工业网络及应用技术

本书是国家职业教育智 能控制技术专业教学资源库 配套教材。 本书共有9个项目，项目 1介绍工业网络相关概念、 现场总线基本知识以及工业 网络实训平台体系结构等； 项目2介绍Modbus总线基本 知识及应用，以PLC为核心 构成简单的系统，PLC通过 ModbusRTU通信控制变频 电动机运行，并可通过触摸 屏实现变频电动机的参数监 控；项目3介绍CANopen总 线基本知识及应用，以PL.C 为核心构建测控系统，PLC 采用CANopen通信控制两台 伺服电动机运行，并可通过 触摸屏实现两台伺服电动机 的参数监控：项目4介绍 EtherNet/IP总线基本知识 ，应用EtherNet/IP通信， 实现PLC控制变频电动机运 行；项目5是一个综合性项 目，该项目应用Modbus, CANopen, EtherNet/IP等通 信模拟机械手在直角坐标系 中运动，抓取工件，放到传 送带上并进行传送的过程； 项目6为工控机通过组态软 件EcaStruxure Machine Expert实现对自动化系统的 监控，PLC为OPC UA服务器 ，EooStruxure Machine Expert为客户端，通过OPC UA通信要动电动机完成正 反转，同时检测变频器的各 种运行状态参数：项目7为 无线按钮通过ZigBee协议实 现对变频器的控制，无线按 钮通过ZigBee协议与网关通 信，网关再通过Modbus TCP与PLC通信，最终实现 无线按钮控制电动机的起停 ：项目8为以太网通信， PLC、触摸屏、工控机及编 程计算机通过交换机实现通 信，并进行防火墙配置，确 保工控系统安全访问外网： 项目9为通过机器顾问云平 台实现对物料搬运的监控， 通过边缘网关ComBOX采集 PLC数据，采用通过网络发 送至云服务器的方式，实现 远程PC监控和手机App端监 测。 为了让学习者能够快速 且有效地掌握核心知识和技 能，同时方便教师采用更有 效的传统方式教学，或者更 新颖的线上线下的翻转课堂 教学模式，本书提供丰富的 数字化课程教学资源，包括 PPT电子课件、微课等，并 配有在线课程，己在“智慧 职教”平台 （www.icve.com.cn）上线 ，具体使用方式详见“智慧 职教”服务指南。选用本书 授课的教师可发送电子邮件 至gzdz@pub.bhep.cn索取 部分教学资源。 本书适用于高等职业院 校和应用型本科院校工业互 联网工程、工业互联网技术 、智能控制技术、电气自动 化技术等专业的工业网络相 关课程的教学。本书也作为 相关工程技术人员工程设计 ，系统集成、运维调试等工 程实践参考书。

项目1 认识工业网络 1.1 项目描述 1.2 知识准备 1.2.1 工业网络技术的发展 1.2.2 现场总线及其发展 1.2.3 集散控制系统 1.2.4 OSI参考模型 1.3 操作任务 认识工业网络实训平台体系结构 思考题 项目2 Modbus总线应用 2.1 项目描述 2.2 知识准备（相关知识点） 2.2.1 Modbus通信模型 2.2.2 Modbus报文 2.2.3 Modbus协议规范 2.3 操作任务1 用PLC控制电动机运转 2.3.1 搭建系统 2.3.2 设置变频器参数 2.3.3 配置硬件 2.3.4 配置SoMachine软件中的变频器通信参数 2.3.5 编写程序 2.3.6 PLC程序下载及运行 2.4 操作任务2 触摸屏应用 2.4.1 系统结构 2.4.2 使用Vijeo Designer Basic软件创建HMI项目 2.4.3 Vijeo Designer Basic软件中的变量定义 2.4.4 触摸屏画面制作 2.4.5 触摸屏程序下载及仿真操作 思考题 项目3 CANopen总线应用 3.1 项目描述 3.2 知识准备（相关知识点） 3.2.1 CAN总线的基本知识 3.2.2 CANopen总线 3.3 操作任务 采用CANopen总线控制伺服电动机运行 3.3.1 系统结构 3.3.2 伺服参数设置 3.3.3 硬件组态 3.3.4 伺服控制程序编写 3.3.5 触摸屏程序编写 3.3.6 程序运行及操作 思考题 项目4 EtherNet/IP总线及其应用 …… 项目5 直角坐标机械手在生产中的应用 项目6 通过OPC UA进行电动机运动控制 项目7 ZigBee无线通信协议 项目8 以太网网络层协议应用 项目9 物料搬运项目及云平台应用 参考文献