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廖常初主编 著

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• 工业通信
• PROFIBUS
• PROFINET
• TIA Portal
• 组态
• 编程
• 故障诊断
• 工业网络
• 自动化

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111282563

商品编码：1026370110

出版时间：2009-10-01

作  者:廖常初 主编 著作 廖常初　主编 主编 定  价:69 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2009年10月01日 装  帧:平装 ISBN:9787111282563 《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》：西门子（*国）有限公司重点推荐图书
西门子（*国）有限公司授权的通信软件：simatic net、drivemonitor、imappdm v6．0、s7-pdlag(不含许可证)
100多本中英文用户手册
100多个应用实例 ●前言
●第1章 概述
● 1.1 计算机通信的国际标准
● 1.1.1 开放系统互连模型
● 1.1.2 IEEE802标准
● 1.1.3 现场总线及其国际标准
● 1.2 SIMATIC通信网络简介
● 1.2.1 全集成自动化
● 1.2.2 SIMATIC网络结构与通信服务简介
● 1.2.3 学习网络通信的建议
● 1.3 练习题
●第2章 PROFIBUS的硬件组成与通信协议
● 2.1 PROFIBUS的结构与硬件
● 2.1.1 PROFIBUS简介
● 2.1.2 PROFIBUS的物理层
● 2.1.3 PROFIBUS-DP设备的分类
● 2.1.4 PROFIBUS通信处理器
● 2.1.5 ET200
● 2.1.6 其他网络部件与GSD文件
● 2.2 PROFIBUS的通信协议
●部分目录

内容简介

    《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》全面介绍了西门子工业通信网络的结构、通信协议、通信服务和通信的组态编程与故障诊断。重点是应用很广的PROFIBUS-DP和工业以太网，对MPI、AS-i、PROFIBUS-PA、OPC也作了详细介绍。
    《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》建立在大量实验的基础上，详细介绍了实现通信很关键的组态和编程方法，随书光盘有上百个通信例程，绝大多数例程经过硬件实验的验证。读者根据正文介绍的通信系统的组态步骤和方法，参考光盘中的例程作组态和编程练习，可以较快地掌握网络通信的实现方法。
    通信的故障诊断是现场维修的难点。《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》用约三分之一的篇幅和大量的实例，系统地介绍了网络等
    靠前章  概述
    1.1 计算机通信的靠前标准
    1.1.1  开放系统互连模型
    靠前标准化组织IS0提出了开放系统互连模型OSI，作为通信网络靠前标准化的参考模型，它详细描述了通信功能的7个层次(见图1-1)。
    7层模型分为两类，一类是面向用户的第5～7层，另一类是面向网络的靠前～4层。前者给用户提供适当的方式去访问网络系统，后者描述数据怎样从一个地方传输到另一个地方。
    发送方传送给接收方的数据，实际上是经过发送方各层从等     第1章  概述

    1.1 计算机通信的国际标准

    1.1.1  开放系统互连模型

    国际标准化组织IS0提出了开放系统互连模型OSI，作为通信网络国际标准化的参考模型，它详细描述了通信功能的7个层次(见图1-1)。

    7层模型分为两类，一类是面向用户的第5～7层，另一类是面向网络的第1～4层。前者给用户提供适当的方式去访问网络系统，后者描述数据怎样从一个地方传输到另一个地方。

    等

《工业自动化系统深度解析：原理、设计与实践》 一、 工业自动化的基石：理解与构建 本书旨在为读者提供一个全面而深入的工业自动化系统知识体系，涵盖从基础原理到实际应用的全过程。我们首先将聚焦工业自动化最核心的概念，剥离浮于表面的技术术语，深入剖析自动化系统的运作逻辑。 何谓工业自动化？ 我们将追溯工业自动化的发展历程，探讨其在不同时代背景下的演进。从最初的机械化、电气化，到如今信息化、智能化的浪潮，理解自动化如何不断提升生产效率、降低成本、保障安全，并最终改变人类的生产与生活方式。我们将重点讨论自动化在现代制造业、能源、交通、楼宇等关键领域的实际应用，并通过典型案例展示其带来的巨大价值。 核心组成要素解析： 任何一个复杂的工业自动化系统，都离不开几个关键的组成部分。本书将详细介绍这些要素的功能、技术原理、互联互通的方式以及在实际项目中的选型依据。 传感器与执行器： 作为自动化系统的“触觉”与“行动器”，传感器负责感知物理世界的各种参数（温度、压力、流量、位移、光照等），而执行器则将控制指令转化为实际的物理动作（电机转动、阀门开启、灯光亮起等）。我们将深入探讨不同类型传感器的物理原理、精度、响应速度、抗干扰能力等关键性能指标，以及伺服电机、步进电机、电磁阀、液压缸等常用执行器的驱动方式、控制精度和应用场景。 控制器： 控制器是自动化系统的“大脑”，负责接收传感器信号，根据预设的逻辑或算法进行处理，并发出指令给执行器。本书将重点介绍各类控制器，包括： 可编程逻辑控制器 (PLC)： 作为工业自动化领域的“主力军”，我们将深入剖析PLC的硬件架构（CPU、内存、输入/输出模块、通信模块等）、指令集（逻辑指令、算术指令、定时器、计数器等）、编程语言（梯形图、指令表、结构化文本、功能块图等）及其在复杂逻辑控制中的应用。 分布式控制系统 (DCS)： 针对大型、复杂过程控制系统，DCS以其高可靠性、集成化和分布式架构的优势，将是本书的另一重点。我们将探讨DCS的系统组成（操作员站、工程师站、控制站、I/O站等）、控制策略（集中控制、分散控制、网络化控制）、系统组态方法以及在炼油、化工、电力等行业的应用。 工业PC (IPC) 与嵌入式系统： 随着计算能力的提升，工业PC和嵌入式系统在高端自动化应用中扮演着越来越重要的角色。本书将介绍其在人机界面(HMI)、运动控制、机器视觉、数据采集与处理等方面的优势，以及与PLC、DCS的集成方式。 人机界面 (HMI)： HMI是操作员与自动化系统进行交互的窗口，负责信息的显示、指令的输入和系统的监控。我们将深入探讨不同HMI技术（文本显示器、触摸屏、工业平板电脑等）的特点，HMI软件的设计原则（信息可视化、操作直观性、报警管理等），以及如何通过友好的HMI界面提升操作效率和安全性。 工业网络： 工业网络是连接自动化系统中各个设备的“血管”，实现数据的实时、可靠传输。本书将详细解析各类工业网络协议的原理、特点、拓扑结构和应用场景，为读者构建起一个完整的网络通信认知。 二、 工业网络协议深度解析：连接的艺术 工业网络的性能和可靠性直接影响着整个自动化系统的效率和稳定性。本书将投入大量篇幅，系统性地梳理和解析当前主流的工业网络协议，帮助读者理解其通信机制、应用范围和技术优势。 串行通信协议： RS-232/RS-485： 作为经典的串行通信接口，我们将讲解其电气特性、通信方式（全双工、半双工）、最大传输距离、以及在点对点或多点通信中的应用。 Modbus (RTU/ASCII)： 这一简单易用的通信协议，在PLC、HMI等设备之间广泛应用。我们将详细解析Modbus的帧格式、功能码、读写寄存器的方式，并探讨其在实际组态中的注意事项。 现场总线技术： Profibus/Profinet： 作为西门子主推的工业以太网解决方案，Profibus（串行现场总线）和Profinet（实时以太网）将是本书重点介绍的内容。我们将深入剖析它们的网络拓扑、数据传输机制、报文结构、设备耦合方式，以及Profinet在实时性、带宽和诊断方面的优势。 Ethernet/IP： 另一重要的工业以太网标准，Ethernet/IP（基于TCP/IP和UDP/IP）的开放性和易用性使其在多种品牌设备集成中得到广泛应用。我们将解析其CIP（Common Industrial Protocol）协议栈、对象模型以及在实际应用中的配置方法。 CANopen/CAN bus： 以其高可靠性和实时性，CAN总线在汽车电子、运动控制和一些特定工业领域有着广泛应用。我们将介绍CAN协议的帧结构、优先级机制以及CANopen的设备描述文件和通信对象。 DeviceNet： 基于CAN总线，DeviceNet是一种开放的、多供应商的、低成本的设备级网络，我们将探讨其在简单设备连接中的优势。 工业以太网的演进与应用： 实时以太网（Real-time Ethernet）： 随着工业生产对实时性的要求越来越高，实时以太网技术应运而生。本书将阐述实时以太网的实现原理，如时间片调度、优先级控制等，以及其在高性能运动控制、同步控制中的关键作用。 TSN (Time-Sensitive Networking)： 作为下一代工业以太网技术，TSN旨在解决传统工业以太网在确定性、可预测性方面的不足。我们将前瞻性地介绍TSN的构成要素、关键技术，以及其在未来工业物联网(IIoT)中的潜力。 OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture)： 作为一种跨平台、面向服务的通信架构，OPC UA已成为实现工业互联互通的关键技术。我们将深入解析OPC UA的数据模型、信息模型、安全机制，以及它在实现设备间、系统间信息无缝交换中的重要地位。 三、 自动化系统设计与组态：从蓝图到现实 理论知识的掌握是基础，但如何将其转化为实际可运行的自动化系统，则是工程师面临的核心挑战。本书将指导读者完成从系统设计到具体组态的完整流程。 需求分析与系统架构设计： 明确自动化目标： 如何根据生产工艺、控制要求、性能指标、安全规范等，准确定义自动化系统的需求，是设计的第一步。 选择合适的自动化平台： 基于需求分析，如何选择最适合的PLC、DCS、IPC等控制器，以及相匹配的HMI、传感器、执行器和网络设备，我们将提供详细的选型指南。 系统架构规划： 针对不同的应用场景，如何设计合理的系统架构，包括设备布局、网络拓扑、控制层级划分、数据流向等，以实现系统的模块化、可扩展性和高可靠性。 编程与组态实践： PLC编程： 针对主流PLC编程软件，我们将演示如何使用梯形图、结构化文本等语言编写控制逻辑，如何实现运动控制、PID控制、定时/计数功能，以及如何利用库函数和预制功能块提升编程效率。 DCS组态： 针对DCS系统，我们将详细介绍如何进行回路组态、报警组态、趋势组态、操作界面设计，以及如何通过DCS的工程工具进行系统配置和参数设置。 HMI开发： 如何设计直观易用的HMI界面，包括画面布局、控件应用、数据连接、报警显示、历史趋势图绘制等，以提升人机交互的效率和用户体验。 网络组态： 如何在组态软件中配置设备IP地址、通信参数、网络节点，以及如何进行网络诊断和故障排查。 仿真与测试： 在实际部署前，通过仿真软件对控制逻辑和系统功能进行验证，是保障系统稳定运行的重要环节。本书将介绍仿真工具的使用方法，以及如何进行离线仿真和在线仿真。 四、 故障诊断与维护：保障系统的生命线 再完善的系统也可能出现故障，而及时有效地诊断和排除故障，是保证生产连续性的关键。本书将系统地传授故障诊断的思路、方法和技巧。 故障发生的根源分析： 硬件故障： 传感器失效、执行器损坏、控制器故障、通信模块损坏、电源问题等。 软件故障： 程序错误（逻辑错误、参数设置错误）、死锁、越界等。 网络故障： 线缆损坏、连接不良、通信协议错误、网络拥堵等。 环境因素： 电磁干扰、温度过高、振动、灰尘等。 系统化故障诊断流程： 信息收集： 听取操作员描述、查看报警信息、检查运行日志、分析历史数据。 初步判断： 根据收集到的信息，初步判断故障可能发生的范围（是整个系统、某个设备还是某条线路）。 隔离与定位： 逐步排除可能的原因，将故障范围缩小到具体设备或模块。 深入检查： 使用专业的诊断工具（如示波器、万用表、网络分析仪、PLC诊断工具等）对可疑部件进行详细检查。 常用诊断工具与技术： PLC诊断功能： 介绍PLC自带的在线诊断、错误代码查询、变量监控等功能。 HMI诊断界面： 如何利用HMI显示的报警信息、运行状态、设备通信指示灯进行初步判断。 网络诊断工具： 如Wireshark等网络抓包分析工具，以及交换机、路由器自带的诊断功能。 示波器与万用表： 用于检测信号的波形、幅值、频率，以及测量电压、电流、电阻等。 红外热成像仪： 用于检测设备过热点，预警潜在的电气故障。 常见故障案例分析与排除： 本书将通过大量实际案例，深入剖析各种典型故障的发生原因、诊断方法和解决步骤，例如： 传感器信号异常导致控制失灵。 PLC程序逻辑错误引发意外停机。 工业网络通信中断导致数据丢失。 执行器响应迟缓或无响应。 HMI画面显示异常或操作无效。 预防性维护与故障预防： 强调定期检查、设备保养、环境控制、软件更新等措施的重要性，从源头上减少故障的发生。 五、 未来趋势与展望：拥抱智能制造 随着工业4.0和智能制造的深入发展，工业自动化正面临新的变革。本书将对未来的发展趋势进行展望，帮助读者把握技术脉搏。 工业物联网 (IIoT)： 探讨IIoT如何通过连接海量设备，实现数据的全面采集、分析和应用，驱动智能化决策。 人工智能 (AI) 与机器学习 (ML)： AI/ML在预测性维护、生产优化、质量控制、自主决策等方面的应用前景。 数字孪生 (Digital Twin)： 如何构建虚拟的物理实体副本，实现系统的远程监控、模拟和优化。 云计算与边缘计算： 两者在工业自动化数据处理、存储和分析中的作用与协同。 网络安全： 随着系统互联互通程度的提高，工业网络安全的重要性日益凸显。 通过对本书内容的深入学习，读者将能够系统地构建起工业自动化领域的知识框架，掌握工业通信网络的原理与应用，熟练进行自动化系统的设计与组态，并具备独立进行故障诊断与维护的能力，从而在快速发展的工业自动化领域中，成为一名优秀的工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常大气，封面上的“西门子工业通信网络组态编程与故障诊断”几个字透着专业和严谨。我是在一次行业展会上偶然看到的，当时就被它扎实的排版和丰富的内容所吸引。虽然我本人并非直接从事工控网络组态的工程师，但我一直对工业自动化领域有着浓厚的兴趣，特别是那些支撑起现代工厂高效运转的“幕后英雄”。我一直想了解，那些看起来神秘而复杂的工业网络是如何搭建起来的，不同的设备之间又是如何进行无缝通信的。这本书的书名恰好点出了我一直以来想要深入探究的核心问题。它的标题暗示了从基础的组态设置，到实际的编程实现，再到一旦出现问题如何进行定位和解决，这整个流程都得到了详细的阐述。我相信，对于任何想要在这个领域深耕的专业人士来说，这本书都可能是一个宝贵的起点，它不仅仅是一本工具书，更可能是一扇通往更深层理解的窗户。我非常期待它能为我揭示工业通信世界的奥秘，让我对自动化生产线上的数据流动有更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的外观设计相当专业，那种深邃的蓝色封面，配上清晰醒目的书名，给人一种值得信赖的感觉。我是一个有着多年一线生产维护经验的电气工程师，在工作中，西门子品牌的设备我接触得非常多，尤其是在自动化产线方面。虽然我平时主要负责设备的机械部分和一些基本的电气连接，但对于其核心的通信网络，我一直觉得自己的知识储备不够扎实。特别是当生产线出现通信故障时，我常常只能依靠资深的同事或者PLC编程人员来解决，这让我感觉自己的技术能力受到了一定的限制。这本书的书名“西门子工业通信网络组态编程与故障诊断”正是我急需的。我希望它能像一本武林秘籍一样，将西门子工业通信网络的核心技术、配置流程、以及在各种复杂场景下如何进行高效准确的故障诊断，都一一揭示出来。我尤其关注书中关于实际案例分析的部分，能够从真实的工业应用场景中学习如何处理遇到的各种通信难题，将理论知识转化为解决实际问题的能力，这对我来说非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

当我看到这本《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》时，我的第一反应是它看起来非常实用。我是一名在自动化设备集成公司工作的技术人员，我们公司经常需要为客户搭建各种复杂的工业自动化系统，其中西门子的通信产品和技术是我们经常会用到的。虽然我们团队中有擅长PLC编程的同事，但对于通信网络的深入理解和独立解决复杂通信问题的能力，我一直觉得自己还有很大的提升空间。这本书的书名明确指出了“组态编程”和“故障诊断”，这正是我在实际工作中经常会遇到的两大挑战。我迫切地想了解如何能够更高效、更规范地进行工业以太网、PROFINET等网络的组态设置，包括IP地址的规划、网络设备的连接方式、以及如何利用西门子提供的软件工具（比如TIA Portal）来完成这些工作。更重要的是，我希望能从书中学习到系统性的故障排除方法，例如如何判断是硬件问题还是软件配置问题，如何通过抓包、日志分析等手段来定位通信中断、数据丢失等故障，最终能够帮助客户更快地恢复生产。

评分☆☆☆☆☆

初次见到这本《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》，其标题就吸引了我。作为一名在自动化领域摸爬滚打了多年的技术人员，我深知工业通信网络在整个自动化系统中的核心地位。一个稳定、可靠的通信网络是保证生产线高效运行的基石。我曾经在多个项目中遇到过因通信问题导致的生产停滞，每次都费尽心思去排查，有时甚至会耗费大量的时间和精力。这本书的书名非常精准地概括了工业通信的两个关键环节：组态编程和故障诊断。我希望它能提供一套系统化的方法论，教会我如何从零开始，根据具体的应用需求，进行科学合理的网络组态设计，并掌握相应的编程技巧，确保通信的稳定性和高效性。同时，书中关于故障诊断的部分，我更是期待能够获得实用的技巧和工具，能够快速有效地分析和解决各种网络通信故障，无论是由于配置错误、硬件损坏，还是外部干扰造成的，都能够胸有成竹地应对，从而最大限度地减少生产损失。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》，我的第一感觉是它非常厚实，拿在手里很有分量，这通常意味着内容的翔实和丰富。我之前有过一些接触工业通信的经历，但往往停留在比较表面的层面，比如知道有PROFINET、PROFIBUS这些名字，但具体如何配置、如何调试，以及遇到通信中断时如何一步步排查，这些细节我一直觉得模糊不清。这本书的书名恰好击中了我的痛点。我特别想了解的是，在实际的生产环境中，当PLC、HMI、驱动器等各种设备需要互联互通时，工程师们是如何通过西门子提供的软件工具，一步一步完成网络拓扑的规划、设备参数的设置、以及通信协议的配置的。而且，书名中“故障诊断”这几个字，对我来说尤为重要。工作中常常会遇到通信不畅、数据丢失等问题，如果是经验不足，往往只能束手无策或者大海捞针。我希望这本书能够提供系统化的故障排查思路和具体的操作方法，让我能够快速定位问题根源，减少停机时间，提高生产效率。

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买错了！！！！！！！！！

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很好

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买错了！！！！！！！！！

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