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

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嚮曉漢 著

圖書標籤:

• PLC
• 西門子
• 工業通信
• 編程
• S7
• STEP7
• PROFIBUS
• PROFINET
• 自動化
• 工業控製

店鋪： 詩書雅韻圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122160058

商品編碼：29474015302

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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工業自動化通信的基石：構建高效、穩定、智能的生産網絡 在瞬息萬變的工業4.0浪潮中，高效、穩定、智能的生産網絡已成為企業核心競爭力的關鍵。而在這龐大而精密的自動化體係中，工業通信扮演著連接一切、驅動運行的“神經中樞”角色。它如同人體內的血管，將指令、數據、信號源源不斷地輸送到每一個執行單元，確保整個生産流程的流暢與協同。掌握工業通信的精髓，便是掌握現代化工廠的脈搏。 本書，作為您深入探索工業通信世界、解鎖自動化潛能的嚮導，將帶領您跨越理論的門檻，抵達實踐的彼岸。我們深知，在日益復雜的工業場景下，理解通信協議的底層邏輯、掌握不同通信方式的優勢與劣勢、以及能夠靈活運用各種通信工具解決實際問題，是每一位自動化工程師、技術人員甚至生産管理者的必備技能。因此，我們精心策劃瞭一係列內容，旨在為您提供一套係統、深入、實用的工業通信解決方案。 第一部分：工業通信的理論基石與技術演進 在正式踏入具體通信協議的海洋之前，建立堅實的理論基礎至關重要。本部分將從最根本的概念入手，為您梳理工業通信的宏觀圖景。 何為工業通信？ 我們將從最基礎的定義齣發，闡釋工業通信在整個自動化係統中所扮演的角色，它不僅僅是數據傳輸，更是信息交換、指令執行、狀態反饋的載體。理解其在提升生産效率、降低運營成本、保障生産安全等方麵的核心價值。 工業通信的技術演進之路。 工業通信並非一成不變，而是隨著技術的發展不斷革新。我們將迴顧從早期的串行通信、並行通信，到現場總綫時代的輝煌，再到以太網技術的崛起，直至如今的工業物聯網（IIoT）和工業5.0時代，深入剖析每一次技術飛躍背後的驅動力、帶來的變革以及對工業生産模式的影響。瞭解這段演進史，有助於我們更好地理解當前主流通信技術的優勢所在，並預見未來的發展趨勢。 通信協議的重要性與分類。 各類通信協議是工業通信的“語言”，它們定義瞭數據如何被編碼、傳輸、解釋。我們將詳細介紹不同工業通信協議的齣現背景、設計理念、核心特點，並對其進行科學的分類。例如，我們將區分現場總綫（Fieldbus）類協議，如PROFIBUS、PROFINET、CANopen、DeviceNet等，重點闡述它們在實時性、確定性、分布式控製方麵的優勢；工業以太網（Industrial Ethernet）類協議，如EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP等，強調它們在帶寬、靈活性、集成性方麵的突破；以及無綫通信技術在工業場景下的應用，如Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等，探討其在移動性、部署便捷性方麵的價值。 OSI參考模型與TCP/IP協議棧在工業通信中的應用。 理解通用的網絡模型，如OSI七層模型和TCP/IP四層模型，對於理解各種工業通信協議的工作原理至關重要。我們將結閤工業通信的實際應用，深入解析這些模型中的各個層次是如何協同工作的，以及在工業通信領域中，哪些層次的協議更為關鍵，哪些又被高度集成。例如，在工業以太網中，Ethernet幀結構、IP地址解析、TCP/UDP端口分配等都與TCP/IP模型息息相關。 實時性、確定性與可靠性。 在工業自動化領域，數據傳輸的及時性、可預測性和穩定性是生命綫。我們將深入探討“實時性”和“確定性”這兩個核心概念，區分硬實時與軟實時，分析不同通信協議在滿足這些需求方麵的差異。同時，也將關注通信的可靠性，包括錯誤檢測、糾錯機製、冗餘設計等方麵，確保生産過程中的數據安全無虞。 第二部分：核心工業通信協議深度解析 理論武裝之後，實踐的探索方能深入。本部分將精選當前工業領域應用最廣泛、最具代錶性的通信協議，進行逐一的深度解析。 PROFIBUS係列： 作為經典的現場總綫技術，PROFIBUS在歐洲市場占據重要地位。我們將從PROFIBUS DP（分布式外設）和PROFIBUS PA（過程自動化）入手，詳細講解其通信機製、數據結構、拓撲結構（如總綫型、星型、環型），以及在診斷、參數化等方麵的特點。 PROFINET： 作為PROFIBUS的升級和演進，PROFINET是實現高性能工業以太網的關鍵。我們將深入剖析PROFINET的網絡架構、通信方式（如RT、IRT）、數據交換機製，以及其在實時性、集成性、診斷和網絡安全方麵的優勢。重點介紹其如何通過標準的Ethernet幀承載實時通信，以及與PROFIenergy、PROFIdrive等應用層協議的結閤。 EtherNet/IP： 在北美市場占據主導地位的工業以太網協議。我們將詳細講解EtherNet/IP如何利用標準的TCP/IP協議棧，實現設備之間的高效通信。重點闡述其CIP（通用工業協議）的應用，以及在設備建模、數據對象、通信連接等方麵的設計原理，使其能夠實現與IT網絡的無縫集成。 EtherCAT： 以其卓越的實時性能和極高的傳輸效率而聞名。我們將深入揭示EtherCAT“信號並行處理”的獨特工作原理，分析其如何通過Ethernet幀中的“推送-拉取”機製，實現極低的延遲和抖動。重點講解其在運動控製、分布式I/O等對實時性要求極高的應用場景中的優勢。 Modbus係列： 作為最經典、最廣泛應用的通信協議之一，Modbus至今仍有廣泛的應用。我們將分彆講解Modbus RTU（串行）、Modbus ASCII（串行）和Modbus TCP（以太網）的工作原理、報文結構、功能碼，以及其在數據讀取、寫入、狀態查詢等方麵的基本應用。並分析其簡單易用的特點，以及在數據采集、簡單的設備互聯中的重要作用。 CAN總綫與CANopen： 在汽車電子和工業領域廣泛應用的低成本、高可靠性的串行通信總綫。我們將詳細講解CAN總綫的幀結構、仲裁機製、錯誤檢測機製，以及其在實時性、魯棒性方麵的優勢。進而深入解析CANopen，重點介紹其在設備配置、網絡管理、對象字典等方麵的標準化應用，使其能夠實現不同廠傢設備之間的互操作性。 OPC UA： 作為實現工業信息互聯的跨平颱、麵嚮服務架構的標準。我們將詳細介紹OPC UA的技術架構、信息模型、服務接口，以及其在跨平颱互操作性、安全性、數據集成等方麵的巨大優勢。重點分析其如何打破不同設備、不同係統之間的數據壁壘，為工業物聯網和企業信息化打下堅實基礎。 第三部分：工業通信的網絡構建與實施 理解瞭通信協議的細節，接下來的關鍵是如何將它們有效地應用到實際的工業生産環境中。 工業網絡拓撲結構的選擇與設計。 不同的工業場景對網絡拓撲結構有著不同的需求。我們將深入分析各種常見拓撲結構（如星型、總綫型、環型、樹型、網狀型）的優缺點，以及它們在不同應用場景下的適用性。並指導您如何根據實際需求，設計齣經濟、高效、可靠的網絡拓撲。 工業通信硬件的選擇與配置。 包括工業交換機、路由器、網關、通信接口卡、現場總綫耦閤器等的選型指南。我們將從性能指標、環境適應性、接口兼容性、品牌信譽等多個維度，為您提供詳細的選型建議。並簡要介紹這些硬件在網絡中的作用和基本配置方法。 工業通信綫纜與連接技術的考量。 綫纜是通信的物理載體，其選擇和敷設對通信質量有著直接影響。我們將講解不同類型工業通信綫纜（如屏蔽雙絞綫、光縴）的特性、適用場景，以及正確的連接方式，如IP防護等級、接插件選擇等，以確保信號的穩定傳輸。 工業通信的網絡規劃與IP地址管理。 在大型工業網絡中，閤理的IP地址規劃和管理至關重要。我們將講解子網劃分、VLAN的應用，以及如何避免IP地址衝突，確保網絡的可擴展性和管理便捷性。 工業通信的網絡調試與故障排除。 理論上的完美不等於實際中的暢通。我們將提供一套係統化的網絡調試方法，包括網絡連通性測試、數據包分析、協議診斷等。並針對常見的通信故障（如丟包、延遲、通信中斷），提供詳細的故障排除步驟和技巧。 工業通信的診斷與監控。 實時瞭解網絡運行狀態，是預防故障、優化性能的關鍵。我們將介紹各種工業通信診斷工具和監控技術，包括網絡管理係統（NMS）、協議分析儀、日誌記錄等，幫助您全麵掌握網絡健康狀況。 第四部分：工業通信的安全與發展趨勢 隨著工業自動化的深入，網絡安全問題日益凸顯，同時新的通信技術也在不斷湧現。 工業通信網絡安全基礎。 我們將闡述工業控製係統（ICS）麵臨的安全威脅，如惡意攻擊、內部威脅、數據泄露等。並重點介紹工業網絡安全的基本原則，如縱深防禦、最小權限原則、安全審計等。 常用的工業通信安全技術。 包括防火牆、VPN、訪問控製、加密通信、入侵檢測係統（IDS）等在工業通信中的應用。並將簡要介紹IEC 62443等工業網絡安全標準。 工業物聯網（IIoT）下的通信挑戰與機遇。 IIoT的興起，為工業通信帶來瞭新的挑戰，如海量數據的處理、異構設備的互聯、雲邊協同等。我們將探討在IIoT環境下，如何利用更靈活、更智能的通信技術，如MQTT、CoAP等，實現萬物互聯。 5G技術在工業通信中的應用前景。 5G以其高帶寬、低延遲、大連接的特性，為工業通信帶來瞭革命性的變革。我們將分析5G在智能製造、遠程控製、AR/VR輔助操作等場景下的應用潛力，以及對傳統工業通信模式的顛覆。 工業通信的未來發展方嚮。 包括人工智能（AI）在通信優化中的應用、邊緣計算與雲協同的模式、以及更加綠色、節能的通信技術等。 本書的目標是為您提供一個全麵、深入、實用的工業通信知識體係。通過對理論的梳理、協議的解析、實踐的指導，以及對未來趨勢的展望，您將能夠自信地應對各種工業通信的挑戰，構建更高效、更穩定、更智能的生産網絡，為企業在工業4.0時代的競爭中贏得先機。

評分☆☆☆☆☆

從一個老項目經理的角度來看，這本書的價值不僅體現在技術細節的精準性上，更在於它對整個工業通信生態係統的宏觀把握。現代工廠的自動化不再是孤立的PLC在工作，而是MES、SCADA、HMI與底層控製器的多層次協同。這本書在涉及網絡選型和安全策略時，明顯超越瞭單純的西門子産品綫討論，而是將其置於整個工業互聯網（IIoT）的大背景下去審視。我驚喜地發現，它提到瞭如何通過OPC UA實現跨平颱的數據集成，甚至還涉及到瞭基本的網絡安全加固措施，比如如何隔離操作網絡和管理網絡。這在很多傳統的PLC教材中是看不到的。它讓我意識到，未來的自動化工程師，必須是“半個網絡工程師”和“半個信息安全專傢”。這本書提供的知識框架，正是支撐這種復閤型能力所必需的基石。它提供的是一套係統性的思維模型，而非簡單的“菜譜”。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個周末來“粗讀”瞭一下目錄和前幾章，感受最深的是作者在內容組織上的匠心。它似乎並沒有按照傳統的“硬件介紹-指令集講解-程序設計”的綫性結構來組織，而是更偏嚮於項目導嚮。比如，它可能將某種通信協議（如Modbus TCP）的講解，直接嵌入到一個典型的“上位機與PLC數據交換”的實際案例中。這種沉浸式的學習方式，極大地縮短瞭理論到實踐的距離感。我特彆是留意瞭關於數據一緻性和實時性保障的那幾節，那些關於時間戳同步和診斷報文處理的描述，細節詳盡得令人咋舌。很多教程在這裏往往一帶而過，但這本書顯然是將這些“疑難雜癥”作為重點攻剋的對象。對於那些在實際調試中被周期性中斷、報文丟失等問題摺磨過的人來說，光是這些針對性的解決方案，就已經值迴票價瞭。這本書的深度顯然不是給初學者準備的，它要求讀者對PLC的基本操作有一定瞭解，纔能真正品味齣其中的精髓。

評分☆☆☆☆☆

這本書的厚度和內容密度，預示著它是一本“工具書”而非“閑暇讀物”。當我翻到關於診斷和故障排除的章節時，那種熟悉又復雜的場景再現讓我心頭一振。它不僅僅列舉瞭可能齣現的錯誤代碼，更重要的是，它提供瞭一套係統性的排查流程——從物理層（指示燈狀態、綫纜完整性），到數據鏈路層（報文確認、時鍾同步），再到應用層（數據塊校驗、程序邏輯錯誤）。尤其是對周期性通信（Cyclic Communication）中斷後的自動恢復機製的詳細闡述，對我過去處理那些“間歇性抽風”的生産綫問題，提供瞭全新的解決思路。它真正體現瞭“精通”的含義：不僅要知道係統如何工作，更要知道係統在“不工作”時，各個環節是如何崩潰和如何被修復的。這本書更像是一位經驗豐富的大師，在你身邊手把手地指導你穿越復雜的工業迷宮。

評分☆☆☆☆☆

說句實在話，這本書的文字風格和講解方式非常“理工科”，邏輯嚴密，直擊要害，沒有太多花哨的修飾詞匯。對於我這種習慣瞭閱讀技術規範和標準的用戶來說，這種直接瞭當的錶達反而是最有效率的。我特彆測試瞭它對S7-1500係列中“數據塊（DB）訪問方式”的講解，它細緻地區分瞭絕對尋址、間接尋址以及通過指針訪問的性能差異和適用場景。這種對底層機製的深入挖掘，對於編寫高效、穩定、資源占用小的程序至關重要。坦率地說，閱讀過程中，我不得不時常停下來，拿齣我的STEP 7 TIA Portal軟件進行對照驗證。這種“即學即驗”的互動過程，極大地鞏固瞭我的理解。這本書沒有試圖去取悅非技術人員，而是堅定地站在瞭專業實踐者的立場上，這一點我非常贊賞。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當大氣，那種深沉的工業藍和金屬質感的字體組閤，立刻給人一種專業、嚴謹的感覺。我當初選擇它，主要是衝著“完全精通”這四個字去的。說實話，市麵上關於西門子PLC的書籍汗牛充棟，但很多都是基礎入門或者針對特定型號的碎片化講解。我真正需要的，是一個能夠構建完整知識體係的工具。這本書的排版清晰，圖文並茂的風格很對我的胃口。我尤其欣賞它在理論深度和實際應用之間的把握。很多技術手冊隻會告訴你“怎麼做”，但這本書似乎更進一步，解釋瞭“為什麼這麼做”。比如，在講解Profibus/Profinet的網絡拓撲設計時，它並沒有停留在簡單的接綫圖上，而是深入剖析瞭不同結構在實際生産綫上的性能瓶頸和冗餘備份的優化策略。這對於我這種需要進行復雜係統集成的工程師來說，無疑是寶貴的財富。我期待它能把我從一個“會編程的”操作者，提升到“能設計和優化”的架構師層麵。