西門(mén)子S7-300/400系列PLC自學(xué)手冊(cè)

前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣控制技術(shù)在各領(lǐng)域，特別是在自動(dòng)控制領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，有了越來(lái)越多的應(yīng)用。PLC以其可靠性高、靈活性強(qiáng)、易于擴(kuò)展、通用性強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)PLC又與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)結(jié)合，使其在各個(gè)控制領(lǐng)域中顯示了較強(qiáng)的應(yīng)用潛力和良好的應(yīng)用前景?！　≡谝酝腜LC教學(xué)與培訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)員經(jīng)常會(huì)提出這樣的問(wèn)題：“我知道這門(mén)技術(shù)很有用，但是我沒(méi)有什么基礎(chǔ)知識(shí)，不知道該怎樣學(xué)習(xí)這門(mén)技術(shù)?！边€有的學(xué)員問(wèn)：“別人以前是怎樣學(xué)習(xí)這門(mén)技術(shù)的？有沒(méi)有什么捷徑能讓我們?cè)跇O短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)這門(mén)技術(shù)？”　　對(duì)于這些問(wèn)題，綜合起來(lái)就是：如何以最快的速度，使初學(xué)者在最短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)并掌握PLC的編程及維護(hù)方法。那么到底如何學(xué)習(xí)這門(mén)技術(shù)呢？回想起來(lái)方法也較簡(jiǎn)單：看程序－仿程序－編寫(xiě)程序，也就是“實(shí)踐、實(shí)踐、再實(shí)踐”。為使電氣控制技術(shù)人員在自學(xué)過(guò)程中少走彎路，能盡快掌握PLC的編程及維護(hù)方法，編者專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)了本書(shū)。　　本書(shū)從實(shí)際出發(fā)，以功能強(qiáng)大、應(yīng)用最廣的西門(mén)子S7-300／400系列PLC為對(duì)象，講述了大中型PLC的基礎(chǔ)與應(yīng)用等方面的內(nèi)容。在編寫(xiě)過(guò)程中注重題材的取舍，使本書(shū)具有以下特點(diǎn)?！　?.充分考慮初學(xué)者的自學(xué)要求，講解細(xì)致。如：對(duì)于指令的講解，不是泛泛而談，而都輔以簡(jiǎn)單的實(shí)例，使讀者更易于掌握。　　2.工程實(shí)例豐富，由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)地引導(dǎo)讀者，著重培養(yǎng)讀者的動(dòng)手能力，使讀者容易跟上新技術(shù)的發(fā)展。本書(shū)的大部分實(shí)例取材于實(shí)際工程項(xiàng)目或其中的某個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)讀者從事PLC應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)具有較大的實(shí)踐指導(dǎo)意義?！　?.由于昂貴的培訓(xùn)費(fèi)用和硬件價(jià)格，一般人很難通過(guò)大量的PLC硬件進(jìn)行S7-300／400系列PLC的實(shí)際操作學(xué)習(xí)，所以書(shū)中大部分實(shí)例都是基于STEP 7編程軟件和s7-PLCSIM仿真軟件相結(jié)合的方式進(jìn)行講解，使讀者能夠在盡量少花錢(qián)的情況下快速學(xué)好這門(mén)技術(shù)。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā)，以國(guó)內(nèi)廣泛使用的西門(mén)子S7-300/400系列PLC為對(duì)象，講解大中型PLC的基礎(chǔ)與實(shí)際應(yīng)用等方面的內(nèi)容。本書(shū)介紹了PLC的工作原理，PLC軟件編程，西門(mén)子S7-300/400硬件系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、程序結(jié)構(gòu)、順序控制與S7 Graph編程、特殊功能模塊、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上介紹了S7-300/400系列PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)步驟、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和S7-300/400系列PLC的安裝與維護(hù)。　　本書(shū)通俗易懂，實(shí)例的實(shí)用性和針對(duì)性強(qiáng)。本書(shū)既可作為電氣控制領(lǐng)域技術(shù)人員的自學(xué)用書(shū)，也可作為高職高專(zhuān)、成人教育、本科院校的電氣工程、自動(dòng)化、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)控制等專(zhuān)業(yè)的參考教材。

書(shū)籍目錄

第1章　PLC基礎(chǔ)知識(shí)　　1.1　PLC的產(chǎn)生與發(fā)展　　　1.1.1　PLC的產(chǎn)生　　　1.1.2　PLC的發(fā)展　　　1.1.3　西門(mén)子PLC的發(fā)展　　1.2　PLC的分類(lèi)、特點(diǎn)與應(yīng)用　　　1.2.1　PLC的分類(lèi)　　　1.2.2　西門(mén)子PLC的產(chǎn)品類(lèi)型　　　1.2.3　PLC的特點(diǎn)　　1.3　PLC的組成及工作原理　　　1.3.1　PLC的組成　　　1.3.2　PLC的工作原理　　1.4　PLC與其他順序邏輯控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.1　PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.2　PLC與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.3　PLC與單片機(jī)控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.4　PLC與DCS的比較　第2章　西門(mén)子S7-300/400硬件系統(tǒng)　　2.1　西門(mén)子S7-300/400 PLC硬件系統(tǒng)　　　2.1.1　S7-300系列PLC的組成　　　2.1.2　S7-400系列PLC的組成　　　2.1.3　S7-300系列PLC的結(jié)構(gòu)　　　2.1.4　S7-400系列PLC的結(jié)構(gòu)　　　2.1.5　S7-400H系列PLC的硬件系統(tǒng)　　　2.1.6　S7-400F/FH系列PLC的硬件系統(tǒng)　　2.2　西門(mén)子S7-300/400 PLC的CPU模塊　　　2.2.1　S7-300的CPU模塊　　　2.2.2　S7-400的CPU模塊　　　2.2.3　S7-400H和S7-400F/FH的CPU模塊　　2.3　西門(mén)子S7-300/400 PLC的I/O模塊　　　2.3.1　S7-300 PLC的I/O模塊　　　2.3.2　S7-400 PLC的I/O模塊　　2.4　ET200分布式I/O　　　2.4.1　ET200分布式I/O的功能　　　2.4.2　ET200分布式I/O的分類(lèi)　　2.5　西門(mén)子S7-300/400 PLC存儲(chǔ)區(qū)、數(shù)據(jù)類(lèi)型與尋址方式　　　2.5.1　數(shù)制　　　2.5.2　數(shù)據(jù)類(lèi)型　　　2.5.3　CPU存儲(chǔ)區(qū)　　　2.5.4　系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)　　　2.5.5　尋址方式　第3章　PLC軟件編程　　3.1　PLC編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介　　　3.1.1　梯形圖編程語(yǔ)言　　　3.1.2　語(yǔ)句表　　　3.1.3　順序功能圖語(yǔ)言　　　3.1.4　功能塊圖語(yǔ)言　　　3.1.5　結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言　　　3.1.6　S7 HiGraph編程語(yǔ)言　　　3.1.7　S7 CFC編程語(yǔ)言　　3.2　西門(mén)子STEP 7 V5.4編程軟件簡(jiǎn)介　　　3.2.1　STEP 7軟件的安裝　　　3.2.2　STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包　　　3.2.3　STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包的擴(kuò)展　　　3.2.4　STEP 7設(shè)置　　3.3　西門(mén)子STEP 7 V5.4編程軟件的使用　　　3.3.1　啟動(dòng)SIMATIC Manager　　　3.3.2　創(chuàng)建與編輯項(xiàng)目　　　3.3.3　硬件組態(tài)　　　3.3.4　CPU參數(shù)配置　　　3.3.5　I/O模塊參數(shù)配置及模塊地址的查看　　　3.3.6　定義符號(hào)　　　3.3.7　在邏輯塊中創(chuàng)建程序　　　3.3.8　生成參考數(shù)據(jù)　　　3.3.9　下載和上傳　　　3.3.10　用變量表調(diào)試程序　　　3.3.11　用程序狀態(tài)功能調(diào)試程序　　　3.3.12　打印與歸檔　　3.4　西門(mén)子S7-PLCSIM仿真軟件　　　3.4.1　S7-PLCSIM的特性簡(jiǎn)介　　　3.4.2　S7-PLCSIM的使用方法　　　3.4.3　S7-PLCSIM與真實(shí)PLC的差別第4章　西門(mén)子S7-300/400指令系統(tǒng)　第5章　西門(mén)子S7-300/400的程序結(jié)構(gòu)　第6章　西門(mén)子S7-300/400順序控制與 S7 Graph編程　第7章　西門(mén)子S7-300/400特殊功能模塊　第8章　西門(mén)子S7-300/400工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)第9章　PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)　第10章　西門(mén)子S7-300/400系列PLC的安裝與維護(hù)附錄1　組織塊、系統(tǒng)功能與系統(tǒng)功能塊　附錄2　STEP 7指令集速查表　參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

　　1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)　　繼電.接觸器控制系統(tǒng)使用大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連接線路比較繁雜，且觸點(diǎn)通斷時(shí)有可能產(chǎn)生電弧和機(jī)械磨損，影響其壽命，可靠性差。PLC中采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，比機(jī)械觸點(diǎn)繼電器的可靠性要高。在硬件和軟件設(shè)計(jì)中都采用了先進(jìn)技術(shù)以提高可靠性和抗干擾能力。比如，用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電.接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器和時(shí)間繼電器，只剩下少量的I／O硬件，將觸點(diǎn)因接觸不良造成的故障大大減小，提高了可靠性；所有礬）接口電路都采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路進(jìn)行電氣隔離；增加自診斷、糾錯(cuò)等功能，使其在惡劣工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的可靠性、抗干擾能力提高了?！　?.靈活性好，擴(kuò)展性強(qiáng)　　繼電-接觸器控制系統(tǒng)由繼電器等低壓電器采用硬件接線實(shí)現(xiàn)，連接線路比較繁雜，而且每個(gè)繼電器的觸點(diǎn)數(shù)目有限，當(dāng)控制系統(tǒng)功能改變時(shí)，需改變線路的連接，所以繼電.接觸器控制系統(tǒng)的靈活性、擴(kuò)展性差；而由PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的控制線即可，減少了接線，當(dāng)控制系統(tǒng)功能改變時(shí)，有時(shí)只需編程器在線或離線修改程序，就能實(shí)現(xiàn)其控制要求。PLC內(nèi)部有現(xiàn)成大量的編程元件，能進(jìn)行邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，若元件不夠時(shí)，只需加上相應(yīng)的擴(kuò)展單元即可，因此PLC控制系統(tǒng)的靈活性好，擴(kuò)展性強(qiáng)?！　?.控制速度快，穩(wěn)定性強(qiáng)　　繼電-接觸器控制系統(tǒng)是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，其觸點(diǎn)的動(dòng)斷速度一般在幾十毫秒，影響控制速度，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC控制系統(tǒng)由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)速度快，一般執(zhí)行一條用戶(hù)指令只需幾微秒，PLC內(nèi)部有嚴(yán)格的同步，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。4.延時(shí)調(diào)整方便，精度較高　　繼電-接觸器控制系統(tǒng)的延時(shí)控制是通過(guò)時(shí)間繼電器來(lái)完成的，而時(shí)間繼電器的延時(shí)調(diào)整不方便，且易受環(huán)境溫度和濕度的影響，延時(shí)精度不高。PLC控制系統(tǒng)的延時(shí)是通過(guò)內(nèi)部時(shí)間元件來(lái)完成的，不受環(huán)境溫度和濕度的影響，定時(shí)元件的延時(shí)時(shí)間只需改變定時(shí)參數(shù)即可調(diào)整，因此其定時(shí)精度較高。　　5.系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝快，維修方便　　繼電-接觸器實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)控制工程，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長(zhǎng)，維修比較麻煩。PLC使用軟件編程取代繼電.接觸器中的硬件接線而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，使安裝接線工作量減小，現(xiàn)場(chǎng)施工與控制程序的設(shè)計(jì)還可同時(shí)進(jìn)行，周期短、調(diào)試快。PLC具有完善的自診斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及監(jiān)視功能，對(duì)于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示，若控制系統(tǒng)有故障時(shí)，工作人員通過(guò)它即可迅速查出故障原因，及時(shí)排除故障。

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