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工業控制網絡與通信 版權信息
- ISBN：9787560660370
- 條形碼：9787560660370 ; 978-7-5606-6037-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
工業控制網絡與通信 本書特色
本書從應用的角度出發，強化概念，突出應用，將網絡架構、協議內容與工廠應用有機結合。在內容的選取上既有基礎的計算機網絡基本知識，又有工業網絡的典型應用，還有*新的工業互聯網等新型工業控制網絡技術。本書內容翔實、語言通俗、圖文并茂，可作為大專院校自動化相關專業及從事工業控制網絡工作的教學或參考用書。
工業控制網絡與通信 內容簡介
全書由8章組成。首先全面介紹了計算機網絡所涉及的相關概念和體系結構, 并選取了TCP/IP協議簇的主要協議進行闡述 ; 在此基礎上, 從協議架構相對簡單的Modbus現場總線入手, 介紹了其通信過程并給出了報文傳輸和應用實例 ; 再以西門子系列的PROFIBUS現場總線和PROFINET工業以太網為原型, 全面介紹和分析了它們的體系框架和應用實例 ; 然后介紹了智能制造技術的核心支撐要素和系統構成及其典型應用 ; *后探討了新型工業控制網絡核心技術, 如工業互聯網平臺、時間敏感網絡、軟件定義網絡、MQTT協議、工業無線通信技術及工業控制網絡的安全等問題。
工業控制網絡與通信 目錄
第1章 導論 1
1.1 計算機網絡的發展概況 1
1.1.1 面向終端的計算機網絡 1
1.1.2 多臺主機互聯的計算機網絡 2
1.1.3 面向標準化的計算機網絡 4
1.1.4 面向全球互聯的計算機網絡 5
1.2 工業控制網絡的發展概況 6
1.2.1 計算機集中控制系統 6
1.2.2 集散控制系統 7
1.2.3 現場總線控制系統 8
1.2.4 工業以太網 10
1.3 主流現場總線概述 13
1.3.1 現場總線標準 13
1.3.2 FF現場總線 14
1.3.3 CAN總線 14
1.3.4 LonWorks現場總線 15
1.3.5 CIP網絡 16
1.3.6 HART現場總線 17
1.4 主流工業以太網概述 17
1.4.1 工業以太網標準 17
1.4.2 FF高速以太網 18
1.4.3 實時以太網 20
1.5 工業控制網絡的特點和發展趨勢 21
1.5.1 工業控制網絡的特點 21
1.5.2 工業控制網絡的發展趨勢 21
課后習題 24
第2章 計算機網絡基礎 25
2.1 計算機網絡概述 25
2.1.1 網絡中的網絡——互聯網 25
2.1.2 互聯網的組成 25
2.1.3 網絡邊緣部分通信方式 26
2.1.4 網絡核心部分通信方式 28
2.2 計算機網絡的分類 31
2.2.1 按網絡作用范圍分類 31
2.2.2 按網絡使用者分類 32
2.2.3 按網絡拓撲結構分類 32
2.2.4 按網絡通信介質分類 34
2.3 計算機網絡的性能指標 34
2.3.1 速率 34
2.3.2 帶寬 35
2.3.3 時延 35
2.3.4 吞吐量 37
2.3.5 往返時間 37
2.3.6 利用率 37
2.4 計算機網絡的體系結構 37
2.4.1 協議與層次劃分 38
2.4.2 OSI參考模型 39
2.4.3 TCP/IP參考模型 40
2.4.4 五層協議體系結構 40
2.5 數據傳輸過程 42
課后習題 43
第3章 TCP/IP協議簇 44
3.1 物理層 44
3.1.1 概述 44
3.1.2 數據通信模型 44
3.1.3 數據編碼技術 45
3.1.4 數據傳輸技術 47
3.1.5 數據傳輸介質 49
3.2 數據鏈路層 54
3.2.1 概述 54
3.2.2 使用點對點信道的數據鏈路層 55
3.2.3 使用廣播信道的數據鏈路層 58
3.2.4 以太網的MAC層 60
3.2.5 虛擬局域網 64
3.3 網絡層 65
3.3.1 虛擬網絡互聯 66
3.3.2 網絡層協議 67
3.3.3 IP地址 68
3.3.4 IP地址與硬件地址 70
3.3.5 地址解析協議 72
3.3.6 網際控制報文協議 73
3.3.7 虛擬專用網 74
3.3.8 網絡地址轉換 76
3.3.9 IPv6協議 77
3.4 傳輸層 79
3.4.1 進程間通信 79
3.4.2 端口地址 80
3.4.3 用戶數據報協議 81
3.4.4 傳輸控制協議 82
3.4.5 套接字 84
3.5 應用層 86
3.5.1 域名系統 86
3.5.2 超文本傳輸協議 88
3.5.3 動態主機配置協議 90
3.6 網絡協議分析工具 93
3.6.1 協議分析器 93
3.6.2 Wireshark 93
課后習題 95
第4章 Modbus工業現場總線及應用 98
4.1 Modbus概述 98
4.2 Modbus通信協議 99
4.2.1 Modbus通信模型 99
4.2.2 Modbus的工作模式 99
4.2.3 Modbus的數據傳輸模式 100
4.2.4 Modbus的幀格式 101
4.2.5 Modbus的寄存器 102
4.2.6 Modbus的功能碼 103
4.2.7 Modbus報文傳輸實例 104
4.3 Modbus調試工具 105
4.3.1 VSPD虛擬串口軟件 106
4.3.2 Modbus Poll 107
4.3.3 Modbus Slave 108
4.3.4 Modbus Poll與Modbus Slave的
互聯 108
4.4 Modbus在西門子系列PLC中的
?應用 110
4.4.1 博途軟件 110
4.4.2 S7-1200 PLC中的Modbus通信 111
課后習題 127
第5章 PROFIBUS現場總線及應用 128
5.1 PROFIBUS概述 128
5.2 PROFIBUS通信協議 129
5.2.1 PROFIBUS分類 129
5.2.2 PROFIBUS系統的典型
網絡結構 130
5.2.3 PROFIBUS網絡拓撲規則 131
5.2.4 PROFIBUS協議框架 132
5.2.5 PROFIBUS-DP報文格式 133
5.3 PROFIBUS現場總線在西門子系列
PLC中的應用 138
5.3.1 PROFIBUS-DP通過CPU集成
DP口連接S7-300智能從站 138
5.3.2 PROFIBUS-DP通過CP 342-5
作為主站DP口連接 144
5.3.3 PROFIBUS-DP通過CP 342-5
作為從站DP口連接 147
5.3.4 PROFIBUS-DP通過GSD文件與
第三方設備通信 151
5.3.5 PROFIBUS-DP在FDL自由第2層
方式下的通信 155
課后習題 159
第6章 PROFINET工業以太網及應用 161
6.1 PROFINET概述 161
6.1.1 PROFINET 161
6.1.2 PROFINET的技術特點 161
6.1.3 PROFINET網絡拓撲 162
6.1.4 PROFINET連接器 163
6.2 PROFINET通信 163
6.2.1 PROFINET通信體系結構 163
6.2.2 PROFINET IO與PROFINET
CBA 165
6.2.3 PROFINET與OPC的集成 165
6.2.4 PROFINET與其他現場總線
系統的集成 166
6.3 PROFINET IO在西門子系列
PLC中的應用 167
6.3.1 PROFINET IO設備類型 167
6.3.2 PROFINET IO與
PROFIBUS-DP的比較 168
6.3.3 S7-300 PN CPU與ET200S
PROFINET IO通信 168
6.3.4 S7-300 PN CPU作為PROFINET
智能I/O設備使用 180
課后習題 186
第7章 智能制造 187
7.1 智能制造概述 187
7.1.1 定義 187
7.1.2 德國的工業4.0 188
7.1.3 美國的工業互聯網 189
7.1.4 《中國制造2025》和
“智能+” 189
7.2 智能制造的核心支撐技術 190
7.2.1 大數據(Big Data) 191
7.2.2 算力 192
7.2.3 算法 193
7.2.4 通信技術的網絡集成——5G 194
7.3 智能制造系統的構成 195
7.3.1 制造業用戶分類 195
7.3.2 智能“神經系統”的基本架構 196
7.3.3 中樞神經——ERP + MES 196
7.3.4 神經突觸——PLC 197
7.3.5 神經元——傳感器與
RFID標簽 197
7.3.6 神經纖維——工業通信網絡 198
7.3.7 強有力的軀干——智能制造
裝備 199
7.3.8 智能制造重構生產體系 199
7.4 智能制造的典型應用 200
7.4.1 智能決策——工業大腦 200
7.4.2 智能網聯汽車 203
7.4.3 智慧城市 204
7.4.4 智慧礦山 204
7.5 中國智能制造面臨的挑戰 205
7.5.1 關鍵裝備、核心零部件受制于人，
短期內難以實現國產替代 205
7.5.2 小微企業難以融入智能化
發展浪潮 206
7.5.3 大部分中國企業缺少智能制造的
文化內核——“工匠精神” 206
課后習題 207
第8章 新型工業控制網絡核心技術 208
8.1 工業互聯網平臺 208
8.1.1 工業互聯網平臺的發展歷程 208
8.1.2 工業互聯網平臺功能架構 209
8.1.3 工業互聯網平臺的四大技術
趨勢 210
8.2 時間敏感網絡 211
8.2.1 為什么需要TSN 211
8.2.2 TSN協議架構 213
8.2.3 TSN + OPC UA 216
8.3 軟件定義網絡 218
8.3.1 為什么需要SDN 218
8.3.2 SDN體系結構 219
8.3.3 Google——SDN應用案例 220
8.4 消息隊列遙測傳輸協議 220
8.4.1 為什么IoT選擇MQTT 221
8.4.2 MQTT協議的特點 221
8.4.3 MQTT協議的工作原理 222
8.4.4 MQTT協議實例 224
8.5 工業無線通信技術 225
8.5.1 工業無線通信技術標準 225
8.5.2 工業無線網絡應用分類 228
8.5.3 工業無線網絡設備的基本類型 229
8.6 工業控制網絡的安全問題 230
8.6.1 互聯互通帶來的安全挑戰 231
8.6.2 典型工控安全事件分析 232
8.6.3 構建工業互聯網安全保障體系 236
課后習題 238
參考文獻 239
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