工業網絡技術（微課版）

萬旭成，寧波城市職業技術學院的副院長，他參與了多項橫向課題的研究，並在學院的專業建設中發揮了重要作用。他與華為雲合作，推動了產教融合創新論壇的舉辦，展示了他在教育創新方面的領導力和執行力，他還在省職業院校技能大賽中指導團隊獲得二等獎，體現了他在實踐教學方面的卓越成就。

項目1　工業網絡概述 1

【項目描述】 1

【職業能力目標】 1

【學習目標】 1

【素質目標】 2

【知識鏈接】 2

1.1　工業網絡的概念 2

1.1.1　工業網絡的基本概念 2

1.1.2　工業網絡的層級 3

1.2　工業控制網絡 4

1.2.1　現場總線 4

1.2.2　工業以太網 8

1.2.3　工業無線網絡 9

1.3　工業網絡與信息技術 11

1.3.1　工業網絡集成 12

1.3.2　雲邊端協同 12

1.3.3　工業網絡的信息安全 14

1.4　工業控制網絡的發展及應用 14

1.4.1　工業控制網絡的發展

歷程 14

1.4.2　工業控制網絡的應用 16

1.4.3　工業控制網絡的發展

趨勢 19

【項目實施】 20

【項目小結】 20

【思考與練習】 21

項目2　串口通信 22

【項目描述】 22

【職業能力目標】 22

【學習目標】 22

【素質目標】 23

【知識鏈接】 23

2.1　Python開發基礎 23

2.1.1　Python介紹 23

2.1.2　Python基礎語法 23

2.1.3　Python庫應用 26

2.2　串口通信基本概念 33

2.2.1　接口標準 34

2.2.2　通信方式 36

2.2.3　數據幀 37

【項目實施】 38

2.3　串口通信應用開發 38

2.3.1　串口調試助手開發 38

2.3.2　點對點通信系統 44

【項目小結】 54

【思考與練習】 54

項目3　Modbus報文解析與數據

采集 55

【項目描述】 55

【職業能力目標】 55

【學習目標】 55

【素質目標】 56

【知識鏈接】 56

3.1　Modbus基本概念 56

3.1.1　主從通信 56

3.1.2　Modbus傳輸模式 57

3.1.3　Modbus功能碼 58

3.1.4　CRC校驗 59

3.1.5　數據幀格式 60

【項目實施】 62

3.2　Modbus-RTU報文解析 62

3.2.1　Modbus-RTU報文解析工具開發 62

3.2.2　公共功能碼實例 67

3.2.3　Modbus-RTU報文解析工具測試 70

3.3　Modbus-RTU數據采集 75

3.3.1　Modbus-RTU數據采集工具開發 76

3.3.2　Modbus-RTU數據采集工具測試 80

【項目小結】 81

【思考與練習】 81

項目4　CANopen總線應用 82

【項目描述】 82

【職業能力目標】 82

【學習目標】 82

【素質目標】 83

【知識鏈接】 83

4.1　CAN總線 83

4.1.1　CAN總線工作原理 83

4.1.2　CAN協議數據幀 84

4.1.3　CAN與CANopen的關系 85

4.2　CANopen基本概念 85

4.2.1　通信模型 86

4.2.2　CANopen主要內容 86

【項目實施】 95

4.3　CANopen在運動控制中的

應用 95

4.3.1　CANopen通信配置 95

4.3.2　CANopen應用實例 106

【項目小結】 116

【思考與練習】 116

項目5　PROFINET網絡構建與數據

采集 117

【項目描述】 117

【職業能力目標】 117

【學習目標】 117

【素質目標】 118

【知識鏈接】 118

5.1　PROFINET基本概念 118

5.1.1　PROFINET的組成和

特點 119

5.1.2　PROFINET的優勢 120

5.1.3　PROFINET的主要功能 121

5.1.4　PROFINET集成現場

總線 126

【項目實施】 127

5.2　PROFINET IO通信配置 127

5.2.1　案例背景 127

5.2.2　軟硬件搭建 128

5.3　GSD模型配置文件 137

5.3.1　GSD文件介紹 137

5.3.2　GSD文件格式 138

5.3.3　GSD文件配置 140

5.4　I-Device通信 144

5.4.1　I-Device通信基本概念 144

5.4.2　I-Device主從站通信 146

5.4.3　I-Device遠程IO通信 152

【項目小結】 157

【思考與練習】 157

項目6　OPC UA通信與數據采集 158

【項目描述】 158

【職業能力目標】 158

【學習目標】 158

【素質目標】 159

【知識鏈接】 159

6.1　OPC UA基本概念 159

6.1.1　OPC技術背景 159

6.1.2　OPC UA原理 161

【項目實施】 165

6.2　OPC UA在智能控制中的

應用 165

6.2.1　PLC中OPC UA接口

配置 165

6.2.2　OPC UA數據讀取 170

6.3　OPC UA在邊緣計算中的

應用 174

6.3.1　智能網關OPC UA接口

服務 174

6.3.2　OPC UA邊緣數據采集 179

6.4　OPC UA在網絡安全中的

應用 182

6.4.1　安全證書介紹 182

6.4.2　OPC UA服務端安全

配置 184

6.4.3　OPC UA客戶端安全

配置 194

【項目小結】 199

【思考與練習】 199

項目7　ThingsBoard平臺應用 200

【項目描述】 200

【職業能力目標】 200

【學習目標】 200

【素質目標】 201

【知識鏈接】 201

7.1　平臺簡介 201

7.2　平臺架構 201

【項目實施】 202

7.3　數據上雲 202

7.3.1　添加規則鏈 202

7.3.2　添加設備配置 203

7.3.3　添加設備 204

7.3.4　智能網關配置 205

7.4　數據可視化 214

7.4.1　添加儀表板 214

7.4.2　配置部件 216

【項目小結】 236

【思考與練習】 236