S7-300/400PLC基礎(chǔ)與案例精選

前言

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以可編程序控制器（PLC）、變頻器、計(jì)算機(jī)通信和組態(tài)軟件等為主體的新型電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的繼電器電氣控制系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。其中西門(mén)子PLC具有卓越的性能，在工控市場(chǎng)占有非常大的份額，應(yīng)用十分廣泛。雖然S7-300／400PLC被大多數(shù)技術(shù)人員接受，但長(zhǎng)期以來(lái)，S7-300／400PLC一直公認(rèn)是比較難入門(mén)的。為了使讀者能更好地掌握相關(guān)知識(shí)，我們?cè)诳偨Y(jié)長(zhǎng)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，聯(lián)合相關(guān)企業(yè)人員，共同編寫(xiě)了本書(shū)，力爭(zhēng)使讀者通過(guò)“看書(shū)”就能學(xué)會(huì)S7-300／400PLC。本書(shū)將力求簡(jiǎn)單和詳細(xì)，用較多的小例子引領(lǐng)讀者入門(mén)，讓讀者讀完入門(mén)部分后，能完成簡(jiǎn)單的工程。應(yīng)用部分精選工程的實(shí)際案例，供讀者模仿學(xué)習(xí)，提高讀者解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！　∥覀?cè)诰帉?xiě)過(guò)程中，將一些生動(dòng)的操作實(shí)例融入該書(shū)，以提高讀者的學(xué)習(xí)興趣。本書(shū)與其他相關(guān)書(shū)籍相比，具有以下特點(diǎn)?！　。?）用實(shí)例引導(dǎo)讀者學(xué)習(xí)。該書(shū)的大部分章節(jié)用精選的例子講解。例如，用例子說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程?！　。?）重點(diǎn)的例子都包含軟硬件的配置方案圖、接線(xiàn)圖和程序，而且為確保程序的正確性，本書(shū)中程序已經(jīng)在PLC上運(yùn)行通過(guò)?！　。?）對(duì)于比較復(fù)雜的例子，為了便于讀者學(xué)習(xí)，均配有視頻。如工業(yè)以太網(wǎng)通信的硬件組態(tài)，就配有編者的組態(tài)過(guò)程視頻?！　。?）該書(shū)實(shí)例易于工程移植。　　全書(shū)共分9章。第1、4、5、6章由無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的向曉漢編寫(xiě)；第2、3、8章由無(wú)錫雷華科技有限公司的陸彬編寫(xiě)；第7章由無(wú)錫雪浪輸送機(jī)廠(chǎng)的劉遙遙編寫(xiě)；第9章由無(wú)錫小天鵝股份有限公司的李潤(rùn)海編寫(xiě)。本書(shū)由向曉漢任主編，陸彬任副主編。郭瓊副教授任主審。　　由于編者水平有限，缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正，編者將萬(wàn)分感激！

內(nèi)容概要

本書(shū)從基礎(chǔ)和實(shí)用出發(fā)，涵蓋的主要內(nèi)容包括S7-300／400
PLC、變頻器和組態(tài)軟件。全書(shū)分兩個(gè)部分：第一部分為入門(mén)學(xué)習(xí)，主要介紹S7-300／ 400
PLC的硬件和接線(xiàn)、STEP-7軟件的使用、PLC的編程語(yǔ)言、編程方法與調(diào)試；第二部分為實(shí)例應(yīng)用，包括PLC的通信、PLC在過(guò)程控制的應(yīng)用、PLC在變頻調(diào)速中的應(yīng)用和上位機(jī)對(duì)PLC的監(jiān)控。
本書(shū)內(nèi)容豐富，重點(diǎn)突出，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)用性，幾乎每章中都配有大量實(shí)用的例題，便于讀者模仿學(xué)習(xí)，另外每章配有習(xí)題供讀者練習(xí)。大部分實(shí)例都有詳細(xì)的軟件、硬件配置清單，并配有接線(xiàn)圖和程序。本書(shū)的配套資源中有重點(diǎn)內(nèi)容的程序和操作視頻資料。
 本書(shū)可以作為工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)S7-300／400
PLC入門(mén)和提高級(jí)用書(shū)，也可以作為大中專(zhuān)院校機(jī)電類(lèi)、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教材。

書(shū)籍目錄

前言
第1章 可編程序控制器（PLC）基礎(chǔ)
  1.1 概述
    1.1.1 PLC的發(fā)展歷史
    1.1.2 PLC的主要特點(diǎn)
    1.1.3 PLC的應(yīng)用范圍
    1.1.4 PLC的分類(lèi)與性能指標(biāo)
    1.1.5 PLC與繼電器系統(tǒng)的比較
    1.1.6 PLC與微機(jī)的比較
    1.1.7 PLC的發(fā)展趨勢(shì)
    1.1.8 PLC在我國(guó)的使用情況
  1.2 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理
    1.2.1 可編程序控制器的硬件組成
    1.2.2 可編程序控制器的工作原理
    1.2.3 可編程序控制器的立即輸入、輸出功能
  小結(jié)
  習(xí)題
第2章 S7-300／400PLC的硬件介紹
  2.1 S7.3 00PLC常用模塊及其接線(xiàn)
    2.1.1 西門(mén)子PLC簡(jiǎn)介
    2.1.2 S7-3 00PLC常用模塊及其接線(xiàn)
  2.2 S7-400PLC常用模塊及其接線(xiàn)
    2.2.1 S7-400PLC的概述
    2.2.2 S7-400PLC的機(jī)架
    2.2.3 S7-400PLC常用模塊及其連接
  小結(jié)
  習(xí)題
第3章 STEP7軟件使用入門(mén)
  3.1 STEP7簡(jiǎn)介
    3.1.1 初識(shí)STEP7
    3.1.2 安裝STEP7注意事項(xiàng)
  3.2 編程界面的SIMATIC管理器
    3.2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目
    3.2.2 編輯項(xiàng)目
  3.3 硬件組態(tài)與參數(shù)設(shè)置
    3.3.1 硬件組態(tài)
    3.3.2 參數(shù)設(shè)置
    3.3.3 硬件的更新和GSD文件安裝
  3.4 下載和上傳
    3.4.1 下載
    3.4.2 上傳
  3.5 軟件編程
  3.6 打印和歸檔
    3.6.1 打印
    3.6.2 歸檔
  3.7 用STEP7V5.4 建立一個(gè)完整的項(xiàng)目
  3.8 使用幫助
    3.8.1 查找關(guān)鍵字或者功能
    3.8.2 了解某個(gè)邏輯塊FB／SFB／FC／SFC的功能及管腳的定義
  小結(jié)
  習(xí)題
第4章 S7-300／400PLC的編程語(yǔ)言
  4.1 S7-3 00／400PLC的編程基礎(chǔ)知識(shí)
    4.1.1 編程元件與數(shù)據(jù)類(lèi)型
    4.1.2 尋址方式
    4.1.3 編程語(yǔ)言
  4.2 CPU中的寄存器
    4.2.1 累加器（ACCIJx）
    4.2.2 狀態(tài)字寄存器（16位）
    4.2.3 數(shù)據(jù)塊寄存器
  4.3 位邏輯指令
  4.4 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令
    4.4.1 定時(shí)器
    4.4.2 計(jì)數(shù)器
  4.5 數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算指令
    4.5.1 裝載與傳送指令
    4.5.2 比較指令
    4.5.3 轉(zhuǎn)換指令
    4.5.4 移位與循環(huán)指令
    4.5.5 算術(shù)運(yùn)算指令
    4.5.6 控制指令
  4.6 S7-300／400PLC的程序結(jié)構(gòu)
    4.6.1 功能、功能塊和數(shù)據(jù)塊
    4.6.2 組織塊（OB）
    4.6.3 STL源文件
  4.7 實(shí)例
  小結(jié)
  習(xí)題
第5章 S7-3 00／400PLC的編程方法與調(diào)試
  5.1 功能圖
    5.1.1 功能圖的畫(huà)法
    5.1.2 梯形圖編程的原則
  5.2 邏輯控制的梯形圖編程方法
    5.2.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法
    5.2.2 功能圖設(shè)計(jì)法
  5.3 S7-300／400PCL的診斷與調(diào)試方法
    5.3.1 使用狀態(tài)和出錯(cuò)LED進(jìn)行診斷
    5.3.2 使用STEP7的軟件診斷功能進(jìn)行硬件診斷
    5.3.3 用變量監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試
    5.3.4 使用PLCSIM軟件進(jìn)行調(diào)試
  5.4 實(shí)例
  小結(jié)
  習(xí)題
第6章 S7-300／400PLC的通信及其應(yīng)用
  6.1 通信基礎(chǔ)知識(shí)
    6.1.1 通信的基本概念
    6.1.2 RS.4 85標(biāo)準(zhǔn)串行接口
    6.1.3 OSI參考模型
  6.2 MPI通信及其應(yīng)用
    6.2.1 MPI通信簡(jiǎn)介
    6.2.2 S7-200PLC與S7-300PLC間的MPI通信
    6.2.3 S7-300PLC與S7-300PLC間的MPI通信
    6.2.4 S7-300／400PLC與S7-400PLC間的MPI通信
  6.3 PROFIBUS通信及其應(yīng)用
    6.3.1 PROF[BUS通信基礎(chǔ)
    6.3.2 S7-200PLC與S7-300PLC間的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信
    6.3.3 S7-300PLC與S7-300PLC間的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信
  6.4 以太網(wǎng)通信及其應(yīng)用
    6.4.1 以太網(wǎng)通信基礎(chǔ)
    6.4.2 S7-200PLC與S7-300PLC問(wèn)的以太網(wǎng)通信
    6.4.3 S7-300PLC間的以太網(wǎng)通信
  小結(jié)
  習(xí)題
第7章 S7-300PLC在電爐溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
  7.1 PID控制簡(jiǎn)介
  7.2 利用S7-300PLC進(jìn)行電爐的溫度控制
  小結(jié)
  習(xí)題
第8章 S7.3 00PLC在模塊化生產(chǎn)線(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
  8.1 認(rèn)識(shí)模塊化生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)輸站
  8.2 西門(mén)子MM440變頻器使用簡(jiǎn)介
    8.2.1 認(rèn)識(shí)變頻器
    8.2.2 西門(mén)子MM440變頻器使用簡(jiǎn)介
  8.3 運(yùn)輸站的控制
    8.3.1 運(yùn)輸站變頻器的BOP調(diào)速
    8.3.2 運(yùn)輸站變頻器的模擬量調(diào)速
    8.3.3 運(yùn)輸站變頻器的多段調(diào)速
    8.3.4 運(yùn)輸站變頻器的通信調(diào)速
  小結(jié)
  習(xí)題
第9章 上位機(jī)對(duì)S7-300／400PLC的監(jiān)控
  9.1 簡(jiǎn)單組態(tài)軟件工程的建立
    9.1.1 認(rèn)識(shí)組態(tài)軟件
    9.1.2 建立工程
  9.2 搬運(yùn)站組態(tài)工程的建立
    9.2.1 變量
    9.2.2 動(dòng)畫(huà)相關(guān)
    9.2.3 命令語(yǔ)言程序
    9.2.4 創(chuàng)建搬運(yùn)站工程
  小結(jié)
  習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　PLC之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，還有許多適合工業(yè)控制的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，它較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。其主要特點(diǎn)如下：　　1.抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高　　在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中，使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，由于器件的固有缺點(diǎn)，如器件老化、接觸不良、觸點(diǎn)抖動(dòng)等現(xiàn)象，大大降低了系統(tǒng)的可靠性。而在PLC控制系統(tǒng)中大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成，因此故障大大減少。　　此外，PLC的硬件和軟件方面采取了措施，提高其可靠性。在硬件方面，所有的I／O接口都采用了光電隔離，使得外部電路與PLC內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)了物理隔離。各模塊都采用了屏蔽措施，以防止輻射干擾。電路中采用了濾波技術(shù)，以防止或抑制高頻干擾。在軟件方面，PLC具有良好的自診斷功能，一旦系統(tǒng)的軟硬件發(fā)生異常情況，CPU會(huì)立即采取有效措施，防止故障擴(kuò)大。通常PLC具有看門(mén)狗功能?！　?duì)于大型的PLC系統(tǒng)，還可以采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或者3CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高。　　2.程序簡(jiǎn)單易學(xué)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試周期短　　PLC是面向用戶(hù)的設(shè)備，PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)家充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，可采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖很相似，直觀、易懂、易掌握，不需要學(xué)習(xí)專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言。設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)計(jì)室設(shè)計(jì)、修改和模擬調(diào)試程序，非常方便。　　3.安裝簡(jiǎn)單，維修方便　　PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行，使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I／O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行隋況和查找故障。

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