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第1章　从接触器到开放标准1

1.1 SIMATIC的成功史1

1.2 工业以太网的发展历程3

1.3 PROFINET5

1.3.1 PROFINET IO6

1.3.2 PROFINET CBA6

1.3.3 实时通信7

1.3.4　现场总线集成7

1.3.5 网络安全7

1.3.6 PROFINET运动控制8

1.3.7 PROFINET故障安全8

第2章　以太网基础与协议10

2.1　以太网的基本结构10

2.2　以太网标准帧11

2.3　以太网地址或MAC地址12

2.4　用于以太网的功能12

2.4.1 自动协商12

2.4.2 自感应——自动识别数据率13

2.4.3 MDI/MDI-X自动交叉13

2.5　用于PROFINET的基于以太网的协议13

2.5.1 TCP/IP13

2.5.2 UDP/IP18

2.5.3 网络层的其他协议19

第3章　实时通信21

3.1　对以太网实时能力的需求22

3.2 PROFINET的实时性22

3.3　实时通信25

3.3.1　实时连接管理27

3.3.2 同步27

3.3.3 同步帧的协议组成部分31

3.3.4　实时协议的组成部分34

3.4　等时同步实时通信36

3.4.1 等时同步实时技术37

3.4.2 IRT协议的组成部分37

3.4.3 IRT应用的组态38

3.5 PROFINET ASIC39

3.5.1 应用40

3.5.2　PROFINET IO设备的发展41

3.6 PROFINET协议分析器42

第4章 PROFINET IO——分布式IO44

4.1 PROFINET IO的概念45

4.1.1 PROFINET IO的设备分类45

4.1.2 PROFINET IO的数据流46

4.1.3 IO设备的设备模型48

4.1.4　数据对象49

4.1.5　上下文管理49

4.1.6 应用关系49

4.1.7　通信关系50

4.1.8　服务和协议54

4.1.9　从组态到开始运行系统62

4.1.10 PROFINET IO的代理功能63

4.1.11 PROFIBUS集成65

4.2　从设备系统的规划到设备系统的操作65

4.2.1 用SIMATIC STEP 7进行PROFINET IO工程设计65

4.2.2　规划设备系统66

4.2.3 用SIMATIC STEP 7对设备系统进行组态67

4.2.4　设备操作84

4.3 PROFINET IO的诊断功能86

4.3.1 用STEP 7和NCM进行PROFINET IO诊断87

4.3.2 IO控制器用户程序的PROFINET IO诊断95

4.3.3　用SNMP进行网络诊断96

4.3.4 用PROFINET IO设备的显示元件诊断97

第5章 PROFINET CBA——分布式自动化108

5.1　分布式自动化的发展过程109

5.2 PROFINET CBA112

5.2.1 PROFINET CBA的概念113

5.2.2 PROFINET CBA的对象模型113

5.2.3　现场总线的集成117

5.2.4 PROFINET设备和PROFIBUS设备119

5.2.5 SIMATIC S7和SIMATIC Net PROFINET CBA的产品119

5.3 PROFINET CBA工程121

5.3.1 生成PROFINET组件121

5.3.2 用PROFINET CBA工程工具互连PROFINET组件121

5.4 PROFINET组件122

5.4.1 技术模块122

5.4.2　技术接口124

5.4.3　可编程功能以及固定功能124

5.4.4 PROFINET组件的类型125

5.4.5　单例组件125

5.4.6　可分配组件的设备组态126

5.4.7 PROFINET组件描述（PCD）129

5.5 用STEP 7创建PROFINET组件129

5.5.1　创建STEP 7基本项目129

5.5.2　用通信处理加载用户程序周期130

5.5.3　创建PROFINET接口131

5.5.4　创建PROFINET组件136

5.6 PROFINET CBA通信142

5.7　从规划设备到操作设备146

5.7.1　规划设备146

5.7.2　创建PROFINET组件146

5.7.3 用SIMATIC iMap组态设备147

5.7.4　设备的调试和测试157

5.7.5　设备的操作和监控160

5.8 PROFINET CBA的诊断160

5.8.1 SIMATIC iMap的离线诊断161

5.8.2 SIMATIC iMap的在线诊断162

5.8.3 用PROFINET CBA设备的显示元件进行诊断172

第6章 SIMATIC S7的PROFINET用户程序接口176

6.1　基础176

6.1.1 组织块178

6.1.2　功能块179

6.1.3 功能179

6.1.4　数据块180

6.1.5 SFC和SFB180

6.1.6 记录183

6.2　PROFINETIO的程序接口185

6.2.1 PROFINET IO的组织块186

6.2.2 PROFINET IO的系统功能和系统功能块193

6.2.3 PROFINET IO的系统状态列表（SSL）209

6.3 PROFINET IO的用户程序接口212

6.4 PROFINET CBA的用户程序接口217

6.4.1 PROFINET CBA的组织块217

6.4.2 PROFINET CBA的系统功能和标准功能218

第7章　PROFINET设备与组网226

7.1　无源网络组件227

7.2　有线电气网络的传输介质227

7.2.1 在PROFINET中使用100Base-TX传输电气信号228

7.2.2 1000Base-TX229

7.2.3　技术实现——快速连接229

7.2.4　用于快速装配的总线电缆——IE FC电缆230

7.2.5 IE FC RJ45接头231

7.2.6　混合连接器232

7.2.7 M12连接器233

7.2.8 IE FC引出插座233

7.2.9　快速连接剥线工具234

7.2.10 IE TP软线235

7.2.11 电气网络中使用引出插座的系统组态235

7.3　光信号传输237

7.3.1 100Base-FX237

7.3.2 1000Base-SX和1000Base-LX238

7.3.3　光缆——为工业而设计239

7.3.4 FO接头连接和固定连接240

7.4 PROFINET的无线网络240

7.4.1 SCALANCEW241

7.4.2 SCALANCE W的部件242

7.4.3 SCALANCE W788-1 PRO243

7.4.4 SCALANCE W788-2 PRO246

7.4.5 SCALANCE W744-1 PRO247

7.4.6 SCALANCE W的iPCF248

7.4.7 CP 7515249

7.4.8 IWLAN/PB Link PN IO250

7.4.9 WLAN设备的附件252

7.4.10 SCALANCE W的组态和参数化254

7.5　有源网络组件254

7.5.1 编程器和PC的NIC——网络接口卡255

7.5.2 S7环境中PLC的CP——通信处理器257

7.5.3 其他PROFINET产品260

7.5.4　集线器和交换机的基本知识263

7.5.5 用于工业的交换机：SCAL-ANCE X265

7.5.6　路由器272

7.6 PROFINET的网络拓扑273

7.6.1 星形274

7.6.2　树形275

7.6.3　总线型276

7.6.4　环形277

7.7 用来优化PROFINET的安装准则278

7.7.1 电磁兼容性278

7.7.2 电气数据线和光学数据线的安装准则279

7.7.3 设计PROFINET网络的一般规则281

7.7.4 PROFINET组网中可使用的基本标准和指导方针小结282

第8章 PROFINET的安全283

8.1 SCALANCES283

8.2　安全模块的保护功能286

8.2.1 VPN286

8.2.2　数据包过滤防火墙288

8.3 SIMATIC Net SCALANCE S612和SIMATIC Net SCALANCE S613289

8.4 SIMATIC Net SOFTNET安全客户端290

8.5　组态的例子291

8.5.1 把SCALANCE S组态为防火墙的操作291

8.5.2 SCALANCE S的VPN隧道296

缩略词302

参考文献305

索引309