囊相授，对于提高我们项目团队的整体编程规范和交付质量，都有着立竿见影的效果。

评分☆☆☆☆☆

这本书在处理“故障诊断”这一块的内容，可以说是独树一帜，没有落入那种堆砌错误代码列表的俗套。它更侧重于建立一种系统性的故障排查思维模型。作者似乎非常理解现场工程师在面对突发停机时的焦虑，因此他构建了一套从宏观到微观，从硬件到软件的递进式诊断流程图。比如，当设备报警时，它会引导读者首先检查物理连接和电源状态，然后才是深入到程序逻辑或通信链路层。这种层层递进的思路，极大地避免了“只见树木不见森林”的无效排查。我个人尤其喜欢它对模拟量信号漂移和噪声抑制的章节，它不仅指出了可能的原因（如接地不良、屏蔽问题），还提供了具体在西门子硬件配置中如何通过软件滤波功能来缓解这些问题的实例，这一点在很多其他教程中是完全缺失的细节，但却是现场最常见也最头疼的问题之一。