《工業乙太網的原理與套用》是2011年1月1日國防工業出版社出版的一本書籍，作者是博爾曼。該書籍既是工業乙太網這門技術入門之書，同時也是一本有價值的參考書和教學用書。
基本介紹
- 書名：工業乙太網的原理與套用
- 作者：博爾曼
- ISBN：9787118071320
- 類別：工業技術類
- 定價：40.00元
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2011年1月1日
- 開本：16開
圖書目錄,作者簡介,內容簡介,
圖書目錄
第1 章自動化領域中的乙太網……………………………………………… 1
1.1乙太網技術的發展…………………………………………………… 1
1.2乙太網在工業中的套用……………………………………………… 2
1.3組織…………………………………………………………………… 4
1.4乙太網類型…………………………………………………………… 6
1.4.1乙太網………………………………………………………… 6
1.4.2快速乙太網…………………………………………………… 10
1.4.3快速命令……………………………………………………… 20
1.4.4IP 參數………………………………………………………… 24
1.4.5千兆乙太網…………………………………………………… 36
1.4.6路由器………………………………………………………… 37
1.5乙太網供電………………………………………………………… 37
1.5.1技術…………………………………………………………… 38
1.5.2極限值………………………………………………………… 38
1.5.3供電(圖)……………………………………………………… 39
1.5.4兼容性檢查和設備保護……………………………………… 40
1.6VLAN———虛擬區域網路……………………………………………… 41
1.6.1基礎…………………………………………………………… 41
1.6.2VLAN 的分配………………………………………………… 41
1.7藍牙………………………………………………………………… 43
1.7.1套用領域……………………………………………………… 44
1.7.2藍牙規範的擴展……………………………………………… 44
1.7.3規範…………………………………………………………… 46
1.7.4建立連線和網路拓撲………………………………………… 47
1.8藍牙安全性………………………………………………………… 48
1.8.1密碼安全機制………………………………………………… 48
1.8.2加密…………………………………………………………… 49
1.8.3安全操作模式………………………………………………… 49
1.9ZigBee ……………………………………………………………… 49
1.10無線區域網路………………………………………………………… 50
1.10.1概況………………………………………………………… 50
1.10.2無線技術的優點…………………………………………… 51
1.10.3使用無線技術的風險……………………………………… 51
1.10.4無線技術…………………………………………………… 52
1.10.5無線電波的衰減…………………………………………… 55
1.10.6天線增益…………………………………………………… 57
1.10.7無線電收發器系統的計算示例……………………………… 58
1.10.8接收器預留和傳輸質量……………………………………… 59
1.10.9菲涅爾區…………………………………………………… 59
1.10.10在ISM 頻帶中的無線乙太網……………………………… 61
1.10.11IEEE802 標準……………………………………………… 62
1.10.12信道訪問…………………………………………………… 64
1.10.13基礎架構模式———基本服務集…………………………… 65
1.10.14漫遊………………………………………………………… 66
1.10.15分段………………………………………………………… 66
1.10.16調製方法…………………………………………………… 67
1.10.17IEEE802.11b 標準………………………………………… 67
1.10.18IEEE802.11a/ h 標準……………………………………… 69
1.10.19標準小結…………………………………………………… 71
1.11COM 伺服器………………………………………………………… 73
1.11.1電纜替代…………………………………………………… 73
1.11.2Modbus 網關………………………………………………… 74
1.11.3RAS 伺服器………………………………………………… 74
習題………………………………………………………………………… 75
第2 章安裝…………………………………………………………………… 76
2.1傳輸介質…………………………………………………………… 76
2.1.1電纜和線路…………………………………………………… 76
2.1.2安裝質量測試技術…………………………………………… 77
2.1.3玻璃光纜……………………………………………………… 78
2.1.4光纜類型……………………………………………………… 79
2.1.5光纜連線器…………………………………………………… 84
2.1.6光纜安裝注意事項…………………………………………… 85
2.1.7銅纜…………………………………………………………… 86
2.1.8銅纜安裝的常見事項………………………………………… 88
2.1.9銅纜的限定值(遵循EN50173) ……………………………… 89
2.1.10拓撲………………………………………………………… 97
2.1.11詳細的電纜標記(遵循DIN)………………………………… 97
2.1.12電纜結構…………………………………………………… 98
2.1.13雙絞線的最小需求………………………………………… 100
2.1.14乙太網連線跳線區………………………………………… 103
2.1.15干擾源……………………………………………………… 105
2.2雷擊/電涌保護…………………………………………………… 107
2.2.1電涌電壓…………………………………………………… 108
2.2.2避雷器……………………………………………………… 108
2.2.3雷擊保護等級……………………………………………… 108
2.2.4耦合電涌電壓……………………………………………… 109
2.2.5防止電涌電壓的措施……………………………………… 110
2.2.6建築和系統中的接閃器……………………………………… 112
2.2.7基本地下電纜的安全設備…………………………………… 112
2.2.8雷擊和電涌保護器的使用…………………………………… 113
2.2.9電涌保護器和等電位連線之間的連線線…………………… 115
2.2.10基礎接地電極……………………………………………… 115
2.2.11防止靜電放電措施………………………………………… 116
2.2.12感應負載/切換繼電器的干擾抑制措施…………………… 117
2.2.13RC 電路…………………………………………………… 119
2.2.14AC/ DC 負載切換…………………………………………… 119
2.3供電………………………………………………………………… 120
2.3.124V DC 控制電壓…………………………………………… 120
2.3.2安裝指令…………………………………………………… 121
2.4EMC 措施…………………………………………………………… 123
2.4.1概況………………………………………………………… 123
2.4.2電氣系統和網路的干擾源…………………………………… 124
2.4.3濾波器的使用……………………………………………… 124
2.4.4高頻干擾…………………………………………………… 125
2.4.5低頻干擾…………………………………………………… 127
2.4.6接地/等電位連線/參考地…………………………………… 128
2.4.7遵循EMC 標準的建議……………………………………… 130
2.4.8特殊保護控制櫃安裝的方法與布線………………………… 131
2.5變頻器……………………………………………………………… 135
2.5.1套用………………………………………………………… 135
2.5.2線路電抗器/線路濾波器的使用…………………………… 136
2.5.3反饋式變頻器……………………………………………… 137
2.5.4變頻器採用插入式連線的接地規則………………………… 138
習題……………………………………………………………………… 138
第3 章組態與規劃………………………………………………………… 139
3.1網路管理…………………………………………………………… 139
3.2SNMP———簡單網路管理協定…………………………………… 141
3.2.1SNMP 的基本原理…………………………………………… 141
3.2.2SNMP 的背景………………………………………………… 141
3.2.3SNMP 的版本………………………………………………… 142
3.2.4SNMP 的管理模型…………………………………………… 143
3.2.5SNMP 語言…………………………………………………… 146
3.2.6SNMP 網路管理系統………………………………………… 148
3.3SNMP OPC ………………………………………………………… 151
3.3.1OPC ………………………………………………………… 151
3.3.2COM ………………………………………………………… 152
3.3.3DCOM ……………………………………………………… 153
3.3.4OPC 功能…………………………………………………… 153
3.3.5OPC DX ……………………………………………………… 154
3.3.6SNMP OPC 網關……………………………………………… 155
3.4實時乙太網通信…………………………………………………… 158
3.4.1概況………………………………………………………… 158
3.4.2實時系統基礎……………………………………………… 158
3.4.3同步性……………………………………………………… 163
3.5乙太網/工業協定(Ethernet/ IP) ………………………………… 167
3.6多播………………………………………………………………… 169
3.6.1靜態多播組………………………………………………… 170
3.6.2動態多播組………………………………………………… 171
3.6.3廣播………………………………………………………… 173
3.7Modbus TCP ………………………………………………………… 174
習題……………………………………………………………………… 177
第4 章PROFINET ………………………………………………………… 178
4.1PROFINET 的組件模型…………………………………………… 180
4.2創建組件…………………………………………………………… 181
4.3自動化對象的連線———技術結構………………………………… 182
4.4PROFINET IO 控制器……………………………………………… 185
4.5建立/斷開通信關係……………………………………………… 186
4.6NRT 功能…………………………………………………………… 189
4.7PROFINET 設備命名……………………………………………… 190
4.8現場匯流排的集成…………………………………………………… 193
4.9編程與過程數據分配……………………………………………… 195
4.10IRT 通信…………………………………………………………… 196
習題……………………………………………………………………… 199
第5 章IT 安全……………………………………………………………… 200
5.1網路中的安全性…………………………………………………… 200
5.2應急規劃…………………………………………………………… 200
5.2.1安全漏洞和措施…………………………………………… 203
5.2.2自動化中的安全性………………………………………… 203
5.2.3現場匯流排系統中的安全性…………………………………… 204
5.3網路攻擊的檢測與處理…………………………………………… 205
5.3.1出發點……………………………………………………… 205
5.3.2網路攻擊…………………………………………………… 205
5.3.3其它薄弱環節……………………………………………… 206
5.3.4開放服務…………………………………………………… 210
5.3.5Rootkit ……………………………………………………… 211
5.4防範機制…………………………………………………………… 212
5.4.1分級保護機制……………………………………………… 212
5.4.2防火牆……………………………………………………… 214
5.4.3數據包過濾器……………………………………………… 214
5.4.4入侵檢測/回響……………………………………………… 215
5.4.5破壞類型…………………………………………………… 215
5.4.6攻擊檢測與攻擊信號……………………………………… 215
5.4.7薄弱點……………………………………………………… 215
5.4.8安全策略和應急計畫……………………………………… 216
5.5藍牙安全性………………………………………………………… 218
5.6無線區域網路的安全性……………………………………………… 220
5.6.1WLAN 操作模式…………………………………………… 221
5.6.2安全改善措施……………………………………………… 222
5.6.3擴展安全程式……………………………………………… 224
5.6.4IEEE802.11i ………………………………………………… 225
5.6.5虛擬專用網———VPN ……………………………………… 226
5.6.6可靠性提高………………………………………………… 227
習題……………………………………………………………………… 227
參考文獻……………………………………………………………………… 228
1.1乙太網技術的發展…………………………………………………… 1
1.2乙太網在工業中的套用……………………………………………… 2
1.3組織…………………………………………………………………… 4
1.4乙太網類型…………………………………………………………… 6
1.4.1乙太網………………………………………………………… 6
1.4.2快速乙太網…………………………………………………… 10
1.4.3快速命令……………………………………………………… 20
1.4.4IP 參數………………………………………………………… 24
1.4.5千兆乙太網…………………………………………………… 36
1.4.6路由器………………………………………………………… 37
1.5乙太網供電………………………………………………………… 37
1.5.1技術…………………………………………………………… 38
1.5.2極限值………………………………………………………… 38
1.5.3供電(圖)……………………………………………………… 39
1.5.4兼容性檢查和設備保護……………………………………… 40
1.6VLAN———虛擬區域網路……………………………………………… 41
1.6.1基礎…………………………………………………………… 41
1.6.2VLAN 的分配………………………………………………… 41
1.7藍牙………………………………………………………………… 43
1.7.1套用領域……………………………………………………… 44
1.7.2藍牙規範的擴展……………………………………………… 44
1.7.3規範…………………………………………………………… 46
1.7.4建立連線和網路拓撲………………………………………… 47
1.8藍牙安全性………………………………………………………… 48
1.8.1密碼安全機制………………………………………………… 48
1.8.2加密…………………………………………………………… 49
1.8.3安全操作模式………………………………………………… 49
1.9ZigBee ……………………………………………………………… 49
1.10無線區域網路………………………………………………………… 50
1.10.1概況………………………………………………………… 50
1.10.2無線技術的優點…………………………………………… 51
1.10.3使用無線技術的風險……………………………………… 51
1.10.4無線技術…………………………………………………… 52
1.10.5無線電波的衰減…………………………………………… 55
1.10.6天線增益…………………………………………………… 57
1.10.7無線電收發器系統的計算示例……………………………… 58
1.10.8接收器預留和傳輸質量……………………………………… 59
1.10.9菲涅爾區…………………………………………………… 59
1.10.10在ISM 頻帶中的無線乙太網……………………………… 61
1.10.11IEEE802 標準……………………………………………… 62
1.10.12信道訪問…………………………………………………… 64
1.10.13基礎架構模式———基本服務集…………………………… 65
1.10.14漫遊………………………………………………………… 66
1.10.15分段………………………………………………………… 66
1.10.16調製方法…………………………………………………… 67
1.10.17IEEE802.11b 標準………………………………………… 67
1.10.18IEEE802.11a/ h 標準……………………………………… 69
1.10.19標準小結…………………………………………………… 71
1.11COM 伺服器………………………………………………………… 73
1.11.1電纜替代…………………………………………………… 73
1.11.2Modbus 網關………………………………………………… 74
1.11.3RAS 伺服器………………………………………………… 74
習題………………………………………………………………………… 75
第2 章安裝…………………………………………………………………… 76
2.1傳輸介質…………………………………………………………… 76
2.1.1電纜和線路…………………………………………………… 76
2.1.2安裝質量測試技術…………………………………………… 77
2.1.3玻璃光纜……………………………………………………… 78
2.1.4光纜類型……………………………………………………… 79
2.1.5光纜連線器…………………………………………………… 84
2.1.6光纜安裝注意事項…………………………………………… 85
2.1.7銅纜…………………………………………………………… 86
2.1.8銅纜安裝的常見事項………………………………………… 88
2.1.9銅纜的限定值(遵循EN50173) ……………………………… 89
2.1.10拓撲………………………………………………………… 97
2.1.11詳細的電纜標記(遵循DIN)………………………………… 97
2.1.12電纜結構…………………………………………………… 98
2.1.13雙絞線的最小需求………………………………………… 100
2.1.14乙太網連線跳線區………………………………………… 103
2.1.15干擾源……………………………………………………… 105
2.2雷擊/電涌保護…………………………………………………… 107
2.2.1電涌電壓…………………………………………………… 108
2.2.2避雷器……………………………………………………… 108
2.2.3雷擊保護等級……………………………………………… 108
2.2.4耦合電涌電壓……………………………………………… 109
2.2.5防止電涌電壓的措施……………………………………… 110
2.2.6建築和系統中的接閃器……………………………………… 112
2.2.7基本地下電纜的安全設備…………………………………… 112
2.2.8雷擊和電涌保護器的使用…………………………………… 113
2.2.9電涌保護器和等電位連線之間的連線線…………………… 115
2.2.10基礎接地電極……………………………………………… 115
2.2.11防止靜電放電措施………………………………………… 116
2.2.12感應負載/切換繼電器的干擾抑制措施…………………… 117
2.2.13RC 電路…………………………………………………… 119
2.2.14AC/ DC 負載切換…………………………………………… 119
2.3供電………………………………………………………………… 120
2.3.124V DC 控制電壓…………………………………………… 120
2.3.2安裝指令…………………………………………………… 121
2.4EMC 措施…………………………………………………………… 123
2.4.1概況………………………………………………………… 123
2.4.2電氣系統和網路的干擾源…………………………………… 124
2.4.3濾波器的使用……………………………………………… 124
2.4.4高頻干擾…………………………………………………… 125
2.4.5低頻干擾…………………………………………………… 127
2.4.6接地/等電位連線/參考地…………………………………… 128
2.4.7遵循EMC 標準的建議……………………………………… 130
2.4.8特殊保護控制櫃安裝的方法與布線………………………… 131
2.5變頻器……………………………………………………………… 135
2.5.1套用………………………………………………………… 135
2.5.2線路電抗器/線路濾波器的使用…………………………… 136
2.5.3反饋式變頻器……………………………………………… 137
2.5.4變頻器採用插入式連線的接地規則………………………… 138
習題……………………………………………………………………… 138
第3 章組態與規劃………………………………………………………… 139
3.1網路管理…………………………………………………………… 139
3.2SNMP———簡單網路管理協定…………………………………… 141
3.2.1SNMP 的基本原理…………………………………………… 141
3.2.2SNMP 的背景………………………………………………… 141
3.2.3SNMP 的版本………………………………………………… 142
3.2.4SNMP 的管理模型…………………………………………… 143
3.2.5SNMP 語言…………………………………………………… 146
3.2.6SNMP 網路管理系統………………………………………… 148
3.3SNMP OPC ………………………………………………………… 151
3.3.1OPC ………………………………………………………… 151
3.3.2COM ………………………………………………………… 152
3.3.3DCOM ……………………………………………………… 153
3.3.4OPC 功能…………………………………………………… 153
3.3.5OPC DX ……………………………………………………… 154
3.3.6SNMP OPC 網關……………………………………………… 155
3.4實時乙太網通信…………………………………………………… 158
3.4.1概況………………………………………………………… 158
3.4.2實時系統基礎……………………………………………… 158
3.4.3同步性……………………………………………………… 163
3.5乙太網/工業協定(Ethernet/ IP) ………………………………… 167
3.6多播………………………………………………………………… 169
3.6.1靜態多播組………………………………………………… 170
3.6.2動態多播組………………………………………………… 171
3.6.3廣播………………………………………………………… 173
3.7Modbus TCP ………………………………………………………… 174
習題……………………………………………………………………… 177
第4 章PROFINET ………………………………………………………… 178
4.1PROFINET 的組件模型…………………………………………… 180
4.2創建組件…………………………………………………………… 181
4.3自動化對象的連線———技術結構………………………………… 182
4.4PROFINET IO 控制器……………………………………………… 185
4.5建立/斷開通信關係……………………………………………… 186
4.6NRT 功能…………………………………………………………… 189
4.7PROFINET 設備命名……………………………………………… 190
4.8現場匯流排的集成…………………………………………………… 193
4.9編程與過程數據分配……………………………………………… 195
4.10IRT 通信…………………………………………………………… 196
習題……………………………………………………………………… 199
第5 章IT 安全……………………………………………………………… 200
5.1網路中的安全性…………………………………………………… 200
5.2應急規劃…………………………………………………………… 200
5.2.1安全漏洞和措施…………………………………………… 203
5.2.2自動化中的安全性………………………………………… 203
5.2.3現場匯流排系統中的安全性…………………………………… 204
5.3網路攻擊的檢測與處理…………………………………………… 205
5.3.1出發點……………………………………………………… 205
5.3.2網路攻擊…………………………………………………… 205
5.3.3其它薄弱環節……………………………………………… 206
5.3.4開放服務…………………………………………………… 210
5.3.5Rootkit ……………………………………………………… 211
5.4防範機制…………………………………………………………… 212
5.4.1分級保護機制……………………………………………… 212
5.4.2防火牆……………………………………………………… 214
5.4.3數據包過濾器……………………………………………… 214
5.4.4入侵檢測/回響……………………………………………… 215
5.4.5破壞類型…………………………………………………… 215
5.4.6攻擊檢測與攻擊信號……………………………………… 215
5.4.7薄弱點……………………………………………………… 215
5.4.8安全策略和應急計畫……………………………………… 216
5.5藍牙安全性………………………………………………………… 218
5.6無線區域網路的安全性……………………………………………… 220
5.6.1WLAN 操作模式…………………………………………… 221
5.6.2安全改善措施……………………………………………… 222
5.6.3擴展安全程式……………………………………………… 224
5.6.4IEEE802.11i ………………………………………………… 225
5.6.5虛擬專用網———VPN ……………………………………… 226
5.6.6可靠性提高………………………………………………… 227
習題……………………………………………………………………… 227
參考文獻……………………………………………………………………… 228
