工业以太网编程与调试实战 · 课程目录

工业以太网概述

定义、发展、与商用以太网区别，Profinet/EtherNet/IP/EtherCAT简介

OSI模型与TCP/IP协议栈

OSI七层、TCP/IP四层、协议映射、数据封装与解封装

物理层与传输介质

双绞线Cat5e/Cat6、光纤、M12/RJ45、布线规范与抗干扰

数据链路层与MAC地址

MAC结构、以太网帧、CSMA/CD、冲突域与广播域

网络层与IP协议

IPv4、子网掩码CIDR、默认网关、ARP、ICMP与Ping

传输层协议

TCP三次握手/四次挥手、UDP、端口号、Socket基础

应用层协议

HTTP/FTP/SNMP、Modbus TCP格式、与串口Modbus差异

Profinet协议详解

Profinet IO架构、RT/IRT、GSDML设备描述

EtherNet/IP协议详解

CIP协议栈、隐式/显式报文、对象模型、EDS文件

EtherCAT协议详解

从站数据链路层、分布时钟、状态机、过程数据映射

工业交换机基础

工作原理、MAC地址表、转发过滤、全双工/半双工

划分方法、Tagged/Untagged、VLAN间路由、工业应用

环网冗余技术

STP/RSTP/MSTP、MRP、PRP/HSR高可用性网络

QoS与流量管理

优先级队列、DSCP标记、工业实时流量保障

网络安全基础

防火墙、ACL、端口安全、MAC地址绑定

VPN与远程访问

IPSec VPN、OpenVPN、工业远程维护、安全隧道

工业以太网诊断工具

Wireshark、Ping/Tracert、SNMP MIB、网络扫描

PLC网络编程基础

S7-1200/1500、TIA Portal、TSEND/TRCV通信指令

Modbus TCP编程

报文结构、功能码、客户端/服务器(Python/C#)

Profinet IO编程

设备组态、IO数据映射、诊断中断、实时性配置

EtherNet/IP编程

标签通信、CIP对象访问、显式报文、AB PLC实例

EtherCAT从站开发

ESC配置、PDO映射、CoE协议、状态机切换

Socket编程基础

TCP/UDP Socket(Python)、多线程、超时重连

OPC UA架构、信息模型、客户端/服务器、安全策略

工业物联网网关

MQTT、数据采集转发、边缘计算、阿里云/AWS IoT

网络拓扑规划

星型/环型/线型/树型、冗余设计、IP地址规划

现场调试流程

上电检查、IP配置验证、通信测试、故障排查文档

常见故障与排除

IP冲突、电缆故障、端口错误、协议不匹配、实时性

性能测试与优化

延迟/吞吐量/抖动测试、负载模拟、优化策略

综合案例实战

Profinet产线、EtherCAT运动控制、Modbus TCP SCADA