WinCC und Web-Navigator Option pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:VDM Verlag

作者:Stefan Traub

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2009-05-07

价格:USD 65.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783639128574

丛书系列:

图书标签:

• WinCC
• WebNavigator
• HMI
• SCADA
• 自动化
• 工业控制
• 人机界面
• 西门子
• PLC
• 编程
• 技术手册

工业自动化与过程控制的基石：现代SCADA系统应用实践 本书聚焦于当前工业控制领域最核心的技术——数据采集与监视控制系统（SCADA），深入剖析其架构设计、关键组件的实现原理以及在复杂工业流程中的实际部署与优化策略。本书旨在为工程师、系统集成商以及相关专业学生提供一个全面、深入且注重实战的参考指南，帮助读者掌握构建、维护和升级新一代自动化监控平台的必备知识和技能。 --- 第一部分：SCADA系统基础理论与技术演进 本部分奠定了理解现代工业监控系统的理论基础，追溯了从传统DCS到分布式、网络化SCADA系统的技术发展历程。 第一章：SCADA系统的核心概念与架构模型 详细阐述了SCADA系统的定义、功能模块（数据采集、监视、控制、报警管理、历史数据归档）以及其在电力、化工、水处理等关键基础设施中的战略地位。系统地介绍了经典的集中式、分布式以及最新的基于服务的（SOA）SCADA架构模型。重点分析了各架构的优缺点，以及在不同规模和复杂度的工业环境中进行架构选型时需要考量的因素。 第二章：通信协议的标准化与互操作性 工业现场的“语言”是通信协议。本章对主流的工业现场总线和以太网协议进行了详尽的对比分析。 传统协议解析： 深入探讨Modbus RTU/TCP、Profibus/Profinet的帧结构、数据映射机制和时间性能。 现代化与开放协议： 详尽讲解 OPC 经典（DA/UA）在数据交换中的作用，特别是 OPC UA 作为未来互操作性标准的技术优势、安全模型及在云端集成中的潜力。 时间敏感网络（TSN）： 初步探讨 TSN 技术如何应对高精度控制对确定性通信的需求，以及它对未来SCADA网络拓扑的影响。 第三章：人机界面（HMI）的设计原则与认知工程学 HMI是操作员与物理过程交互的窗口。本章强调“以人为中心”的设计理念，超越单纯的图形绘制，关注操作效率和错误预防。 图形化设计准则： 依据 ISA-101（高表现力HMI）标准，讲解颜色使用、动画效果、信息密度和布局的科学方法。探讨如何通过静态与动态信息的分离，减少操作员的认知负荷。 报警管理系统（AMS）： 深度剖析报警的生命周期管理，从合理设定报警优先级、避免“报警泛滥”到有效的报警确认与抑制策略。通过案例分析，展示如何根据 EEMUA 191 标准优化报警系统。 三维可视化与增强现实（AR）： 简要介绍新兴的可视化技术如何辅助现场维护和远程专家指导，提升故障诊断的速度。 --- 第二部分：数据管理、存储与高级分析 SCADA系统产生的数据是宝贵的资产。本部分侧重于如何高效地采集、存储和利用这些海量时间序列数据。 第四章：历史数据库（Historian）的选型与优化 时间序列数据库是SCADA系统的核心数据存储层。本章详细比较关系型数据库（RDBMS）与专业时间序列数据库（TSDB）在工业数据存储上的性能差异。 数据压缩与索引技术： 探讨游程编码（RLE）、差值编码等针对工业数据特点的压缩算法，以及如何优化时间戳索引以支持高并发查询。 数据有效性与上下文管理： 讲解如何将原始点值与工艺上下文信息（如批次ID、设备状态）关联起来，实现真正有意义的数据追溯。 边缘计算中的数据预处理： 讨论在现场层级（控制柜或网关）进行数据清洗、聚合和过滤的必要性，以减少传输带宽和后端存储压力。 第五章：数据分析与过程优化 从单纯的“监视”迈向“智能决策”，数据分析是关键驱动力。 关键性能指标（KPI）的提取： 介绍如何从原始数据中计算 OEE（设备综合效率）、能耗率、生产合格率等核心运营指标。 趋势分析与异常检测： 讲解如何利用统计过程控制（SPC）工具和基础机器学习算法（如隔离森林、基于模型的残差分析）对工艺流程的稳定性和异常事件进行实时监测。 批量过程的数据关联分析： 针对制药、食品等行业，阐述如何通过批次记录数据，识别影响最终产品质量的关键工艺参数（CPPs）。 --- 第三部分：系统集成、安全与可靠性工程 现代SCADA系统不再是孤立的岛屿，它必须安全、可靠地融入企业 IT/OT 生态系统。 第六章：SCADA系统与企业信息系统的集成 探讨 OT（操作技术）与 IT（信息技术）之间的桥梁——信息流的构建。 MOM/MES 集成： 详细说明 SCADA 如何向上层制造运营管理（MOM）或制造执行系统（MES）提供实时数据和控制指令，实现订单到生产的闭环。重点分析 ISA-95 模型在数据交互层面的应用。 云连接与数据湖： 介绍如何安全地将聚合后的SCADA数据推送到企业数据湖或云平台（如 Azure IoT Hub, AWS IoT SiteWise）进行宏观分析和长期归档。 第七章：工业控制系统的网络安全纵深防御 针对日益增长的网络威胁，本章提供了一套系统的安全框架。 风险评估与等级划分： 根据 IEC 62443 标准，分析不同自动化层级（L0-L4）的安全等级要求和潜在漏洞。 网络分段与访问控制： 详细讲解“帕杜克金字塔”模型下的网络隔离策略，强调使用防火墙、DMZ（去军事区）隔离 OT 网络与企业网络。 端点安全与身份验证： 讨论在老旧设备（Legacy Systems）环境中实施虚拟补丁、强化操作系统配置以及部署基于角色的访问控制（RBAC）的实践方法。 第八章：高可用性与灾难恢复策略 确保控制系统 7x24 小时不间断运行是 SCADA 的生命线。 冗余设计模式： 全面对比热备用（Hot Standby）、冷备用（Cold Standby）及主动/主动（Active/Active）冗余方案的切换时间、成本和适用场景。 数据备份与恢复流程： 制定标准化的系统备份策略，包括控制程序（Logic）、HMI 画面、历史数据和系统配置的备份周期和异地存储要求。 虚拟化在 SCADA 中的应用： 探讨将 SCADA 服务器迁移至虚拟化环境（如 VMware, Hyper-V）所带来的优势（快速恢复、资源优化）以及在实现冗余时的注意事项。 --- 本书的特色在于其对概念的深入挖掘与对工程实践的紧密结合。它不仅解释了“是什么”，更着重于阐述“如何做”，为构建下一代高性能、高安全、可扩展的工业监控与控制平台提供了详尽的蓝图和工具集。

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这本书的价值，我个人认为更多地体现在其对“标准化”流程的推崇上。作者在多个章节中反复强调，Web 导航器的优势在于其继承了传统 WinCC 的所有工程逻辑，避免了重复开发，这是一种对工程效率的尊重。书中对如何确保 Web 客户端的画面比例和显示逻辑与本地 HMI 设备的一致性进行了详尽的论述，特别是关于分辨率自适应部分的论述，逻辑严密，无可指摘。然而，这种对标准化的过度强调，反而限制了灵活性。在实际项目中，我们经常需要为特定用户（例如高层管理人员）定制一个高度简化的、只显示关键 KPI 的移动看板。书中的内容似乎更倾向于将完整的控制界面搬到 Web 上，对于创建这种“瘦客户”或“信息聚合”视图的定制化路径，探讨得比较模糊。这让我不得不去查阅更偏向于 WinCC/Web API 编程的资料，才能实现那种干净利落的管理驾驶舱效果。这本书更像是保证了“基础功能都能跑”，但“卓越的用户体验”需要读者自己去挖掘。

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阅读这本《WinCC und Web-Navigator Option》的过程，更像是一次对西门子工程哲学的一次深入体验，而非一份纯粹的技术操作指南。作者的笔触细腻而严谨，尤其在基础的 Web 服务器配置和客户端浏览器兼容性测试的章节中，展现了对细节的执着。我特别欣赏其中对于网络延迟对操作员反馈影响的量化分析，这在很多同类书籍中是罕见地从用户体验的角度切入的。书中详细绘制了数据流从 PLC 到 Web 服务器再到最终客户端屏幕的完整路径，这种全景式的视图对于新手建立系统认知结构极其有帮助。但有趣的是，书中对如何处理高并发连接下的数据库事务一致性问题探讨不足。在笔者参与的那个大型制药项目中，我们曾面临上百个移动终端同时请求实时数据的压力，当时我们采取了特定的缓存策略和数据库连接池优化，这些实践性的“野路子”在本书中并未得到体现。它更像是在一个配置良好的、中小型应用场景下进行讲解，对于超大规模、高负载的工业互联网应用，其提供的解决方案显得略微单薄，更侧重于“如何让它跑起来”，而非“如何让它在极限下依然健壮地跑起来”。

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不得不说，这本书在软件版本更迭速度极快的自动化领域，仍能保持一定的时效性，这本身就是一种挑战，而作者似乎在这方面投入了大量的精力。针对特定 WinCC 版本下的 Web 导航器功能边界和已知 Bug 的讨论，非常精准，这对于正在进行老旧系统升级换代的团队来说，简直是宝典级别的参考。我对其中关于 HTTPS 强制重定向和 TLS 协议版本的兼容性处理的章节印象深刻，它详细列出了在不同操作系统和 Web 服务器组合下可能遇到的陷阱。但从结构上看，这本书的叙事线索略显跳跃，仿佛是将不同技术研讨会的讲义拼凑起来。前一章还在讨论服务器端的性能调优，下一章却突然深入到客户端浏览器缓存的清除策略。这种结构使得系统性的知识吸收需要读者具备较强的自我组织能力，需要反复翻阅索引和目录来建立知识的内在联系。如果能以一个完整的项目生命周期为主线来组织内容，将是更理想的编排方式。

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这本关于西门子 WinCC 和 Web 导航器选项的著作，从我这个资深自动化工程师的角度来看，无疑在某些方面成功地勾勒出了现代 HMI/SCADA 系统集成的宏伟蓝图，但它在实际操作细节上的着墨略显保守。书中对于如何构建一个高可用、可扩展的 Web 访问架构，给予了相当高的理论高度，详细阐述了 Web 导航器在跨地域监控和移动化操作方面的潜力，特别是关于安全证书配置和网络拓扑设计的章节，颇有大家风范，让人对未来的“万物互联工厂”充满遐想。然而，当真正需要面对复杂的权限管理矩阵时，我发现书中的示例代码和步骤指导显得有些过于理想化。例如，在处理不同安全组用户对特定画面元素进行动态隐藏或显示的场景时，它更多地依赖于标准的 WinCC 权限体系，而对于那些需要精细到单个按钮、输入字段的定制化安全脚本的集成，阐述得不够深入和透彻，留下了许多需要读者自行摸索的灰色地带。我期待能看到更多关于如何利用现代 Web 技术（如更深层次的 JavaScript 注入或API调用）来绕过传统 WinCC 导航器接口的限制，实现更灵活的移动端适配。总的来说，它像一本优秀的战略规划手册，但在战术执行层面上，仍需读者凭借多年经验去填补空白。

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对于像我这样，主要工作在传统 SIMATIC Manager 环境下，对 TIA Portal 及其集成 Web 解决方案还处于学习阶段的工程师来说，这本书的难度曲线相当陡峭。它假设读者已经对 WinCC 的内部结构，特别是报警管理和归档机制了如指掌，然后才开始介绍如何通过 Web 导航器将这些功能“投射”到浏览器端。书中对 Web 导航器配置工具的使用演示非常直观，截图清晰，每一步操作都标注明确，这无疑是本书最大的亮点，极大地降低了初始部署的门槛。然而，当章节进入到 Web 访问的安全审计和日志记录时，语言突然变得晦涩起来，充斥着大量的德语技术术语的直译，使得理解其深层含义需要花费额外的精力去对照官方文档。我感觉这本书更像是一本“高级用户手册的理论升级版”，而不是一本面向“跨界学习者”的友好入门教材。如果能增加一些通过脚本自动生成和部署 Web 客户端配置的例子，将会大大提升其实用价值。

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