本书依据最新发布的《工业互联网应用专业教学标准（高等职业教育专科）》及工业互联网领域职业能力要求编写，系统构建了工业 4.0 背景下智能产线网络架构的核心知识体系与技能框架。本书贯穿以建设网络强国、弘扬匠心制造为时代使命与责任担当的素养提升主线，深度融合工业互联网、工业物联网、工业感知等前沿技术，旨在培养适应智能制造发展的复合型技术技能人才。

本书聚焦智能产线，系统介绍了智能产线的工业网络架构设计与搭建、数据采集、智能仓储管理、生产数字化管理及工业互联网智能产线控制与维护内容。编写过程中以实操案例为知识载体，通过案例、图表、微课视频等形式呈现，内容浅显易懂、逻辑清晰且富有吸引力，能有效激发读者的求知欲；同时依托“校企合作”模式，结合“互联网+”形式，在重要知识点处嵌入二维码，便于读者理解知识和开展深入学习。

本书既可作为高等职业教育专科及本科院校工业互联网应用、机械设计制造及自动化、智能控制技术等专业的教材，也可作为制造业数字化转型中所需技术岗位人员的基础知识学习与技能参考用书，以及供从事工业自动化、智能制造相关工作的工程技术人员参考。

为便于教学，本书配套有电子教案、助教课件、教学视频、习题答案等教学资源，选择本书作为教材的教师可来电（010-88379193）索取，或登录www.cmpedu.com网站，注册后免费下载。

目　　录

前　言

二维码索引

项目一　节能减排，绿色网络——智能产线的工业网络架构设 1

任务一　解析智能产线网络数据的传输过程 1

知识点一：计算机网络的定义及分类 2

知识点二：工业网络、工业物联网与工业互联网概述 5

知识点三：OSI 参考模型和TCP/IP 参考模型 5

任务二 构建维护网络和设计网络的数据传输系统 12

知识点一：工业网络传输介质及接口 13

知识点二：工业数据通信方式及传输方式 15

知识点三：计算机端口规范 16

知识点四：MAC 地址和IPv4 地址 17

知识点五：子网的划分 20

知识点六：IPv6 地址 21

知识点七：常用的网络指令 22

任务三 设计智能产线的工业网络架构 32

知识点一：工业网络常见的拓扑结构 33

知识点二：串行通信的应用 35

知识点三：工业感知技术 37

知识点四：拓扑图绘制软件Visio 的使用方法 40

知识点五：网络仿真测试软件的使用方法 43

项目二　创新合作，网络安全——智能产线的工业网络架构搭 54

任务一 单环冗余网络搭建实践 54

知识点一：单环冗余网络相关知识概述 55

知识点二：二层交换机和三层交换机设备 56

任务二 静态路由网络搭建实践 67

知识点一：虚拟局域网概述 68

知识点二：路由相关知识概述 71

任务三 工业防火墙网络搭建实践 83

知识点一：工业级防火墙概述 84

知识点二：工业防火墙设备 86

任务四 WLAN 网络搭建实践 98

知识点：无线网络概述 99

任务五 工业网络组网搭建综合案例 109

知识点：工业网络组网搭建综合案例分析 110

项目三　高效协同，数据赋能——智能产线的数据采 119

任务一　基于Modbus TCP 的工业级RFID 读写器控制 119

知识点一：Modbus 现场总线概述 120

知识点二：Modbus TCP 通信协议解析 122

知识点三：CK-FR08 工业级RFID 读写器使用说明 128

知识点四：Modbus TCP 通信相关数据类型和指令 131

任务二 基于Modbus RTU 的环境数据采集与控制 139

知识点一：Modbus RTU 通信协议解析 140

知识点二：CM1241、CB1241 RS-485 通信模块介绍 145

知识点三：MD200S 变频器和环境传感器的使用说明 146

知识点四：Modbus RTU 通信指令 148

项目四　自主可控，智慧仓储——智能产线的智能仓储管 157

任务一 基于Profibus-DP 的库位精准监控 157

知识点一：Profibus 现场总线概述 158

知识点二：Profibus-DP 分布式远程I/O 模块 161

任务二 基于Profinet 的仓储自动化控制 169

知识点一：Profinet 现场总线概述 170

知识点二：伺服电动机控制系统 172

项目五　使命在肩，智转数改——智能产线的生产数字化管 188

任务一 智能产线控制系统MES 应用 188

知识点一：认识数字化车间和工业APP 189

知识点二：MES 的定义和生态架构 192

任务二　云平台系统数据采集与分析 203

知识点一：边缘网关 204

知识点二：云平台 205

项目六　网络强国，匠心智造——工业互联网智能产线控制与维 230

任务一 智能产线典型工作站的机电系统装配与调试 230

知识点：智能产线的设备整体介绍 231

任务二　工业互联网智能控制系统运行与优化 246

知识点一：工业互联网智能控制系统工作流程分析与运行 247

知识点二：智能产线系统报警优化与维护 248

参考文 267