Profibus现场总线控制系统的设计与开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:孙鹤旭

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2007-4

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787118050592

丛书系列:

图书标签:

• 现场总线
• 工科，自动化
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Profibus现场总线控制系统：设计、实现与优化 本书全面深入地探讨了Profibus现场总线控制系统的设计、开发、实施及优化等各个环节。旨在为工业自动化领域的工程师、技术人员以及相关专业的学生提供一本集理论知识、实践经验与前沿技术于一体的参考书籍。 核心内容概览： Profibus技术基础与原理： 现场总线概念解析： 详细阐述了现场总线相对于传统分散控制系统（DCS）和集中式控制系统（PLC）的优势，包括布线简化、数据集成、灵活性提升、成本降低等方面。 Profibus协议栈深度剖析： 深入讲解Profibus通信协议的各个层次，包括物理层（RS-485、光纤）、数据链路层（DP-V0、DP-V1、DP-V2）、应用层（如报文结构、数据模型）以及安全机制。 Profibus网络拓扑与实施： 介绍Profibus支持的各种网络拓扑结构（如线型、星型、环型）及其适用场景，重点讲解线型拓扑的实施细节，包括电缆选择、连接器使用、终端电阻配置、信号衰减与干扰的应对策略。 Profibus设备类型与通信模式： 区分Profibus网络中的主站（Master）、从站（Slave）和令牌（Token）等角色，详细解释主站与从站之间的令牌轮转访问机制，以及Cyclic Data（循环数据）和Acyclic Data（非循环数据）的通信方式。 Profibus控制系统设计： 系统需求分析与规划： 指导读者如何根据具体的工业应用场景，准确分析控制需求、通信带宽需求、数据量、实时性要求以及安全性要求，为系统设计奠定坚实基础。 设备选型与集成： 提供Profibus兼容设备（如PLC、HMI、变频器、传感器、执行器等）的选型指南，重点讲解如何根据系统功能、性能指标、品牌兼容性及成本效益进行权衡。阐述设备集成过程中可能遇到的问题及解决方案，包括GSD文件（Generic Station Description）的应用与解析。 网络结构设计与性能优化： 讲解如何根据设备数量、地理分布、生产工艺流程等因素，设计合理的Profibus网络段（Segment）、网段长度、分支数量，以及如何通过合理的设备布局和参数设置，最大化网络通信效率，降低延迟，提高系统的稳定性和可靠性。 冗余机制与高可用性设计： 探讨Profibus系统中实现冗余的策略，包括设备冗余（如双PLC、双主站）、通信冗余（如双线路）以及数据冗余，旨在满足关键应用对系统不间断运行的要求。 Profibus控制系统开发与调试： PLC编程与Profibus集成： 详细介绍如何使用主流PLC厂商（如Siemens, Rockwell Automation, Schneider Electric等）的开发环境，配置Profibus通信接口，编写与Profibus相关的PLC程序（如使用FB/FC块、数据块等），实现与Profibus从站设备的数据交换和控制。 HMI/SCADA系统集成： 讲解如何将Profibus网络接入HMI（人机界面）或SCADA（监控与数据采集）系统，配置通信驱动，实现对Profibus设备的监控、参数设置、报警处理和历史数据记录。 Profibus诊断与故障排除： 提供一套系统的Profibus网络诊断方法，包括使用诊断工具（如Wireshark、Profibus诊断软件）、分析网络报文、检查物理连接、排查设备故障等，帮助读者快速定位和解决网络通信问题。 系统联调与性能测试： 阐述系统联调的流程和关键步骤，包括单点测试、集成测试、压力测试等，并通过实际案例演示如何进行性能测试，评估系统的响应速度、数据吞吐量和稳定性。 Profibus应用案例与前沿技术： 典型行业应用详解： 选取多个典型行业（如制造业、能源、水处理、楼宇自动化等）的Profibus应用案例，深入分析不同应用场景下的系统设计思路、技术难点及解决方案。 Profibus与工业物联网（IIoT）的结合： 探讨Profibus系统如何与现代工业物联网技术相结合，实现数据的云端采集、远程监控、大数据分析和智能化决策。 Profibus的未来发展趋势： 展望Profibus技术的演进方向，例如在性能提升、安全性加强、与新兴通信技术（如OPC UA）的融合等方面的发展。 本书特点： 理论与实践相结合： 理论阐述清晰易懂，并辅以大量的实际工程案例和技术细节，便于读者理解和应用。 系统性强： 从基础概念到高级应用，层层递进，全面覆盖Profibus控制系统的生命周期。 面向工程实践： 专注于解决实际工程项目中可能遇到的问题，提供实用的设计、开发和调试技巧。 前沿视角： 关注行业发展趋势，介绍Profibus与新兴技术（如IIoT）的融合应用。 通过阅读本书，读者将能够掌握Profibus现场总线控制系统的完整知识体系，独立完成Profibus系统的设计、开发、调试和优化工作，从而在工业自动化领域提升专业技能和解决实际问题的能力。

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我是一个有着十多年自动化项目经验的老兵，说实话，市面上关于总线技术的书籍汗牛充栋，大多要么过于偏重理论的空中楼阁，要么就是简单罗列几个厂家手册的拼凑品，读完之后感觉依然是云里雾里，无法快速应用于实际工程。然而，这本《Profibus现场总线控制系统的设计与开发》却展现出一种罕见的务实精神。它没有沉溺于不切实际的理想化模型，而是直面了工业现场的复杂性和多样性。我发现书中对于系统集成和不同品牌设备之间互操作性问题的讨论，是极其深入和到位的。例如，书中提到关于时间同步和数据一致性在高速运动控制中的处理方法，这在纯理论书籍中是绝对看不到的。我特别关注了关于诊断和维护章节，作者提出的基于状态机的故障预测和远程诊断策略，为我们团队优化了现有的维护流程，减少了非计划停机时间。这本书的价值不在于它有多厚的篇幅，而在于它每一页都渗透着血淋淋的实战经验，它教会的不是“做什么”，而是“如何以最稳妥的方式做成事”。对于我们这种追求稳定性和可靠性的老工程师来说，这种深度和广度是无可替代的。

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这本书的出版时机真是恰到好处，对于我这个刚接触工业自动化领域不久的工程师来说，简直像一盏明灯。我一直在寻找一本能将理论与实践完美结合的教材，而这本《Profibus现场总线控制系统的设计与开发》恰恰满足了我的需求。书中的内容结构安排得非常合理，从基础概念的引入，到复杂的网络拓扑设计，再到具体的硬件选型和软件配置，层层递进，毫不含糊。特别是书中对PROFIBUS DP和PA两种协议的深入剖析，让我彻底搞清楚了它们之间的差异和适用场景，这在很多其他资料中都是一笔带过的地方。我尤其欣赏作者在讲解复杂技术点时所采用的详实案例，那些图文并茂的步骤说明，极大地降低了我理解的门槛。比如，在调试一个多站点的DP网络时，我曾因为一个波特率设置错误而苦恼了整整一天，而书中对常见故障的排查和解决步骤的细致描述，让我茅塞顿开，后续的工作效率得到了显著提升。这本书不仅仅是工具书，更像是一位经验丰富的专家在我身边手把手地指导，它真正做到了将“设计”的宏观思路和“开发”的微观操作紧密结合起来。

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对于我们高校的教学工作来说，选择合适的教材是至关重要的。我一直希望找到一本既能满足本科高年级学生对自动化基础知识的巩固，又能为研究生深入研究现场总线技术提供坚实基础的书籍。《Profibus现场总线控制系统的设计与开发》在这方面做得非常出色。它的叙事风格严谨而不失生动，概念的引入往往伴随着贴近工业实际的场景描述，这极大地激发了学生的学习兴趣，不再觉得总线技术是枯燥的数字游戏。书中对网络规划和冗余设计的讨论，不仅仅停留在拓扑图的绘制，更深入到了成本效益分析和可靠性指标的量化评估，这对于培养学生的系统思维能力非常有帮助。此外，书中还巧妙地穿插了一些历史背景和未来趋势的展望，让学生能将所学知识放在更广阔的工业4.0背景下进行思考。我计划将其作为研究生专业选修课的主教材，因为它提供了一个极佳的框架，可以将分散的知识点（如PLC编程、分布式I/O、网络安全基础）有机地整合在一起，形成一个完整的知识体系。

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坦白地说，我购买这本书时，是抱着试试看的心态，因为市面上很多所谓的“设计与开发”类书籍，要么是设计得天花乱坠，要么是开发代码错误百出。但阅读这本书的体验完全超出了我的预期。它最令人称赞的一点是其对“系统集成”层面的深刻理解。在实际项目中，最令人头疼的往往不是单个设备的功能实现，而是如何让来自不同供应商的设备在同一个网络环境下高效、稳定地协同工作。这本书在这方面提供了详尽的“软技能”指导。它不仅教你如何配置，更教你如何预见潜在的兼容性陷阱，如何利用工具进行压力测试和性能基准测试。我特别留意了关于网络负载均衡和带宽管理的章节，这些都是我在实际项目中通过多次失败教训才摸索出来的经验，而这本书将这些经验系统化了。它强调了在设计阶段就要充分考虑后期的扩展性和可维护性，而不是等到系统上线后才手忙脚乱地打补丁。这种前瞻性的设计哲学，使得这本书的指导价值远远超越了一般的教科书范畴，更像是一份久经考验的“工程方法论”。

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从一个嵌入式系统开发者的角度来看，这本书的价值体现在其对底层通信机制和应用层接口的精妙阐述上。我主要负责为PROFIBUS网络开发定制的从站设备，过去我总是在理解数据链路层和应用层协议之间的映射关系时感到吃力。这本书没有满足于仅仅介绍标准，而是深入剖析了PROFIBUS报文的帧结构、周期性数据交换与非周期性服务（如MMC）的实现细节。尤其是关于GSD文件的生成和解析过程的讲解，简直是救星。我曾花费大量时间试图理解如何正确配置参数以满足不同主站的需求，而书中清晰的流程图和代码片段示例，让我迅速掌握了协议栈的实现要点。这种由硬件接口到软件协议栈，再到上位机交互的全景式覆盖，极大地加速了我新产品原型的开发进度。它不仅是一个参考手册，更像是一份高质量的“协议栈实现指南”，对于从事底层驱动和固件开发的同行们，无疑是一份宝贵的财富，极大地弥补了官方文档晦涩难懂的不足。

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