本书用类比的手法、风趣的语言，介绍了工业4.0的“连接助手”——PROFINET技术的相关知识。本书分为三大篇章：在入门篇中，介绍了一个草根工程师眼中的工业4.0，并且加入了一些网络的技术视角，搭建了展示PROFINET所需要的技术平台，然后引入PROFINET；在基础篇中，运用PROFINET技术搭建了一个满足工业3.0特点的工厂生产线控制系统通信网络，在组网的过程中逐步解释了其中所用到的PROFINET技术细节；在提高篇中，介绍了PROFINET系统运行时通信的内容等“高精尖”知识，为解决实际工作中遇到的更为复杂的问题提供一些思路。
本书视角独特，内容新颖实用，语言轻松有趣，适合通信、自动化、工业控制领域的技术人员阅读使用，同时也可作为高等院校相关专业的教材及参考书。

适读人群 ：本书适合通信、自动化、工业控制领域的技术人员阅读使用，同时也可作为高等院校相关专业的教材及参考书。


《大话Profinet——智能连接工业4.0》特色如下：
1.本书采用独特的视角、类比的手法、风趣的语言，将以往普遍讲解严肃、晦涩难懂的知识变得亲切好玩一些；
2.本书介绍PROFINET的相关知识在目前的图书市场上来讲还是比较欠缺的一块，是非常适合读者入门学习使用的；
3.本书入门篇、基础篇、提高篇三篇内容循序渐进，没有过多啰里啰嗦的语言，干货十足，通过搭建实验平台来从实践中有针对性地了解PROFINET的各个细节点；
4.本书以当下工业4.0、中国制造2025为背景，所讲内容与时俱进，新颖实用。

工业4.0是当下热门的话题之一。中国制造业尚处于工业2.0和工业3.0并行发展的阶段，想要在工业4.0的征途中实现“弯道车”，就必须走工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0示范的发展道路，那么深入理解一种重要的工业以太网标准——PROFINET，就是在普及工业3.0，就是在帮助读者从技术的层面理解工业4.0。
PROFINET是基于工业以太网技术的新一代自动化总线标准。既然是“标准”，那么大家听到这个词会有怎样的印象呢？是不是会想到白皮书一样的东西——有章节和条款、有文字和数据、有定义和解释。的确，在众多讲解PROFINET标准的培训教程中，介绍的内容不外乎是实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、安全、过程控制、IT标准等内容。德国的工程师用这样的教程，美国的工程师用这样的教程，国内的工程师也用这样的教程。
所以笔者觉得应该拿出一些方法帮助大家理解，减少学校和企业培养人才的难度。这俗话说得好：“马无夜草不肥”。也就是说，咱们不仅要有兢兢业业的工作态度，踏实肯干的工作作风，而且要有一些事半功倍的工作方法，才能让中国制造业在这场影响全球的工业革命中实现“弯道车”。
其实本书能够出版，是经历了一点曲折的。在开始码字的时候，正处于我工作的低谷期，当时感觉十分迷茫，因为学了一大堆东西后却不知道怎么学以致用，怎么服务于人民群众。经过一段时间的思考，我决定那就先服务自己吧，把学到的东西想想透彻，先让自己明白，然后写给别人看，关键是得写得深入浅出，让别人能看明白。而且要写得有趣些，不然大家工作那么忙，有点时间可以上微信抢红包呀，干吗费脑筋看这些枯燥的东西呢。写着写着就想到可以在论坛上贴出来呀，让更多朋友受益。也许是好事多磨，用《大话PROFINET（连载）》的标题在论坛上次发布帖子就给毙了，就像公司有良好的业绩，想申请股票上市却给证监会驳回一样，当时真觉得自己运气不太好。不过活人哪能被尿憋死，如果不能直接上市，那就借壳上市吧，于是笔者拿出以前在论坛上已经发布过的一篇帖子，把名字改成《大话PROFINET（连载）》，把内容
改了再提交，终于得以发布。后来随着一次次的跟帖连载，终于收到的个网友回复，接下来是很多网友支持，再到论坛版主提升了帖子的热度，乃至得到官方微博的宣传，再后来收到编辑的约稿，后行文成书，其中酸甜苦辣，真是只有自己才能体会。
其实学习本来就不是易事，我写这本书的初衷也是希望大家学习起来更加轻松，充满乐趣。无论如何，耐着心，读下去！这本书要比教材轻松、开心得多……
组织结构
本书分为三大篇章：入门篇、基础篇和提高篇。在入门篇中，先跟读者聊一聊一个草根工程师眼中的工业4.0，并且加入了一些网络的技术视角，搭建了展示PROFINET所需要的所有技术平台，然后引入PROFINET。在基础篇中，本书将运用PROFINET技术来搭建一个满足工业3.0特点的工厂生产线控制系统通信网络，在组网的过程中逐步解释一下其中所用到的所有PROFINET技术细节。在提高篇中，笔者再讲一些“高精尖”的东西作为提高，有兴趣的朋友可以了解到PROFINET系统运行时通信的内容，为解决实际工作中遇到的更为复杂的问题提供一些思路。
本书特点
当下的关于PROFINET的教程实在是过为严肃了些，样子千篇一律，讲解晦涩难懂，一点也没给人一种“新一代”的感觉。于是，笔者就想通过一种当下比较流行的方法——“图解××”或者是“一幅图看懂××”，来重新解读一下PROFINET，使之变得亲切些，更接地气儿，根本目的就是想把技术也写得好玩一点。本书将运用PROFINET技术来搭建一个满足工业3.0特点的工厂控制系统通信网络，在组网的过程中逐步解释一下其中PROFINET所包含的所有技术细节。
读者对象
工业以太网相关研发人员。
自动化系统的设计人员。
相关专业的市场销售人员。
高等院校相关专业学生。
编者与致谢
在此要特别感谢我的母亲，作为本书的名读者，她无论何时都会信任和鼓励我；还要感谢我的妻子对我的支持和帮助；当然还有我的女儿，小家伙是我灵感的来源。同时还要感谢本书的编辑，您的慧眼发现了“第四个苹果”，促成了本书的面世。
本书由陈曦编著，同时参与本书资料整理等相关工作的人员还有马海英、张桂红、张玉书、王素珍、张波、孙微等。由于作者水平有限，书中疏漏、不足之处在所难免，恳请各位读者指正。

编著者

入门篇 /001
1 楔子——心有多大，舞台就有多大 /002
1.1 工业1.0回顾 /003
1.2 工业2.0补课 /004
1.3 工业3.0普及 /005
1.3.1 PLC /005
1.3.2 现场总线 /006
1.4 工业4.0实现之路 /008
1.5 互联网 /010
1.5.1 互联网的发展历史 /010
1.5.2 OSI参考模型 /011
1.6 互联网中的局域网 /013
1.7 用以太网实现局域网 /015
1.8 从以太网到工业以太网 /016
1.9 小结 /017
2 PROFINET概述——大咖出场 /018
2.1 PROFINET是什么 /018
2.2 PROFINET的作用 /019
2.3 PROFINET的特点 /020
2.3.1 PROFINET与PROFIBUS比较 /020
2.3.2 工业以太网标准之间的比较 /022
2.4 PROFINET的优点 /023
2.5 PROFINET的基本内容 /026
2.6 本书对PROFINET的分析方法 /026
2.7 小结 /028
基础篇 /029
3 PROFINET IO——秀一下肌肉 /030
3.1 系统概述 /030
3.2 PROFINET设备类型 /031
3.2.1 IO控制器 /033
3.2.2 IO设备 /034
3.2.3 IO监视器 /034
3.2.4 通信服务 /034
3.2.5 PROFINET IO系统 /036
3.3 一致性类别 /037
3.3.1 什么是一致性类别 /038
3.3.2 一致性类别选项 /039
3.3.3 如何根据一致性类别选择设备 /041
3.4 实时性 /043
3.4.1 什么是PROFINET IO系统的实时性 /044
3.4.2 普通以太网不具备实时性 /045
3.4.3 PROFINET如何实现实时性 /046
3.4.4 PROFINET IO系统的实时等级 /049
3.5 防护等级 /050
3.6 其他要求 /051
3.7 小结 /052
4 PROFINET安装——连线中，请稍候…… /054
4.1 安装概述 /055
4.2 网络拓扑 /056
4.2.1 线形拓扑 /056
4.2.2 星形拓扑 /057
4.2.3 树形拓扑 /058
4.2.4 环形拓扑 /059
4.3 PROFINET的传输介质 /060
4.2.1 电缆 /061
4.3.2 光缆 /064
4.3.3 线缆连接器 /065
4.3.4 无线局域网 /066
4.4 交换机 /068
4.4.1 交换机的基本原理 /068
4.4.2 交换机的地址列表 /069
4.4.3 工业以太网交换机的分类 /071
4.4.4 冲突域与广播域 /073
4.4.5 虚拟局域网VLAN /073
4.5 一些安装标准 /075
4.6 网络安装小结 /076
5 系统配置——别着急，让系统飞一会儿 /078
5.1 总线配置器 /079
5.2 设备标识 /080
5.2.1 设备标识的作用 /080
5.2.2 设备名称 /081
5.2.3 MAC地址 /082
5.2.4 IP地址 /083
5.3 GSD文件 /084
5.3.1 什么是GSD文件 /084
5.3.2 GSD文件的命名 /085
5.3.3 GSD文件的使用 /085
5.4 设备模型 /086
5.5 彻查PROFINET循环通信 /088
5.5.1 为什么需要循环通信 /089
5.5.2 循环通信的节拍 /090
5.5.3 设备的减速比 /091
5.5.4 其他和通信相关的时间参数 /093
5.6 小结 /094
6 优化PROFINET网络——玉不琢，不成器 /095
6.1 影响网络性能的不合理因素 /095
6.2 如何优化网络 /096
6.2.1 考虑设备合理的数据量 /096
6.2.2 改进网络拓扑结构 /097
6.2.3 合理设置周期时间 /098
6.3 使用无线传输 /099
6.4 与更高级别的网络（企业网）通信 /101
6.5 安全 /102
6.6 小结 /102
提高篇 /103
7 PROFINET IO诊断与检测技术 /104
7.1 PROFINET IO诊断 /104
7.1.1 设备诊断 /105
7.1.2 网络诊断 /106
7.2 PROFINET检测 /107
7.3 诊断与检测工具 /109
7.3.1 线路测试仪 /110
7.3.2 PROFINET网络诊断工具 /110
7.3.3 报文分析软件 /111
7.4 其他软件 /112
7.4.1 IO控制器模拟软件 /112
7.4.2 XML分析软件 /113
7.5 小结 /114
8 PROFINET通信协议——没有规矩，不成方圆 /116
8.1 PROFINET IO协议概述 /117
8.2 IP网际协议 /119
8.2.1 TCP协议 /120
8.2.2 UDP协议 /120
8.3 ARP地址解析协议 /121
8.3.1 ARP的工作原理 /122
8.3.2 ARP报文 /123
8.4 PROFINET实时协议 /124
8.4.1 FrameID /125
8.4.2 周期性数据 /126
8.4.3 CycleCounter详解 /126
8.4.4 DataStatue详解 /127
8.4.5 报警报文 /128
8.5 DCP发现与配置协议 /128
8.5.1 DHCP协议 /129
8.5.2 DHCP与DCP的比较 /130
8.5.3 DCP与ARP的比较 /132
8.5.4 DCP设置设备参数 /132
8.5.5 更换设备过程中的DCP通信 /133
8.5.6 DCP报文 /134
8.6 LLDP链路层发现协议 /135
8.6.1 发现相邻节点 /135
8.6.2 更换设备的基本规则 /136
8.6.3 LLDP报文 /137
8.7 SNMP简单网络管理协议 /138
8.7.1 识别拓扑 /139
8.7.2 SNMP的特点 /139
8.7.3 SNMP的格式 /140
8.7.4 管理信息数据库简介 /140
8.8 MRP介质冗余协议 /141
8.9 包含VLAN标签的报文 /143
8.10 精确时钟协议（PTCP）简介 /143
8.11 ICMP因特网控制消息协议 /145
8.12 小结 /146
9 PROFINET IRT通信 /147
9.1 PROFINET等时实时介绍 /148
9.2 等时实时通信的优势 /149
9.2.1 时钟同步 /149
9.2.2 带宽预留 /150
9.2.3 通信规划 /151
9.3 不同的等时实时通信 /152
9.3.1 高度灵活的等时实时通信 /152
9.3.2 高性能的等时实时通信 /153
9.4 小结 /155
10 杂项——抛砖引玉 /157
10.1 PROFINET CBA /157
10.1.1 什么是CBA /157
10.1.2 组件对象模型 /158
10.2 集成现场总线系统 /159
10.2.1 代理（Proxy） /159
10.2.2 PROFINET网关 /159
10.3 PROFINET组织与规范 /160
10.4 小结 /160
参考文献 /161