随着两化融合的深入发展，企业对于信息化建设的需求日益凸显，推动工业控制朝着网络化、智能化和集成化的方向发展。PLC凭借其强大的设备控制能力、高效的信息采集功能以及可靠的数据通信性能，已然成为工业控制系统不可或缺的核心组件，也成为推进企业数字化转型与智能化升级的重要支撑。 本书以PLC通信为基础，详细介绍了PROFIBUS、Modbus、PROFINET以及EtherNet/IP等协议的技术规范、特点、系统配置及其在控制系统中的应用，同时还介绍了工业网络系统集成的概念、方法和主流技术应用，并通过丰富的实践案例阐述了工业控制网络构建及应用的全过程。 本书在内容安排上强调工业控制网络技术的实际应用，紧密结合控制技术的新发展和新应用，实践教学内容丰富、结构合理，可作为高等职业院校、应用型本科院校自动化类专业的教材，也可作为从事工业控制网络系统设计与应用开发的技术人员的培训教材或参考资料。 为配合教学，本书配有电子课件、习题解答、模拟试卷及答案等，凡选用本书作为授课教材的教师，均可登录机械工业出版社教材服务网（www.cmpedu.com）免费下载。联系电话：010-88379375。

职业院校教师

目录
前言
二维码索引
模块1　概述 1
模块导入 1
学习目标 1
1.1　计算机控制系统的发展 1
1.2　现场总线及其发展 6
1.3　工业控制网络 9
1.3.1　工业控制网络的特征 9
1.3.2　工业控制网络协议 10
1.4　有线网络和无线网络 14
视野拓展：通用汽车的通信革命 14
思考与练习 15
模块2　数据通信基础 16
模块导入 16
学习目标 16
2.1　基本术语 16
2.2　通信总线操作及系统组成 17
2.2.1　总线操作 17
2.2.2　通信系统的组成 19
2.3　数据通信技术 19
2.3.1　数据通信的基本概念 19
2.3.2　数据编码技术 20
2.3.3　数据传输技术 21
2.3.4　网络拓扑结构与网络控制
方法 27
2.3.5　数据交换技术 29
2.3.6　差错控制 31
2.4　通信模型 33
2.4.1　OSI参考模型 33
2.4.2　传统现场总线通信模型 35
2.4.3　工业以太网通信模型 36
2.5　网络互联设备 37
2.6　工业控制网络的任务、节点及安全 38
2.6.1　工业控制网络的任务 38
2.6.2　工业控制网络的节点 39
2.6.3　工业控制网络的安全 40
视野拓展：光纤之父—高锟 41
思考与练习 41
模块3　PROFIBUS总线及其应用 42
模块导入 42
学习目标 42
3.1　PROFIBUS总线 42
3.1.1　PROFIBUS总线及分类 42
3.1.2　PROFIBUS通信协议 43
3.2　PROFIBUS传输技术 47
3.2.1　RS485传输技术 47
3.2.2　光纤传输技术 50
3.2.3　IEC 61158-2传输技术 50
3.3　PROFIBUS-DP控制系统 51
3.3.1　PROFIBUS-DP设备 51
3.3.2　PROFIBUS-DP IO通信 52
3.3.3　GSD文件及硬件组态 53
3.4　【实践案例】基于PROFIBUS-DP的
智能从站（PLC）通信 55
3.4.1　控制要求及硬件配置 55
3.4.2　设备组态及通信参数设置 56
3.4.3　系统程序设计及联调 63
3.5　【实训项目】基于PLC的PROFIBUS通信
系统构建与运行 66
视野拓展：工业过程控制的能效优化 68
科技报国：卫星通信的先驱者—孙家栋 68
思考与练习 68
模块4　Modbus总线及其应用 69
模块导入 69
学习目标 69
4.1　Modbus协议 69
4.2　Modbus RTU通信 71
4.3　【实践案例】PLC与智能仪表之间的Modbus RTU通信 72
4.3.1　控制要求及硬件配置 73
4.3.2　PLC硬件组态 74
4.3.3　智能仪表通信参数设置 76
4.3.4　通信程序编写及系统调试 78
4.4　【实践案例】PLC之间的Modbus RTU
通信 80
4.4.1　控制要求及硬件配置 80
4.4.2　PLC通信功能 82
4.4.3　主从站通信参数设置 84
4.4.4　通信程序编写及系统调试 86
4.5　【实训项目】基于PLC的Modbus RTU
通信系统的构建与运行 88
视野拓展：　工业自动化通信之父—
迪克·莫利 90
思考与练习 90
模块5　工业以太网及其应用 91
模块导入 91
学习目标 91
5.1　工业以太网基础 91
5.2　工业以太网的发展 94
5.2.1　工业以太网的市场规模 94
5.2.2　工业以太网的技术发展与创新 95
5.3　PROFINET技术及其应用 95
5.3.1　PROFINET技术 95
5.3.2　PROFINET与PROFIBUS的
比较 97
5.3.3　【实践案例】PLC之间的
PROFINET IO通信 97
5.3.4　【实践案例】基于PROFINET的
远程IO站通信 102
5.4　Modbus TCP技术及其应用 113
5.4.1　Modbus TCP技术 113
5.4.2　Modbus TCP与PROFINET的
比较 114
5.4.3　【实践案例】PLC之间的
Modbus TCP通信 115
5.5　EtherNet/IP技术及其应用 121
5.5.1　EtherNet/IP技术 121
5.5.2　EtherNet/IP与PROFINET的
比较 124
5.5.3　【实践案例】PLC之间的
EtherNet/IP通信 124
5.6　【实训项目】PLC之间的Modbus TCP
通信 142
视野拓展：开放协议的文明之光 144
思考与练习 144
模块6　系统集成及应用 145
模块导入 145
学习目标 145
6.1　系统集成 145
6.1.1　系统集成概念 145
6.1.2　系统集成方法 146
6.2　【实践案例】构建基于Modbus RTU的
多站点互联通信系统 149
6.2.1　控制要求及硬件配置 149
6.2.2　PLC Modbus RTU通信 150
6.2.3　主站/从站PLC程序设计 153
6.2.4　系统调试 155
6.3　基于MCGS组态软件的异构网络系统
集成 157
6.3.1　MCGS组态软件 157
6.3.2　【实践案例】基于MCGS的三色灯
控制项目设计 162
6.3.3　【实践案例】基于MCGS组态软件
的多台PLC系统集成 179
6.4　基于OPC UA技术的系统集成 201
6.4.1　OPC UA技术 201
6.4.2　OPC UA客户端软件及通信仿真
软件 202
6.4.3　【实践案例】基于客户端（UaExpert）的OPC UA通信 207
6.4.4　【实践案例】PLC之间的OPC UA
通信系统仿真联调 212
视野拓展：AUTBUS 223
思考与练习 223
参考文献 224