工业以太网的原理与应用

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页数:229
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出版时间:2011-1
价格:40.00元
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isbn号码:9787118071320
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  • 工业以太网
  • 控制科学与技术
  • Expertise
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  • 以太网
  • 工业通信
  • 网络协议
  • 自动化
  • 控制系统
  • Profinet
  • EtherCAT
  • Modbus TCP
  • 实时网络
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具体描述

《工业以太网的原理与应用》旨在说明如何在实践中实施工业网络技术和具有实时能力的系统,并且提供一个从工业环境到办公室环境的无缝解决方案。目的不是为了提供关于各种协议的科学研究,而是从用户的角度来考虑基于以太网的实时系统。

《工业以太网的原理与应用》首先概述了以太网及其在自动化技术方面的需求,然后给出了以下内容的详细信息:安装(传输介质,CAT5/6/7布线,电源供给,EMC);交换(IPv4/IPv6,命令,冗余,工程规划,组态);协议和服务(实时,控制,诊断,安全和通信协议,如PROFINET,Ethernet/IP,Modbus/TCP);诸如http,SNMP,DHCP的一些服务。

《工业以太网的原理与应用》的重点在于实际应用和网络的日常使用。书中所用到的例子清晰地解释了典型的用户疑问和系统决策的根据。因此,这本书涵盖了工业以太网的规划、安装、操作和维护所需的所有知识和技术。

这本书的目标读者是用户、系统规划者和规划工程师、调试工程师、决策人员、采购人员和开发人员,以及自动化技术专业的学生。《工业以太网的原理与应用》是该技术入门之书,同时也是一本有价值的参考书和教学用书。

精密控制与智能制造:现代工厂的脉络与未来 图书简介: 本书深入剖析了现代工业系统对高速、可靠、实时通信网络的迫切需求,聚焦于支撑新一代智能制造与工业4.0转型的核心技术——现场总线、工业以太网及其衍生协议族。我们不谈及《工业以太网的原理与应用》中具体的以太网技术细节,而是从一个更宏观、更侧重于系统集成和应用场景的角度,构建起一个关于“如何实现全厂范围内的信息物理系统(CPS)互联互通”的知识框架。 第一部分:工业通信的演进与挑战 工业控制系统的发展历程,是从早期的点对点硬连线,到串行通信(如RS-232/485),再到分布式控制系统(DCS)和可编程逻辑控制器(PLC)的普及,每一步都伴随着对数据传输速率、可靠性和网络化程度的提升需求。 本部分首先梳理了传统工业现场总线的技术特点、优势及其在特定应用(如离散制造、过程控制)中的局限性。重点分析了当前工业环境下面临的几大核心挑战: 1. 时间同步与确定性问题: 在高精度运动控制和安全关键应用中,数据传输的抖动(Jitter)和延迟(Latency)必须被严格控制在微秒乃至纳秒级别。如何确保跨设备、跨网络边界的确定性通信,是实现柔性制造的前提。 2. 海量数据处理与边缘计算的需求: 随着传感器密度的增加和过程参数的精细化采集,工厂正在产生PB级的操作数据。传统的控制网络在承载高带宽数据流(如机器视觉、振动分析)的同时,如何保证控制命令的实时性,成为一个结构性难题。 3. 异构系统集成与数据孤岛: 现代工厂往往运行着来自不同供应商、采用不同通信标准的设备和软件平台(如SCADA、MES、ERP)。如何构建一个统一的、可语义解析的通信基础设施,实现设备层、控制层和管理层之间的数据无缝流转,是提升运营效率的关键。 4. 网络安全与弹性: 工业控制系统(ICS)的互联化,使得传统上相对封闭的OT(操作技术)环境暴露于更广泛的网络威胁之下。如何实施纵深防御策略,确保生产连续性和数据完整性,是保障国家关键基础设施安全的重要一环。 第二部分:构建全厂信息物理系统(CPS)的架构蓝图 本书将重点放在系统架构和设计方法论上,探讨如何利用先进的通信理念,搭建满足未来工厂需求的CPS蓝图。 1. 多层网络架构的解耦与协同: 详细阐述了从感知层(传感器/执行器)、控制层(PLC/IPC)、监视与决策层(HMI/SCADA)到企业资源规划层(MES/ERP)的网络划分逻辑。强调“垂直集成”的必要性,即如何设计跨越这些层级的通信机制,确保数据流动的效率和安全性,同时避免网络资源的过度拥堵。 2. 信息模型与语义互操作性: 强调数据本身的“意义”比“传输速度”更重要。探讨了面向对象的数据描述方法(如信息模型、描述符),以及如何利用这些模型来标准化不同设备、不同厂商的数据接口,实现真正的“即插即用”式集成。这超越了单纯的物理层连接,进入了信息层面的互操作性。 3. 云边端协同的分布式控制范式: 随着计算能力的下放,控制逻辑正从集中式PLC向分布式、去中心化的边缘控制器迁移。本部分分析了边缘计算节点(Edge Nodes)在本地数据预处理、实时决策执行中的作用,以及它们如何与云端进行高效、低延迟的数据同步和模型更新。探讨了状态监测、预测性维护等高级应用如何依赖这种协同架构。 第三部分:工业现场的安全与可靠性保障 系统的稳定运行是工业生产的生命线。本部分关注通信基础设施的健壮性与安全性设计。 1. 冗余与故障切换机制: 深入分析了工业网络中实现高可用性的关键技术,包括环形冗余协议(如媒体冗余协议MRP、快速环路保护协议RPR)的设计原理和在实际部署中的优化策略。讨论了如何设计故障检测与自动切换机制,以最小化停机时间。 2. 网络微分服务与流量工程: 面对混合流量(控制数据、安全数据、视频流、维护数据),如何进行带宽管理和QoS(服务质量)保障至关重要。阐述了区分不同数据优先级、动态调度网络资源的方法,确保关键控制流量不受非实时数据包的干扰。 3. OT环境下的网络安全边界与策略: 探讨了基于“零信任”原则的工业网络安全部署。重点分析了如何通过网络分段(Segmentation)、访问控制列表(ACLs)、入侵检测系统(IDS)在OT网络内建立纵深防御体系,隔离关键控制区域,并安全地连接至企业IT网络。 结语:面向未来的自主化工厂 本书旨在为系统集成工程师、工厂自动化架构师以及工业互联网解决方案提供商,提供一个清晰的、面向未来的通信基础设施建设蓝图。它强调从顶层设计出发,理解工业需求的复杂性,从而能够选择和部署最适合支撑高度自动化、柔性化和智能化生产的通信策略,为迈向“黑灯工厂”和全要素互联的工业4.0时代奠定坚实的基础。本书关注的是“系统如何协同工作”而非“单个技术参数如何实现”,是构建现代工业大脑的关键指南。

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读后感

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用户评价

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我是在一次行业交流会上听到“工业以太网”这个词的,当时就觉得这个概念对我来说既陌生又重要。作为一名对工业自动化和智能化发展趋势充满热情的人,我深知网络通信在其中起到的关键作用。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇通往工业网络世界的大门。我希望它能够从最基础的概念入手,为我系统地讲解工业以太网的构建原理和技术细节,让我能够理解它之所以能够在严苛的工业环境中稳定运行的奥秘。我尤其希望它能详细阐述工业以太网在实时性、可靠性、安全性以及抗干扰性方面的优势,并对比它与传统以太网的区别。此外,我也非常期待书中能够包含一些实际的应用案例,让我看到这些技术是如何在真实的工业生产场景中发挥作用的,例如在智能工厂、过程控制、运动控制等领域的具体应用。了解这些案例,将有助于我更直观地理解理论知识,并为我未来的工作提供宝贵的参考。我希望这本书能让我不仅知其然,更知其所以然,成为我深入理解工业通信技术的坚实基础。

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一直以来,我都对工业自动化领域的核心技术充满兴趣,而通信网络无疑是其中至关重要的一环。“工业以太网”这个词,在我的认知里,代表着一种专业、可靠的通信解决方案,适用于严苛的工业环境。我购买这本书,就是希望能够系统地学习和理解工业以太网的方方面面。我期待书中能够详细阐述工业以太网的基本原理,包括它与通用以太网在技术实现上的差异,以及它为满足工业应用需求而特别设计的功能。我尤其想知道,在工业场景中,数据传输的实时性、可靠性和同步性是如何得到保障的,以及有哪些具体的通信协议和技术在这方面发挥作用。此外,我也希望书中能够提供一些关于工业以太网在实际部署中的考虑,例如在不同类型的工厂环境中,网络架构的设计和选择,以及在面对网络故障时,有哪些有效的诊断和排除方法。我希望能通过这本书,构建起一套完整的工业通信知识体系,从而更好地理解和参与到工业自动化的进程中。

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收到!以下是10段以读者口吻撰写的、不包含《工业以太网的原理与应用》具体内容的图书评价,每段不少于300字,风格和内容各异,力求自然且富有深度。 这本书的封面设计就给人一种踏实可靠的感觉,装帧也很精美,拿在手里沉甸甸的,让我对即将翻开的内容充满了期待。我一直对工业自动化领域特别感兴趣,尤其是在信息技术飞速发展的当下,传统工业的转型升级更是备受关注。我在工作中有接触到一些与自动化设备连接相关的项目,虽然接触的不是最前沿的技术,但隐约能感受到数据传输和通信协议的重要性。这本书似乎就是我一直想找的那种,能够系统性地讲解那些支撑起现代化工厂高效运转的“看不见”的网络基础。我希望它能从最基础的概念讲起,比如数据是如何在设备之间传递的,为什么选择某种特定的网络技术而不是其他,以及这些技术在实际工业场景中是如何被部署和维护的。我尤其关心的是,它会不会涉及一些实际案例的分析,比如某个具体的生产线是如何通过优化网络连接来提高生产效率的,或者是在应对复杂工业环境下的干扰时,有哪些有效的解决方案。毕竟,理论知识固然重要,但如何将其转化为生产力,才是关键所在。我对书中的理论深度和实践指导性都有很高的期望,希望能从中学习到一套完整的知识体系,能够帮助我在未来的工作中更加得心应手,甚至能够为项目提出更具创新性的建议。这本书的厚度也恰到好处,既不会让人觉得过于浅显,也不会因为太厚而望而却步,感觉是一个循序渐进的学习过程。

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我对工业生产过程中信息传递的效率和可靠性一直很关注,毕竟在高度自动化的今天,任何一个环节的延误都可能带来连锁反应。“工业以太网”这个概念,听起来就充满了解决工业通信难题的意味。我希望这本书能够让我真正理解,为什么工业领域需要一个与我们日常使用的普通以太网有所不同的网络技术,以及它到底有哪些与众不同的地方。我期待书中能够深入浅出地讲解工业以太网的构成要素,包括它的硬件、软件以及协议。我特别想了解,它在实现高可靠性、低延迟和强实时性方面是如何做到的,以及在面对复杂的工业现场环境,比如电磁干扰、粉尘、温度变化等,它又是如何保证稳定的运行的。更重要的是,我希望能从书中看到一些实际的应用案例,了解它在不同工业场景下的具体部署和带来的效益,这样我的学习才能更具指导意义。我想通过这本书,能够对工业网络的“心脏”有一个清晰的认识。

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说实话,我选择这本书,更多的是因为身边的一些同事在讨论相关话题时,我总感觉自己听得云里雾里,想要彻底弄明白背后的原理。工业生产的环境非常特殊,它不像办公室那样,网络的问题可能只是影响上网速度,在工厂里,网络的任何一点故障都可能导致生产停滞,造成巨大的经济损失。因此,我坚信,要做好工业领域的工作,就必须深入理解工业网络的方方面面。这本书的出现,正好满足了我这方面的需求。我希望它不仅仅是罗列一些技术名词,而是能够从“为什么”这个角度去解释,为什么工业环境需要如此特殊和可靠的网络,为什么现有的通用网络技术无法完全满足需求,以及为了满足这些需求,工业网络是如何演进和发展的。我期待它能够详细介绍一些在工业场景中广泛使用的网络技术,并分析它们在性能、可靠性、安全性等方面的特性。同时,我也希望书中能够包含一些实际部署的考量,比如在不同类型的工厂(如汽车制造、电力、食品加工等)中,网络架构会有哪些不同,以及在进行网络规划和实施时,需要注意哪些关键细节。

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这本书的封面设计简洁而富有科技感,给我一种专业、严谨的印象,让我对接下来的阅读内容充满了期待。我在制造业领域工作多年,深知信息技术在现代工业转型中的核心作用,而工业网络无疑是这一切的基石。我一直想深入了解“工业以太网”这个概念,因为它听起来就是工业自动化领域不可或缺的一部分。我希望这本书能够为我揭示工业以太网的运作原理,详细介绍它在数据传输的实时性、可靠性和安全性方面是如何超越传统网络的。我特别想知道,在各种恶劣的工业环境下,比如高温、潮湿、电磁干扰强烈的场所,工业以太网是如何保持稳定运行的。此外,我也期望书中能提供一些关于工业以太网在实际工程项目中的部署案例和技术选型指导,例如不同行业的典型应用场景,以及在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案。我相信,通过学习这本书,我能够建立起对工业网络通信一个扎实且全面的认识,为我未来的工作提供有力的支持。

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我在工作中经常需要与各种自动化设备打交道,而这些设备之间的通信,对我来说一直是一个相对模糊的领域。最近,我开始意识到,掌握工业通信的原理,特别是像“工业以太网”这样的关键技术,对我提升工作效率和解决实际问题有着至关重要的意义。这本书的标题非常吸引我,因为它直接点出了我对知识的渴求。我希望它能够从根本上解释,为什么在工业环境中需要使用专门的以太网技术,而不是直接套用我们日常生活中使用的普通以太网。我期待书中能够详细介绍工业以太网的核心概念,比如它在数据传输的实时性、可靠性、同步性等方面的独特设计,以及它为了适应工业环境的特殊要求而引入的各种技术和协议。我更希望它能提供一些关于工业以太网在实际项目中如何规划、部署和维护的指导,甚至包括一些常见的故障排除和性能优化的方法。我想通过这本书,能够真正理解工业通信的“脉络”,从而在工作中能够更自信、更专业地应对各种挑战。

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在我看来,现代工业的生产效率和智能化水平,很大程度上取决于其“神经系统”的效率,也就是通信网络的性能。而“工业以太网”这个概念,就如同是这个“神经系统”的核心技术之一。我一直对工业领域的通信技术充满好奇,特别是关于它如何能够在复杂多变的工业环境中实现高效、可靠的数据传输。这本书的出现,恰好填补了我在这方面的知识空白。我希望它能从最基础的概念讲起,深入剖析工业以太网的原理,包括它在实时性、确定性、冗余备份等方面的独特设计。我尤其关注它在应对工业环境特有的挑战,如电磁干扰、粉尘、高温等方面的解决方案。我也非常期待书中能够包含一些在实际生产场景中的应用案例,例如在自动化生产线、过程控制系统、机器人协作等方面的具体实现,让我能够更直观地理解理论知识的实践价值。我相信,通过学习这本书,我能够更深入地理解工业通信网络的构建和优化,为我在工业自动化领域的发展打下坚实的基础。

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我一直觉得,在现代工业体系中,通信网络扮演着“神经系统”的角色,它将生产过程中的各个环节紧密连接起来,使得整个系统能够高效、有序地运转。而“工业以太网”这个概念,听起来就充满了专业性和应用性。我购买这本书,是希望它能成为我理解这个“神经系统”运作机制的一本权威指南。我希望这本书能够深入浅出地讲解工业以太网的基本原理,包括它与传统以太网在结构、协议、性能上的区别和联系。我尤其关心的是,在工业生产这种对实时性、稳定性和可靠性有着极致要求的环境下,工业以太网是如何做到这些的?它会涉及到哪些特殊的通信机制或者技术?另外,我也想了解,在实际应用中,工业以太网有哪些典型的应用场景,以及在不同的应用场景下,会面临哪些挑战,又有哪些成熟的解决方案。我希望通过这本书的学习,能够对工业网络的安全防护、故障诊断和性能优化等方面有更深刻的理解,从而能够更好地为工业自动化和智能化项目贡献自己的力量。

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我购买这本书的初衷,完全是出于我对“工业数据”这个概念的好奇。在我看来,现代工业生产就像一个精密运转的生物体,而数据就像流淌在其中的血液,支撑着各个器官的正常运作。而连接这些器官,让信息得以快速、准确地流动,就需要一套高效的网络系统。这本书的标题直接点明了其核心内容,让我觉得它有潜力能够揭开工业网络世界的神秘面纱。我希望它能深入浅出地解释,在工业这个对稳定性、实时性有着极高要求的环境下,选择和设计网络方案时,会遇到哪些独特的挑战,以及有哪些成熟的解决方案。我特别想了解,与我们日常生活中接触到的普通网络有什么本质的区别?比如,对延迟的要求,对安全性的考量,对恶劣环境的适应性等等。这本书是否会介绍一些工业环境下常用的通信协议,并分析它们的优缺点?我更期待的是,它能提供一些关于网络故障排除和性能优化的实用技巧,这样我的学习就不只是停留在理论层面,而是能够真正应用于实际工作。我希望通过阅读这本书,能够构建起对工业通信网络一个全面、系统的认知,不再仅仅是“听过”这个概念,而是能够“理解”其背后的逻辑和价值,从而更好地理解工业自动化和智能制造的发展趋势。

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