西門子工業(yè)自動化項目設(shè)計實踐

前言

西門子（中國）有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域工業(yè)自動化與驅(qū)動集團是世界領(lǐng)先的自動化與驅(qū)動領(lǐng)域供應(yīng)商之一，在中國的制造自動化、工業(yè)過程自動化、機床控制及大型驅(qū)動市場占據(jù)領(lǐng)先地位。作力全球自動化領(lǐng)域技術(shù)、標準及市場的領(lǐng)先者，西門子公司一直致力于將自動化和驅(qū)動產(chǎn)品及系統(tǒng)不斷創(chuàng)新，向用戶提供具有先進和可靠的解決方案?；谌勺詣踊═IA，TotallyIntegratedAutomation）的概念，西門子公司成功地實現(xiàn)了整個自動化系統(tǒng)在生產(chǎn)過程的水平方向與垂直方向上的集成，從而確保了各類不同設(shè)備之間的交互需求，減少了工程成本并提高了生產(chǎn)效率。對于想要了解西門子公司曠動化系統(tǒng)原理妁初學(xué)者和從事相關(guān)應(yīng)用研究的工程技術(shù)人員而言，一本能夠全面反映SIMATIC自動化技術(shù)內(nèi)涵并融合最新發(fā)展成果的入門書籍就成為迫切的需要?！段鏖T子工業(yè)良動化項目設(shè)計實踐》一書立意新穎，作者獨具匠心，從工程項目設(shè)計的角度出發(fā)，以一個自動化生產(chǎn)線的控制過程為例，系統(tǒng)地闡述了西門子公司自動化技術(shù)。在內(nèi)容上，涵蓋了一個自動化系緯從硬件安裝與組態(tài)到軟件編程與調(diào)試，從網(wǎng)絡(luò)配置與通信到HMI設(shè)備連接與組態(tài)的，全過程，詳細地介紹了$7-300／400PLC控制技術(shù)、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和人機界面監(jiān)控技術(shù)。書中敘述有講解、有實例、有分析，讀者可：以邊學(xué)習(xí)、邊實踐，在親身體驗的過程中輕松地完成知識的掌握?！段鏖T子工業(yè)自動化項旨設(shè)計實踐》一書的出版十可以幫助廣大的自動化工程師和相關(guān)專業(yè)的學(xué)生廣泛深入地理解和撐握STMATIC自動化技術(shù)，并盡快地應(yīng)用于工程設(shè)計中，從而提商工作效率，縮短項目的開發(fā)周期，幫助工業(yè)用戶提高工業(yè)生產(chǎn)率，實現(xiàn)企業(yè)最優(yōu)化運營。希望本書能夠成為西門子公司產(chǎn)品手冊之外的一本學(xué)習(xí)和應(yīng)用SIMATIC自動化技術(shù)的系統(tǒng)教材和實用工具書。

內(nèi)容概要

本書從自動化工程項目設(shè)計實踐出發(fā)，介紹了西門子公司的SIMATIC自動化技術(shù)，涵蓋了S7—300/400控制器、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通信和人機界面監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)三大核心技術(shù)。在編寫形式上，注重理論與生產(chǎn)實際相聯(lián)系，書中以自動化工程項目設(shè)計為依托，按照項目設(shè)計的流程，詳細闡述了硬件選型與組態(tài)、程序設(shè)計與調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)配置與通信、觸摸屏組態(tài)與設(shè)計以及故障診斷的方法。本書語言簡練、通俗易懂，內(nèi)容由淺入深，循序漸進，使讀者能夠在很短的時間內(nèi)輕松入門。    為方便讀者上機操作，書中附有兩張信息豐富的DVD光盤，內(nèi)容包括SIMATIC組態(tài)與編程軟件、SIMATIC中文技術(shù)手冊和多媒體培訓(xùn)課件。    本書可作為廣大工程技術(shù)人員和相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)西門子公司自動化技術(shù)的培訓(xùn)教材和實用的參考書。

書籍目錄

序前言第1章　緒論  1.1　西門子工業(yè)自動化系統(tǒng)概述    1.1.1　全集成自動化概念    1.1.2　SIMATIC系統(tǒng)特性  1.2  自動化生產(chǎn)線工程項目設(shè)計  1.3　可編程序控制器基礎(chǔ)    1.3.1  可編程序控制器的產(chǎn)生和定義    1.3.2　可編程序控制器的特點    1.3.3　可編程序控制器的分類    1.3.4　可編程序控制器的硬件組成    1.3.5　可編程序控制器的工作特點第2章　工程項目  2.1　控制任務(wù)    2.1.1  自動化生產(chǎn)線模型    2.1.2　控制系統(tǒng)技術(shù)要求  2.2　控制方案設(shè)計原則    2.2.1  確定系統(tǒng)控制任務(wù)與設(shè)計要求    2.2.2　制定電氣控制方案    2.2.3　確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號    2.2.4　PLC選型與硬件配置    2.2.5　I/O分配    2.2.6　控制程序設(shè)計    2.2.7　現(xiàn)場運行調(diào)試    2.2.8　項目歸檔第3章　PLC的硬件系統(tǒng)  3.1  S7-300/400硬件模塊　  3.1.1　機架  　3.1.2　電源模塊　  3.1.3  CPU　  3.1.4　信號模塊　  3.1.5　通信模塊　  3.1.6　功能模塊　  3.1.7　接口模塊  　3.1.8　占位模塊　  3.1.9　仿真器模塊  3.2　硬件安裝    3.2.1　S7-300安裝規(guī)范    3.2.2　S7-400安裝規(guī)范    3.2.3　更換模塊  3.3　硬件接線 　 3.3.1　模塊選擇 　 3.3.2　I/O分配表 　 3.3.3　I/O接線圖  3.4　組態(tài)硬件    3.4.1　創(chuàng)建一個項目    3.4.2　硬件配置    3.4.3　更新硬件目錄    3.4.4　復(fù)位CPU和暖啟動    任務(wù)1　灌裝項目硬件設(shè)計第4章　PLC的軟件設(shè)計　4.1　STEP 7編程基礎(chǔ)  　4.1.1　數(shù)制和編碼　  4.1.2　數(shù)據(jù)類型及表示格式　  4.1.3　S7—300/400的內(nèi)部資源　  4.1.4　存儲區(qū)的尋址方式　  4.1.5　STEP 7編程語言　4.2　程序結(jié)構(gòu)設(shè)計  　4.2.1　程序塊類型  　4.2.2　程序結(jié)構(gòu)形式　  4.2.3　工程項目程序結(jié)構(gòu)　……第5章　PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)第6章　觸摸屏的使用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 緒論1.1 西門子工業(yè)自動化系統(tǒng)概述1.1.1 全集成自動化概念工業(yè)現(xiàn)代化的進程，對生產(chǎn)過程的自動控制和信息通信提出了更高的要求。工業(yè)自動化系統(tǒng)已經(jīng)從單機的PLC控制發(fā)展到多PLC及人機界面（Human Machine Interface，HMI）的網(wǎng)絡(luò)控制。目前，PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和HMI上位監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于“制造自動化”和“過程自動化”兩大領(lǐng)域，包括鋼鐵、機械、冶金、石化、玻璃、水泥、水處理、垃圾處理、食品和飲料業(yè)、包裝、港口、紡織、石油和天然氣、電力、汽車等。作為全球自動化領(lǐng)域技術(shù)、標準及市場的領(lǐng)導(dǎo)者，西門子公司一直致力于自動化和驅(qū)動產(chǎn)品及系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新。1996年，西門子公司自動化與驅(qū)動集團提出了全集成自動化（To-tally Integrated Automation，TIA）的概念，即用一種系統(tǒng)或者一個自動化平臺完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成的功能。SIMATIC提供了一個可以包含當(dāng)今自動化解決方案中全部所需組件的模塊化系統(tǒng)，其系列產(chǎn)品具有高度一致的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的編程和組態(tài)環(huán)境以及標準化的網(wǎng)絡(luò)通信體系、結(jié)構(gòu)，為從現(xiàn)場級到控制級的生產(chǎn)及過程控制提供了統(tǒng)一的全集成、系統(tǒng)平臺。2.1.2控制系統(tǒng)技術(shù)要求自動化生產(chǎn)線模型設(shè)計了手動和自動兩種工作模式。手動模式用于設(shè)備的調(diào)試和計數(shù)統(tǒng)計值的復(fù)位。自動模式下允許啟動生產(chǎn)線運行?？刂葡到y(tǒng)中包括緊急情況的處理以及故障診斷與顯示報警功能。1急停功能當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，按下急停按鈕，停止設(shè)備的一切運行。2手動模式1）在手動模式下，可以通過點動按鈕使傳送帶電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，用于調(diào)試設(shè)備。2）在手動模式下，可以通過復(fù)位按鈕對計數(shù)統(tǒng)計值進行清零。3）在手動模式下，可以通過選擇開關(guān)設(shè)置下位（PLC）控制或上位（HMI）控制。3自動模式1）在自動模式下，按下啟動按鈕，系統(tǒng)啟動，電動機正轉(zhuǎn)，傳送帶運行。2）空瓶子到達灌裝位置時，電動機停轉(zhuǎn)，灌裝閥門打開。3）灌裝時間到，灌裝閥門關(guān)閉，電動機正轉(zhuǎn)，傳送帶繼續(xù)運行。4）在自動模式下，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止，電動機不轉(zhuǎn)，傳送帶停止運行。4.工件計數(shù)統(tǒng)計控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)工件的計數(shù)統(tǒng)計，包括毛坯數(shù)、正品數(shù)和廢品數(shù)。正品數(shù)顯示在控制面板的數(shù)碼管上。5模擬量檢測灌裝液罐的液位由模擬量液位傳感器進行監(jiān)視。液位低于下限時，要打開進料閥門，液位高于上限時，要關(guān)閉進料閥門。6故障報警當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)能夠立即響應(yīng)，控制面板上相應(yīng)的故障指示燈會閃亮故障排除后，按下故障復(fù)位按鈕，生產(chǎn)線才能自動運行。2.2控制方案設(shè)計原則自動化控制系統(tǒng)的被控對象一般為機械加工設(shè)備、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。控制方案設(shè)計主要包括硬件設(shè)計、軟件程序設(shè)計、施工設(shè)計及現(xiàn)場調(diào)試等幾部分內(nèi)容。設(shè)計流程如圖2.3所示。2.2.1確定系統(tǒng)控制任務(wù)與設(shè)計要求首先要了解機械運動與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系，仔細分析被控對象的控制過程和控制要求，熟悉工藝流程及設(shè)備性能，明確各項任務(wù)的要求、約束條件及控制方式。對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個獨立的部分，這樣可以化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。2.2.2制定電氣控制方案根據(jù)生產(chǎn)工藝和機械運動的控制要求，確定控制系統(tǒng)的工作方式，例如全自動、半自動、手動、單機運行、多機聯(lián)線運行等。

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