西门子PLC工业通信完全精通教程(附光盘) 向晓汉 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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向晓汉 著

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• PROFINET
• PROFIBUS
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店铺： 读者科技图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122160058

商品编码：29484328818

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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工业自动化通信的脉络——透视互联世界中的PLC技术 在现代工业的宏大图景中，自动化已成为驱动效率、提升质量、优化资源配置的核心引擎。而在这个高度互联的自动化生态系统中，可编程逻辑控制器（PLC）扮演着不可或缺的“大脑”角色，负责接收来自传感器、执行器等各种现场设备的信息，并根据预设的程序做出决策，最终控制整个生产流程的顺畅运行。然而，PLC的威力并非孤立存在，它需要通过一套精密的通信机制，与其他设备、上位机系统乃至云端进行信息交互，才能真正实现其价值。这套通信机制，便是工业通信的精髓所在。 本书并非聚焦于某一特定品牌的PLC产品或其附带的光盘内容，而是致力于为读者构建一个全面、深入的工业通信知识体系，以此为基础，理解PLC在其中扮演的关键角色及其通信原理。我们将从工业自动化通信的宏观视角出发，循序渐进地剖析其发展脉络、技术演进以及核心概念，最终帮助读者掌握理解和应用PLC通信技术所需的关键能力。 第一章：工业自动化的基石——通信的意义与挑战 工业自动化的发展，离不开信息的高效传递。本章将首先阐述工业通信在现代化工厂中的战略意义，为何如此重要的信息交互是提升生产力、保障安全、实现智能制造的基石。我们将深入探讨工业通信所面临的独特挑战：现场环境的严苛性（温度、湿度、振动、电磁干扰）、实时性要求（毫秒级的响应）、数据安全性（防止非法访问和数据泄露）、兼容性难题（不同厂商、不同代际设备之间的互联互通）以及成本控制等。理解这些挑战，是掌握有效通信解决方案的前提。 第二章：工业通信的网络分层模型——从物理到应用 为了系统地理解工业通信，我们将借鉴经典的计算机网络模型，引入并深入解析工业通信特有的网络分层结构。 物理层：信号的载体与传输 我们将详细介绍各种工业通信中常用的物理介质，如双绞线（Ethernet、RS-485）、光纤（光纤以太网）、无线通信（Wi-Fi、4G/5G、LoRa）等。 深入讲解不同介质的传输特性、优缺点、适用场景以及信号的编码、解码、调制解调等基本原理。 重点分析工业现场环境中，如何选择合适的物理介质以应对严苛的条件，例如在易燃易爆区域的本质安全设计，或是在强干扰环境下采用屏蔽措施。 数据链路层：可靠的数据传输 本章将深入解析数据链路层在工业通信中的作用，包括帧的封装、成帧、差错检测与纠正、介质访问控制（MAC）等。 我们将重点介绍在工业通信中广泛使用的几种数据链路层协议，如Ethernet II、IEEE 802.3、RS-485的通信机制，以及更高级别如EtherNet/IP、Profinet等协议在数据链路层是如何实现高效可靠传输的。 理解数据帧的结构、校验码（CRC）的工作原理，以及冲突避免或检测机制，对于确保数据的完整性和可靠性至关重要。 网络层：路由与寻址 在本层，我们将探讨数据包的寻址和路由机制。虽然许多工业现场网络相对封闭，但理解IP地址、子网掩码等概念，以及路由器在网络拓扑中的作用，有助于构建更复杂、可扩展的通信系统。 我们将分析在某些集成系统中，如何实现不同网络段之间的通信，以及网络层协议（如TCP/IP）在工业环境中的应用。 传输层：端到端的数据连接 传输层的核心任务是提供可靠的端到端通信服务。我们将重点讲解TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）的原理及其在工业通信中的选择。 TCP的可靠性、有序性、流量控制和拥塞控制机制，以及UDP的无连接、高效性，将是本章的讨论重点。我们将分析在不同应用场景下（例如，需要严格保证数据到达的监控数据，与对实时性要求更高的控制命令）如何权衡选择。 应用层：用户与设备的交互 这是用户最直接接触的层级。本章将深入解析在工业自动化领域，各种典型的应用层协议是如何工作的，它们如何定义数据格式、通信命令和响应机制。 我们将重点介绍几种至关重要的工业应用层协议，例如： Modbus系列（Modbus RTU/ASCII/TCP）： 作为最经典、应用最广泛的工业通信协议之一，我们将详细解析其报文结构、功能码、地址映射以及在不同物理介质上的实现方式。我们将讨论Modbus在PLC与其他设备（如传感器、变频器、仪表）之间的通信中的作用，以及其简单易用的特点。 OPC（OLE for Process Control）系列： 作为实现数据互通的标准，我们将详细介绍OPC DA（数据访问）、OPC UA（统一架构）等标准。理解OPC如何实现不同厂商设备之间的数据采集、组态和监控，以及OPC UA在跨平台、安全性、云连接方面的优势。 EtherNet/IP： 作为基于以太网的开放通信标准，我们将解析其 CIP（Common Industrial Protocol）层，以及如何在以太网上传输工业数据，实现设备级的互联互通。 Profinet： 西门子等厂商主推的工业以太网解决方案，我们将探讨其实时性、实时类别（RT、IRT）、诊断功能以及与PLC的深度集成。 其他工业协议（如CANopen, DeviceNet, EtherCAT等）： 我们将简要介绍这些协议的特点、应用领域以及与PLC通信的关联性，帮助读者建立更广泛的认知。 第三章：PLC通信硬件解析——接口、模块与网络节点 本章将聚焦于PLC通信的物理实现。我们将详细介绍PLC上各种通信接口的类型和功能，例如： 串行通信接口： RS-232、RS-485等接口的电气特性、通信方式、通信距离限制以及在PLC中的应用。 以太网接口： 标准RJ45接口，支持TCP/IP协议，是现代PLC通信的主流。我们将讨论其带宽、传输速率、全双工/半双工模式以及在工业以太网中的应用。 专用通信模块： 介绍各种专用的通信接口卡和模块，如Profibus DP/PA接口卡、CANopen接口模块、DeviceNet接口模块等，以及它们如何扩展PLC的通信能力。 通信处理器（CP）： 对于一些高端PLC系统，可能需要独立的通信处理器来处理大量的通信任务，我们将简要介绍其作用。 网络节点（Node）： 解释PLC在工业网络中作为一个节点，如何通过其通信接口接入网络，与其他节点进行数据交换。 第四章：PLC通信的配置与编程——从组态到数据交互 本章将深入探讨如何配置和编程PLC以实现有效的通信。 通信参数的配置： 波特率、数据位、停止位、校验位、IP地址、子网掩码、网关等关键通信参数的设置方法，以及它们对通信稳定性的影响。 通信协议栈的实现： 在PLC编程环境中，如何选择、配置和调用相应的通信功能块或指令，以实现Modbus、OPC Client/Server等协议的通信。 数据交换的策略： 轮询（Polling）与中断（Interrupt）： 讲解PLC如何通过轮询方式周期性地读取传感器数据，以及如何利用中断响应外部事件。 同步（Synchronous）与异步（Asynchronous）通信： 分析这两种通信模式的原理、适用场景以及在PLC通信中的应用。 主站/从站（Master/Slave）或客户端/服务器（Client/Server）模式： 深入解析在不同通信协议中，PLC作为主站（或客户端）如何发起通信请求，以及作为从站（或服务器）如何响应请求。 数据映射与转换： 如何在PLC内部对接收到的外部数据进行逻辑处理、转换和存储，以及如何将PLC内部变量映射到外部通信地址，供其他设备读取。 第五章：工业通信的实践案例与应用场景——连接世界的PLC 本章将通过一系列生动的实践案例，展示PLC通信在不同工业领域的广泛应用： 工厂自动化生产线： PLC如何通过EtherNet/IP或Profinet与驱动器、编码器、视觉系统、人机界面（HMI）等设备协同工作，实现生产过程的精确控制和信息共享。 过程控制系统（PCS）： 在化工、水处理、电力等行业，PLC如何通过Modbus、Profibus PA等协议与变送器、阀门、泵等现场仪表通信，实现温度、压力、流量等参数的监测和调控。 楼宇自动化（BAS）： PLC如何与楼宇管理系统（BMS）通信，控制空调、照明、安防等系统。 能源管理系统： PLC如何采集能源消耗数据，并上传至能源管理平台。 远程监控与诊断： 利用OPC UA等技术，PLC如何实现与云平台的连接，支持远程数据访问、故障诊断和预测性维护。 第六章：工业通信的安全与未来趋势——通往智能互联之路 工业通信安全： 随着工业4.0和工业物联网（IIoT）的发展，网络安全成为工业通信的关键挑战。本章将探讨工业通信中的安全风险，如未授权访问、数据篡改、拒绝服务攻击等，并介绍相应的安全防护措施，如防火墙、VPN、访问控制、加密技术等。 工业物联网（IIoT）与边缘计算： 探讨PLC通信如何向IIoT转型，实现与云端的无缝集成，以及边缘计算在本地数据预处理、降低延迟方面的作用。 时间敏感网络（TSN）： 介绍TSN技术如何解决以太网在实时性方面的挑战，为工业自动化提供更高级别的确定性通信。 人工智能（AI）与机器学习（ML）在通信中的应用： 展望AI/ML如何应用于通信流量优化、故障预测、自主控制等方面。 通过以上章节的学习，读者将能够建立起一个清晰、系统的工业通信知识框架，理解PLC在其中扮演的核心角色，掌握其通信原理、配置方法和应用策略，为应对现代工业自动化领域日益复杂的通信挑战打下坚实的基础。本书旨在提供一套面向未来的视角，让读者深刻理解工业通信如何成为连接现实世界与数字世界的桥梁，驱动着智能制造的蓬勃发展。

评分☆☆☆☆☆

我刚翻开这本书，就被其精美的排版和清晰的图文深深吸引。书中的每一个章节都似乎经过精心设计，理论知识和实践操作被巧妙地融合在一起。特别是那些技术图示，线条流畅，标注清晰，即使是初学者也能一目了然。我一直觉得，学习PLC通信，如果缺乏直观的理解，很容易陷入死记硬背的泥潭。但这本书似乎在这方面做得非常出色，通过大量的图例和表格，将复杂的通信原理和配置过程变得生动形象。我特别期待书中关于各种通信方式的对比分析，比如在不同应用场景下，PROFINET和PROFIBUS各自的优势和劣势，以及如何根据实际需求进行选择。同时，我也很想了解书中是否会介绍一些实际的工程案例，通过真实的案例来学习如何解决通信故障，如何优化通信性能，这对于我来说是至关重要的。这本书的作者名字“向晓汉”我也记住了，感觉是一位在PLC通信领域有深厚造诣的专家，他的经验总结和独到见解，相信能为我指明方向，少走弯路。

评分☆☆☆☆☆

当我看到这本书名时，我脑海里立刻浮现出它可能包含的丰富内容。一本关于“西门子PLC工业通信完全精通”的书，必然涉及到通信协议的方方面面，从基础的RS232、RS485，到更现代、更高效的以太网通信，如PROFINET、PROFIBUS、EtherNet/IP等。我非常期待书中能够详细介绍这些协议的原理、特点、应用场景，以及如何进行配置和调试。特别是我对PROFINET的实时性、开放性和灵活性一直很感兴趣，希望能在这本书中找到深入的讲解。同时，“完全精通”这四个字也意味着这本书不仅仅停留在理论层面，更应该包含大量的实践操作指导。附带的光盘无疑是这本书的亮点之一，我猜测里面会有大量的例程、仿真软件、硬件配置教程，甚至是一些实际工程案例的演示，这对于我这样希望边学边练的学习者来说，是无价之宝。我对作者“向晓汉”的名字也充满期待，相信他能够以其专业的知识和丰富的经验，为我们呈现一本内容翔实、条理清晰、实用性极强的PLC通信教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，封面上“西门子PLC工业通信完全精通教程”几个大字跃然纸上，给人一种专业、权威的感觉。我特别留意到“附光盘”的字样，这对于学习者来说无疑是极大的福音，意味着除了书本知识，还能获得更直观、更生动的学习资源，比如视频讲解、仿真软件或者案例演示，这对于我这样喜欢动手实践的人来说，简直是量身定制。我一直对西门子PLC在工业自动化领域的应用充满兴趣，尤其是在通信这块，感觉是整个系统顺畅运行的“命脉”。这本书的书名直接点明了主题，让我对学习内容有了清晰的预期，相信能够系统地掌握西门子PLC的各种工业通信协议和实现方式，比如PROFINET、PROFIBUS等等，并且能深入理解它们在实际生产中的应用场景，这对于提升我的职业技能非常有帮助。我对手册类的书籍通常有比较高的要求，不仅仅是知识的堆砌，更在于知识的条理性和实用性。从书名来看，这本书应该是结构清晰，从基础概念到高级应用层层递进，能够循序渐进地带领我完成“精通”的蜕变，而不仅仅是“了解”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的外观让我觉得很“有分量”，拿到手里沉甸甸的，这往往意味着内容丰富而详实。我一直认为，在工业通信领域，理论知识的枯燥性是学习的一大障碍，而这本书通过“精通教程”的定位，应该会用更易于理解的方式来呈现复杂的概念。我特别好奇书中关于“故障排除”和“性能优化”的部分会如何展开。在实际工作中，通信故障的出现往往会严重影响生产效率，掌握一套行之有效的排查和解决问题的思路是每个PLC工程师的必备技能。而对于通信性能的优化，比如如何减少延迟，如何提高数据传输的稳定性，这些都是能够直接提升工业自动化系统整体效能的关键。我期待这本书能够提供一些实用的技巧和经验，帮助我解决在实际项目中遇到的通信难题。光盘的配备让我对这本书的学习体验有了更高的期望，希望能从中获得更深入的理解和更贴近实战的指导。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我首先被它厚实的体量和扎实的编写风格所折服。这绝对不是一本泛泛而谈的入门手册，而是经过深入研究和实践检验的“硬核”教材。我最看重的是一本书在理论深度和实践指导之间的平衡。我希望它不仅能讲解清楚每个通信协议的原理，更重要的是，能够提供详细的配置步骤、调试方法，甚至是一些常见问题的解决方案。从书名“完全精通”来看，这本书显然志在将读者从零基础带到精通的境界，这意味着它不会回避那些繁琐但关键的细节。例如，在讲解PROFINET时，我期待看到关于IP地址规划、设备命名、IO控制器和IO设备的配置、诊断信息等方面的详细阐述。附带的光盘更是让我充满了期待，我猜想里面会有大量的西门子PLC通信相关的演示视频、仿真软件，甚至是实操项目的源代码，这些资源无疑能够极大地加速我的学习进程，让我能够“看得懂、做得到”。