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Modbus RTU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PLC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EcoStruxure Machine Expert实现对自动化系统的监控，PLC为OPC UA服务器，EcoStruxure Machine Expert为客户端，通过OPC UA通信驱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，已在“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.hep.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。

前辅文
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
  4.1　项目描述
  4.2　知识准备(相关知识点)
   4.2.1　以太网通信模型
   4.2.2　IP、TCP和UDP协议
   4.2.3　EtherNet/IP通信模型和CIP协议
  4.3　操作任务　采用EtherNet/IP总线实现PLC对变频器的控制
   4.3.1　系统结构
   4.3.2　变频器参数设置
   4.3.3　硬件组态
   4.3.4　程序编写
   4.3.5　触摸屏程序编写
   4.3.6　程序运行及操作
  思考题
项目5　直角坐标机械手在生产中的应用
  5.1　项目描述
  5.2　知识准备(相关知识点)
   5.2.1　机械手概述
   5.2.2　直角坐标机械手的应用
  5.3　操作任务1　构建系统
   5.3.1　系统结构
   5.3.2　机械传动结构
   5.3.3　工艺流程原理
  5.4　操作任务2　项目任务分析
   5.4.1　基本工作概览
   5.4.2　项目分解
  5.5　操作任务3　PLC程序设计
   5.5.1　程序框架设计
   5.5.2　相关变量定义
   5.5.3　程序设计
  5.6　操作任务4　触摸屏程序编写
   5.6.1　触摸屏变量定义
   5.6.2　自动控制界面设计
  5.7　操作任务5　程序运行及操作
   5.7.1　程序下载
   5.7.2　调试运行
  思考题
项目6　通过OPC UA进行电动机运动控制
  6.1　项目描述
  6.2　知识准备(相关知识点)
   6.2.1　OPC技术
   6.2.2　OPC UA技术
  6.3　操作任务1　PLC和触摸屏程序下载及电动机调试
   6.3.1　任务结构
   6.3.2　编程及下载
   6.3.3　程序调试
  6.4　操作任务2　基于OPC UA的电动机控制
   6.4.1　任务结构
   6.4.2　基于PLC的OPC服务器配置
   6.4.3　OPC客户端配置
   6.4.4　电动机监控组态画面设计
   6.4.5　系统调试
  思考题
项目7　ZigBee无线通信协议
  7.1　项目描述
  7.2　知识准备(相关知识点)
   7.2.1　ZigBee概述
   7.2.2　ZigBee技术及应用
   7.2.3　ZigBee网关
  7.3　操作任务1　ZigBee网关配置
   7.3.1　IP配置
   7.3.2　输入配置
   7.3.3　无线按钮与网关通信调试
  7.4　操作任务2　PLC及触摸屏程序的编写与下载
   7.4.1　PLC控制电动机起停
   7.4.2　PLC主站配置及程序设计
   7.4.3　无线按钮控制电动机起停测试
  思考题
项目8　以太网网络层协议应用
  8.1　项目描述
  8.2　知识准备(相关知识点)
   8.2.1　二层交换机
   8.2.2　VLAN 技术
   8.2.3　三层交换机
   8.2.4　防火墙技术
   8.2.5　H3C S5008PV2-EI交换机
   8.2.6　USG6101-AC防火墙
  8.3　操作任务1　交换机登录
   8.3.1　通过Console接口登录H3C交换机
   8.3.2　通过Telnet远程访问H3C交换机
   8.3.3　通过HTTP访问H3C交换机
  8.4　操作任务2　实现不同VLAN间通信
   8.4.1　系统结构
   8.4.2　交换机配置
   8.4.3　测试验证
   8.4.4　配置文件
  8.5　操作任务3　实现设备可通过防火墙访问Internet
   8.5.1　系统结构
   8.5.2　防火墙登录
   8.5.3　通过静态IP接入互联网
  思考题
项目9　物料搬运项目及云平台应用
  9.1　项目描述
  9.2　知识准备(相关知识点)
   9.2.1　云平台基本知识
   9.2.2　工业云介绍
   9.2.3　工业云平台
   9.2.4　施耐德机器顾问云平台
  9.3　操作任务1　物料搬运项目的编程及下载
   9.3.1　系统架构
   9.3.2　程序下载及调试
  9.4　操作任务2　基于机器顾问云平台的项目监控
   9.4.1　系统架构
   9.4.2　在机器顾问云平台上创建客户及用户
   9.4.3　网关注册
   9.4.4　制作参数模板并上传云平台
   9.4.5　在机器顾问云平台上创建资产层级树及网关绑定
   9.4.6　网关设备管理配置
   9.4.7　机器顾问云平台数据监控配置
   9.4.8　报警设置
  9.5　操作任务3　手机App实现项目的监控
   9.5.1　系统架构
   9.5.2　手机App登录机器顾问云平台进行数据监测
   9.5.3　利用设备二维码进行数据监控
参考文献