Automating with SIMATIC S7-1200 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Berger, Hans

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2013-5

价格:$ 84.75

装帧:

isbn号码:9783895783852

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• SIMATIC S7-1200
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好的，这是一本名为《工业网络通信与以太网技术实践》的图书简介，重点关注现代工业环境中的通信协议、网络架构和故障排除： --- 图书名称：《工业网络通信与以太网技术实践》 图书简介 在当今高度互联的智能制造和工业自动化领域，稳定、高效且安全的工业网络是支撑一切控制、数据采集和远程操作的基石。传统的串行通信方式正逐步让位于基于标准以太网的工业协议，这带来了前所未有的速度和集成能力，同时也对系统设计、部署和维护提出了更高的要求。《工业网络通信与以太网技术实践》正是为应对这些挑战而编写的专业指南。 本书深入剖析了现代工业网络架构的核心原理，内容涵盖了从物理层布线标准到高级应用层协议配置的全过程。它不仅致力于解释“是什么”，更着重于阐述“如何做”和“为什么这样做”，使读者能够构建出具备高可靠性和前瞻性的工业通信基础设施。 第一部分：工业网络基础与拓扑结构 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。我们将详细解析 OSI 七层模型在工业环境中的实际应用，对比传统现场总线（如 RS-485 基础的 PROFIBUS DP/Modbus RTU）与现代以太网协议在性能、带宽和拓扑灵活性上的本质区别。重点讨论了工业以太网的物理层特性，包括电缆选择（CAT5e、CAT6、光纤）、连接器标准（M12、RJ45）以及在强电磁干扰环境下如何实现可靠的信号传输。 随后，本书全面探讨了主流的工业网络拓扑结构。从简单的星型和总线型到复杂的环网冗余拓扑（如 PRP/HSR），每一个拓扑的优缺点、适用场景以及配置要点都被细致地分析。特别是对环网冗余技术的深入讲解，确保读者能够设计出具备毫秒级故障切换能力的“永不断线”网络系统，这对于关键生产线的连续运行至关重要。 第二部分：核心工业以太网协议详解与配置 这是本书的核心内容之一，聚焦于当前工业界应用最广泛的以太网协议栈。 EtherNet/IP (CIP): 详细解析了通用工业协议（CIP）的结构，包括对象模型、消息帧格式以及如何使用 Studio 5000 或相关工具配置 I/O 映射、显式和隐式消息传递。重点讲解了生产者/消费者模型在数据交换中的应用。 PROFINET IO/IRT: 对西门子生态系统中广泛使用的 PROFINET 进行了深入剖析。内容覆盖了 RT（实时）和 IRT（等时实时）的性能差异、设备角色（Controller, Device, I-Device）的配置，以及如何通过 GSD 文件集成异构设备。特别强调了 PROFINET 在运动控制领域中的时序保证机制。 Modbus TCP/UDP: 作为跨平台通信的通用语言，本书详细介绍了 Modbus TCP 的报文结构、功能码的实际应用，以及如何在非标准化设备间实现可靠的读写操作。 OPC UA (统一架构): 本部分将 OPC UA 定位为工业信息化的桥梁。我们不仅讲解了其面向服务的架构（SOA），更侧重于其实际部署，包括安全证书管理、信息模型设计、数据访问（DA）、历史数据访问（HDA）以及方法调用（Methods）在云连接和边缘计算中的具体应用。 第三部分：网络安全与工业防火墙实践 随着网络攻击面不断扩大，工业网络安全已从“可选项”变为“必需项”。本章系统地介绍了工业控制系统（ICS）安全防护的“纵深防御”原则。 威胁模型与漏洞分析: 识别 OT（运营技术）环境中常见的安全风险，包括物理访问控制、未授权配置更改和恶意软件传播路径。 网络分段与区域划分 (ISA/IEC 62443): 严格遵循 62443 标准，讲解如何利用 DMZ（隔离区）和功能安全区来隔离不同安全等级的设备。 工业防火墙部署: 详细介绍工业级防火墙（如状态检测防火墙、应用层网关）的选型、策略配置和流量过滤规则的制定。重点演示如何实现基于端口、IP 地址甚至特定协议命令的精细化控制，以最小化生产影响。 第四部分：诊断、监控与故障排除 一个健壮的网络必须具备强大的自愈和诊断能力。本部分提供了大量实用的故障排除技术和工具应用指南。 网络性能基准测试: 如何使用抓包工具（如 Wireshark）对工业以太网流量进行深入分析，识别丢包、抖动（Jitter）和延迟的根本原因。 诊断工具与方法: 介绍了主流 PLC 厂商提供的网络诊断功能，以及如何利用工业以太网交换机自带的端口镜像（SPAN）功能进行实时监控。 常见故障案例分析: 提供了上百个基于真实工业现场的案例，涵盖了 IP 地址冲突、VLAN 配置错误、环路检测失败、以及特定协议时间戳不匹配等典型问题，并提供了循序渐进的排查步骤和解决方案。 读者对象 本书面向系统集成工程师、自动化维护技术人员、工业网络架构师、控制系统设计人员以及相关专业的学生和研究人员。无论您是需要从零开始搭建一个现代化的控制网络，还是希望深入优化现有的复杂系统，本书都能为您提供详实且可立即应用的知识与技能。掌握书中所述的实践技术，将显著提升您在工业 4.0 时代构建和维护可靠自动化系统的能力。

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这本书在网络通信和诊断方面的论述，展现了作者超越基础教程的视野。它没有止步于简单的I/O扫描，而是详细介绍了PROFINET在S7-1200中的配置和应用，特别是涉及到如何设置设备名称、IP地址以及如何处理通信中断等异常情况。我之前在处理分布式I/O时经常遇到各种莫名的通信错误，而这本书提供了一个非常系统的排查流程图，清晰地指明了从物理层到应用层的每一步检查要点。此外，书中关于诊断缓冲区的解读部分，简直就是一本“故障代码速查手册”。作者将那些晦涩难懂的系统错误代码，用通俗易懂的语言解释了它们背后的原因和推荐的解决方案。这对于现场维护人员来说，无疑是节省了大量宝贵时间。这种对“事后处理”的高度重视，显示出作者对真实工业环境复杂性的深刻理解，而不是停留在模拟器上的“完美环境”。

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这本书的封面设计得非常吸引人，那种深蓝和橙色的搭配，加上清晰的字体，立刻给人一种专业且可靠的感觉。当我翻开第一页时，我发现作者在开篇部分就花了不少篇幅来介绍西门子S7-1200 PLC的硬件架构和基本概念，这对于一个初学者来说简直是太友好了。他没有一上来就抛出复杂的编程指令，而是耐心地解释了每个模块的功能、连接方式以及电源管理的重要性。我记得有一章专门讲了如何正确安装和调试CPU，里面图文并茂，甚至连螺丝的紧固扭矩都有提及，这在很多同类书籍里是看不到的细节。作者的讲解风格非常扎实，像一位经验丰富的老工程师在手把手地教你，让你在搭建实际系统时心中有底。而且，书中对各种I/O模块的选型和接线规范描述得极其详尽，特别是对于高速计数器和模拟量模块的输入输出电路保护措施，都有深入的分析和建议。这种注重基础、强调实践的写作手法，极大地增强了我对后续复杂内容学习的信心。可以说，光是入门部分的详尽程度，就已经值回票价了。

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这本书的结构编排简直是教科书级别的典范，逻辑层次分明到令人赞叹。它似乎是按照一个典型的项目实施流程来组织内容的：从需求分析、硬件选型，到软件架构设计，再到具体的编程实现和故障排除。我特别欣赏它在讲述数据类型和变量管理那部分的处理方式。作者并没有简单罗列数据类型，而是通过几个生动的实际案例——比如一个简单的传送带控制和液位调节——来展示不同数据类型（如BOOL, INT, REAL）在实际应用中的适用场景和内存占用差异。这种情境化的教学方法，让抽象的编程概念立刻变得鲜活起来。更难能可贵的是，书中对STEP 7 Basic/Professional 软件界面的各个窗口和功能块进行了细致的剖析，甚至连自定义工具栏的设置和项目文件的版本管理技巧都有涉及。读完这部分，我感觉自己不再是盲目地敲代码，而是开始有意识地去构建一个结构良好、易于维护的程序框架，这对于提升我的职业素养帮助太大了。

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让我印象最深刻的是其中关于功能块（Function Blocks, FBs）和组织块（Organization Blocks, OBs）的深入探讨，这部分内容简直是“干货”的集合。作者显然在实际工程中有大量的积累，他没有满足于仅仅讲解如何调用这些块，而是花了大量篇幅去解析它们在大型项目中的作用，比如如何利用数据块（DBs）实现实例化和数据持久化，以及如何在OB1中有效地组织调用流程，避免代码膨胀和执行效率下降的问题。书中提供的几个关于运动控制和PID调节的FB示例代码，其注释之详细、逻辑之严谨，让我受益匪浅。我以前总是习惯于在OB1里写一长串顺序逻辑，但这本书让我明白了模块化编程的巨大优势——不仅提高了代码的可读性，更关键的是，它极大地简化了未来的扩展和调试工作。书中甚至提到了如何使用“断点”和“强制”功能进行高级调试，这些都是需要通过长时间摸索才能掌握的技巧，能被如此清晰地记录下来，真是太棒了。

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这本书的语言风格非常平实而又充满力量，不像有些技术文档那样枯燥乏味，它更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。特别是在介绍模拟量处理时，作者花了很大篇幅去解释“死区”、“滤波系数”以及“量程转换”背后的物理意义，而不是简单地给出数学公式。他用了一个很形象的比喻来解释为什么需要线性化处理，让我一下子就明白了PID调节中比例、积分、微分参数的调整思路。全书的配图质量极高，无论是电路图、软件截图还是流程图，都清晰锐利，没有那种低分辨率的模糊感。阅读过程中的流畅性非常好，作者总能在恰当的时候插入一些“经验之谈”——比如关于如何优化扫描周期的小技巧，或者在特定应用中应该避免的编程陷阱。总体而言，这是一部集理论深度、工程实践和易读性于一身的杰作，对于任何想真正掌握S7-1200并将其应用于实际生产系统的人来说，都是不可多得的宝藏。

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