现代工业控制网络与系统应用案例 / 工业控制与智能制造产教融合丛书
定价：￥69.00
作者： 王华忠，姜庆超
出版时间：2025-09-12
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111790754
- 1-1
- 2025-09-12
- 451
内容简介
现代工业控制网络是工业控制系统和工业互联网的中枢神经。现代工业控制网络与系统内容繁多且不断发展，其应用领域很广泛。本书依据HMS公司对现场总线的调研结果，紧密结合实际应用案例，以市场占有率较高的几类现场总线和工业以太网作为本书的重点进行介绍，包括FF和Profibus总线（PA和DP），Modbus（RTU和TCP）以及EtherNet/IP、ProfiNet和EtherCAT。本书对工业控制协议相关的网络模型、报文结构、通信机制、网络组态等均进行了深入讨论和分析，并对最新的EtherNetAPL和TSN通信技术进行了介绍。本书深入阐述了三个面向不同行业的工业控制网络与系统应用案例，对相关的控制网络与系统内容进行了深入剖析，从而帮助读者更好地学习工业控制网络与系统知识。
本书注重内容的系统性、准确性、新颖性与实用性，书中的程序都通过仿真或实物调试，可以指导读者进行类似的工程开发。
本书可作为自动化、电气工程及其自动化、机器人工程、智能制造等相关专业大学高年级本科生、研究生的参考教材，也可作为工业控制企业、自动化工程公司相关工程技术人员的参考书。
本书注重内容的系统性、准确性、新颖性与实用性，书中的程序都通过仿真或实物调试，可以指导读者进行类似的工程开发。
本书可作为自动化、电气工程及其自动化、机器人工程、智能制造等相关专业大学高年级本科生、研究生的参考教材，也可作为工业控制企业、自动化工程公司相关工程技术人员的参考书。
目录
第1章现代工业控制网络与系统
基础111工业控制网络概述1
111从模拟信号到现场总线1
112从现场总线到工业以太网3
113现代工业控制网络的发展4
114工业控制网络信息传输及其性能
表征6
115工业控制网络的关键技术9
116工业无线通信12
12工业控制网络技术基础14
121串行通信及其应用案例14
122工业控制网络的拓扑结构及其与
计算机网络的比较20
123网络体系结构与参考模型22
124网络传输介质与介质访问控制24
125现代工业控制网络对工业控制
系统的支撑27
13物联网及云计算30
131物联网及其典型通信协议30
132云计算概述30
133云计算的特征、技术与挑战33
134边缘计算36
14工业互联网及智能传感器37
141工业互联网37
142工业互联网中的智能传感器39
143离散制造业典型传感器及其在
工业互联网中的应用40
15工业控制网络协议分析——以Modbus
为例45
151Modbus协议概述45
152Modbus协议及报文解析47
153Modbus通信协议安全漏洞分析
案例51
154工业控制网络协议分析器53
16现代工业控制系统及其应用54
161集散控制系统及其应用54
162监控与数据采集系统及其应用58
17工业控制系统下位机编程与人机界面
组态案例61
171下位机控制程序编程61
172人机界面组态67
思考题71
第2章现场总线技术及其应用案例72
21现场总线的发展与种类72
211现场总线的发展与应用72
212主要的现场总线73
22HART协议及其应用74
221HART协议概述74
222HART协议模型75
223HART命令分析示例77
23Profibus现场总线及其应用77
231Profibus现场总线技术77
232ProfibusDP总线及其应用79
233ProfibusPA现场总线91
234基于Profibus现场总线的过程控制
实验系统93
24FF及其应用案例103
241FF概述103
242FF结构模型与协议104
243FF在流程工业的应用案例109
25单绞线以太网与高级物理层及其应用
案例112
251单绞线以太网112
252高级物理层及其应用112
思考题115
第3章工业以太网及其应用案例116
31工业以太网基础知识116
311以太网及其结构模型116
312TCP119
313UDP123
314IP124
315主要的工业以太网128
316基于时间敏感网络的新型工业
以太网129
32Modbus TCP及其应用案例132
321基于Modbus TCP通信的协同式
数据采集132
322S71200控制器与研华ADAM
以太网模块协同数据采集案例133
323基于PC的Modbus TCP分布式
数据采集案例137
33ProfiNet工业以太网及其应用案例139
331ProfiNet工业以太网概述139
332ProfiNet协议的实时通信139
333ProfiNet IO141
334ProfiNet工业以太网应用案例143
34EtherNet/IP工业以太网146
341EtherNet/IP应用层协议CIP146
342EtherNet/IP通信协议模型与
数据封装152
343抓包分析EtherNet/IP工业
以太网报文154
35EtherCAT工业以太网158
351EtherCAT工业以太网概述158
352EtherCAT通信协议模型159
353EtherCAT的主站与从站及其
分布时钟162
36EtherNet/IP工业以太网在运动
控制中的应用案例163
361运动控制实验环境与设备163
362实验系统网络通信与运动控制
编程164
363运动控制系统上位机人机界面
设计170
37基于EtherCAT的运动控制与数据
采集系统案例176
371系统实验环境176
372建立工程并搜索设备177
373伺服驱动PDO配置178
374控制伺服运行180
375EtherCAT数据采集185
思考题187
第4章城市污水处理厂工业控制
网络与系统应用案例18841案例背景与概述188
42某城市污水处理厂工艺及其控制系统
功能要求189
421污水处理厂工艺流程189
422污水处理厂控制系统功能要求191
43污水处理厂SCADA系统设计192
44污水处理厂控制设备选型与配置198
441远程泵站PLC选型及VPN
通信198
4421#氧化沟PLC站设备配置与
ControlNet网络组态200
4433#氧化沟PLC站设备配置203
444电源配置204
45污水处理厂氧化沟PLC站控制程序
开发205
451氧化沟污水工艺控制要求与
程序总体设计205
4521#氧化沟PLC站硬件组态与软件
开发206
4533#氧化沟PLC站控制软件
开发209
46远程泵站与进水泵房典型设备PLC
程序开发212
47污水处理厂SCADA系统上位机软件
开发216
471上位机监控软件功能216
472监控软件开发217
473监控界面及其测试218
思考题222
第5章离散制造业工业控制网络与
系统应用案例22351引言223
52汽车安全气囊引爆组件注塑工艺与
设备223
521汽车安全气囊引爆组件注塑
工艺原理及生产现状223
522汽车安全气囊引爆组件注塑
系统组成与工艺流程225
53汽车安全气囊引爆组件注塑控制系统
设计226
531控制系统功能需求分析226
532工业机器人选型227
533成品质量检测机器视觉系统
选型228
534PLC选型与控制系统网络结构
设计230
54机器视觉引导系统设计233
541机器视觉引导系统设计概述233
542机器视觉引导系统工业相机
标定235
543目标工件示教237
544机器视觉引导系统程序设计237
55PLC控制系统程序开发238
551PLC控制系统的硬件组态238
552准备工位系统PLC程序设计239
553上下料控制PLC程序设计241
554故障报警处理PLC程序设计242
56工业机器人运动控制程序开发243
57成品质量检测程序开发247
571康耐视InSight Explorer视觉
软件247
572检测要求及程序设计247
573成品质量检测程序测试249
58HMI设计与开发250
59系统现场调试252
591系统现场调试内容与步骤252
592调试结果253
思考题256
第6章化工实验装置工业控制网络与
系统应用案例25761换热实验装置工艺及其控制257
62Anybus AB7007网关配置259
63Logix PLC控制系统配置与编程264
64HMI工程中OPC服务器的配置270
65上位机HMI组态设计272
66配置FactoryTalk View SE Client278
67系统调试与运行279
思考题283
参考文献284
基础111工业控制网络概述1
111从模拟信号到现场总线1
112从现场总线到工业以太网3
113现代工业控制网络的发展4
114工业控制网络信息传输及其性能
表征6
115工业控制网络的关键技术9
116工业无线通信12
12工业控制网络技术基础14
121串行通信及其应用案例14
122工业控制网络的拓扑结构及其与
计算机网络的比较20
123网络体系结构与参考模型22
124网络传输介质与介质访问控制24
125现代工业控制网络对工业控制
系统的支撑27
13物联网及云计算30
131物联网及其典型通信协议30
132云计算概述30
133云计算的特征、技术与挑战33
134边缘计算36
14工业互联网及智能传感器37
141工业互联网37
142工业互联网中的智能传感器39
143离散制造业典型传感器及其在
工业互联网中的应用40
15工业控制网络协议分析——以Modbus
为例45
151Modbus协议概述45
152Modbus协议及报文解析47
153Modbus通信协议安全漏洞分析
案例51
154工业控制网络协议分析器53
16现代工业控制系统及其应用54
161集散控制系统及其应用54
162监控与数据采集系统及其应用58
17工业控制系统下位机编程与人机界面
组态案例61
171下位机控制程序编程61
172人机界面组态67
思考题71
第2章现场总线技术及其应用案例72
21现场总线的发展与种类72
211现场总线的发展与应用72
212主要的现场总线73
22HART协议及其应用74
221HART协议概述74
222HART协议模型75
223HART命令分析示例77
23Profibus现场总线及其应用77
231Profibus现场总线技术77
232ProfibusDP总线及其应用79
233ProfibusPA现场总线91
234基于Profibus现场总线的过程控制
实验系统93
24FF及其应用案例103
241FF概述103
242FF结构模型与协议104
243FF在流程工业的应用案例109
25单绞线以太网与高级物理层及其应用
案例112
251单绞线以太网112
252高级物理层及其应用112
思考题115
第3章工业以太网及其应用案例116
31工业以太网基础知识116
311以太网及其结构模型116
312TCP119
313UDP123
314IP124
315主要的工业以太网128
316基于时间敏感网络的新型工业
以太网129
32Modbus TCP及其应用案例132
321基于Modbus TCP通信的协同式
数据采集132
322S71200控制器与研华ADAM
以太网模块协同数据采集案例133
323基于PC的Modbus TCP分布式
数据采集案例137
33ProfiNet工业以太网及其应用案例139
331ProfiNet工业以太网概述139
332ProfiNet协议的实时通信139
333ProfiNet IO141
334ProfiNet工业以太网应用案例143
34EtherNet/IP工业以太网146
341EtherNet/IP应用层协议CIP146
342EtherNet/IP通信协议模型与
数据封装152
343抓包分析EtherNet/IP工业
以太网报文154
35EtherCAT工业以太网158
351EtherCAT工业以太网概述158
352EtherCAT通信协议模型159
353EtherCAT的主站与从站及其
分布时钟162
36EtherNet/IP工业以太网在运动
控制中的应用案例163
361运动控制实验环境与设备163
362实验系统网络通信与运动控制
编程164
363运动控制系统上位机人机界面
设计170
37基于EtherCAT的运动控制与数据
采集系统案例176
371系统实验环境176
372建立工程并搜索设备177
373伺服驱动PDO配置178
374控制伺服运行180
375EtherCAT数据采集185
思考题187
第4章城市污水处理厂工业控制
网络与系统应用案例18841案例背景与概述188
42某城市污水处理厂工艺及其控制系统
功能要求189
421污水处理厂工艺流程189
422污水处理厂控制系统功能要求191
43污水处理厂SCADA系统设计192
44污水处理厂控制设备选型与配置198
441远程泵站PLC选型及VPN
通信198
4421#氧化沟PLC站设备配置与
ControlNet网络组态200
4433#氧化沟PLC站设备配置203
444电源配置204
45污水处理厂氧化沟PLC站控制程序
开发205
451氧化沟污水工艺控制要求与
程序总体设计205
4521#氧化沟PLC站硬件组态与软件
开发206
4533#氧化沟PLC站控制软件
开发209
46远程泵站与进水泵房典型设备PLC
程序开发212
47污水处理厂SCADA系统上位机软件
开发216
471上位机监控软件功能216
472监控软件开发217
473监控界面及其测试218
思考题222
第5章离散制造业工业控制网络与
系统应用案例22351引言223
52汽车安全气囊引爆组件注塑工艺与
设备223
521汽车安全气囊引爆组件注塑
工艺原理及生产现状223
522汽车安全气囊引爆组件注塑
系统组成与工艺流程225
53汽车安全气囊引爆组件注塑控制系统
设计226
531控制系统功能需求分析226
532工业机器人选型227
533成品质量检测机器视觉系统
选型228
534PLC选型与控制系统网络结构
设计230
54机器视觉引导系统设计233
541机器视觉引导系统设计概述233
542机器视觉引导系统工业相机
标定235
543目标工件示教237
544机器视觉引导系统程序设计237
55PLC控制系统程序开发238
551PLC控制系统的硬件组态238
552准备工位系统PLC程序设计239
553上下料控制PLC程序设计241
554故障报警处理PLC程序设计242
56工业机器人运动控制程序开发243
57成品质量检测程序开发247
571康耐视InSight Explorer视觉
软件247
572检测要求及程序设计247
573成品质量检测程序测试249
58HMI设计与开发250
59系统现场调试252
591系统现场调试内容与步骤252
592调试结果253
思考题256
第6章化工实验装置工业控制网络与
系统应用案例25761换热实验装置工艺及其控制257
62Anybus AB7007网关配置259
63Logix PLC控制系统配置与编程264
64HMI工程中OPC服务器的配置270
65上位机HMI组态设计272
66配置FactoryTalk View SE Client278
67系统调试与运行279
思考题283
参考文献284
