西门子S7-1500 PLC完全精通教程

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向晓汉 著
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店铺: 旷氏文豪图书专营店
出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122313201
商品编码:26226123454
开本:16
出版时间:2018-04-01
页数:482

具体描述



《西门子S7-1500 PLC完全精通教程》 目录 第一部分:PLC基础与S7-1500硬件解析 第一章:可编程逻辑控制器(PLC)入门 1.1 什么是PLC? 1.2 PLC在工业自动化中的作用与地位 1.3 PLC的分类与发展简史 1.4 PLC的核心组成部分:CPU、内存、输入/输出模块、通信模块 1.5 PLC的典型应用场景与优势分析 1.6 自动化发展趋势与PLC的未来 第二章:西门子S7-1500 PLC硬件概览 2.1 S7-1500 PLC家族产品线介绍(CPU模块、信号模块、通信处理器等) 2.2 S7-1500 CPU模块详解:型号选择、性能指标、内存容量、通信接口 2.3 S7-1500 数字量输入/输出模块:类型、接线方式、选型指南 2.4 S7-1500 模拟量输入/输出模块:类型、精度、信号范围、选型指南 2.5 S7-1500 特殊功能模块(计数、定位、PID等)介绍与应用场景 2.6 S7-1500 CPU与模块的安装与连接:机架安装、导轨安装、接线规范 2.7 S7-1500 系统供电与接地要求 2.8 S7-1500 诊断功能与指示灯解读 2.9 S7-1500 存储卡(MMC)的作用与管理 第三章:TIA Portal V15/V16/V17/V18 软件环境搭建与基础操作 3.1 TIA Portal(Totally Integrated Automation Portal)简介 3.2 TIA Portal 的安装与配置:系统要求、安装步骤、许可激活 3.3 TIA Portal 项目创建与管理:新建项目、保存、另存为 3.4 TIA Portal 硬件组态:添加CPU、配置I/O模块、设置IP地址 3.5 TIA Portal 软件结构与导航:设备视图、项目树、工具栏 3.6 TIA Portal 变量表(Tag Table)的创建与管理:全局变量、局部变量、符号命名 3.7 TIA Portal 常用的工程化技巧与界面布局自定义 第二部分:S7-1500 PLC编程语言与指令精讲 第四章:梯形图(LAD)编程入门与核心指令 4.1 梯形图编程原理与逻辑结构 4.2 基本逻辑指令:AND、OR、NOT、XOR 4.3 触点类型:常开触点、常闭触点、置位/复位触点 4.4 线圈类型:基本线圈、置位/复位线圈、脉冲线圈 4.5 定时器指令:TON(延时接通)、TONR(延时接通带保持)、TOF(延时断开)、TP(脉冲定时器) 4.6 计数器指令:CTU(加计数器)、CTD(减计数器)、CTUD(加减计数器) 4.7 比较指令:EQU、NEQ、GRT、LES、GEQ、LEQ 4.8 移位与循环指令:SHL、SHR、ROL、ROR 4.9 简单逻辑控制实例:电机启停控制、指示灯闪烁、流水灯控制 第五章:功能块图(FBD)编程与逻辑化设计 5.1 功能块图编程原理与图形化表达 5.2 FBD的优势与应用场景 5.3 基本逻辑门(AND, OR, NOT)在FBD中的实现 5.4 常用功能块:定时器、计数器、比较块在FBD中的应用 5.5 组合逻辑电路的设计与实现 5.6 FBD与LAD之间的相互转换与理解 5.7 FBD的结构化编程思想 第六章:语句表(STL)编程与底层指令控制 6.1 语句表编程原理与汇编语言特性 6.2 STL的优势与适用场合(高效、紧凑) 6.3 基本指令:LD, ST, OR, AND, NOT 6.4 存取指令:LAD, LADL, LADR, LADD 6.5 转移指令:JU, JCN, JMP 6.6 块调用指令:CALL, RETURN 6.7 累加器(Accumulator)的使用与管理 6.8 STL与LAD/FBD的混合编程策略 6.9 适用于性能敏感或特殊控制场景的STL编程技巧 第七章:结构化文本(SCL)编程与高级算法实现 7.1 结构化文本编程语言概述(类Pascal语言) 7.2 SCL的优势:代码可读性强、易于实现复杂算法 7.3 变量声明与数据类型:INT, REAL, BOOL, STRING, ARRAY, STRUCT 7.4 控制结构:IF-THEN-ELSE, CASE, FOR, WHILE, REPEAT-UNTIL 7.5 子程序与函数(Function)的创建与调用 7.6 块(Function Block, FB)的定义与实例化 7.7 SCL在数据处理、算法实现、高级逻辑控制中的应用 7.8 实例:PID控制算法实现、数学运算、字符串处理 第八章:西门子S7-1500指令集详解 8.1 数据传送指令:MOVE, BLKMOV, SERVE 8.2 比较指令:CMP, LGC 8.3 数学运算指令:ADD, SUB, MUL, DIV, SQRT, TRUNC, ROUND 8.4 位逻辑运算指令:AND, OR, XOR, NOT 8.5 字符串处理指令:LEN, LEFT, RIGHT, MID, CONCAT, FIND 8.6 时间与日期指令:ADD_DATE, SUB_DATE, DATE_AND_TIME, TOD, DTL 8.7 状态与控制指令:SET, RST, NOBIT, NBIT, SR 8.8 块操作指令:CALL, RET, RETC 8.9 循环与跳转指令:FOR, WHILE, JMP, JCN 8.10 专门的S7-1500指令:如PROG_RUN, HALT, STARTUP 8.11 指令使用中的注意事项与性能优化 第三部分:S7-1500 PLC的项目开发与实践 第九章:TIA Portal 项目开发流程与工作流程 9.1 项目需求分析与PLC选型 9.2 硬件组态与网络配置 9.3 变量定义与数据管理 9.4 编程策略与模块化设计 9.5 程序调试与测试 9.6 项目文档编写与归档 9.7 故障排除与维护 第十章:S7-1500 PLC的通信技术 10.1 S7-1500 PLC的网络通信选项:PROFINET, PROFIBUS, ETHERNET/IP, Modbus TCP/IP 10.2 PROFINET通信详解:拓扑结构、设备角色(IO Controller, IO Device)、通信机制 10.3 S7-1500 与HMI(西门子KTP/Comfort Panels)的连接与数据交换(OPC UA, S7 Communication) 10.4 S7-1500 与变频器(西门子SINAMICS系列)的集成与控制 10.5 S7-1500 与其他PLC(西门子S7-300/400/1200, 罗克韦尔等)的点对点通信 10.6 Modbus TCP/IP通信在S7-1500 中的应用 10.7 数据共享与通信协议(PUT/GET, ISO-on-TCP) 10.8 网络诊断与故障分析 第十一章:S7-1500 PLC的程序调试与监控 11.1 TIA Portal 在线调试功能:监视、强制、修改变量 11.2 交叉引用(Cross-Reference)功能的应用:查找变量使用情况 11.3 PLC运行模式:RUN, STOP, MRES, CLEAR 11.4 诊断缓冲区(Diagnostic Buffer)的解读与分析 11.5 触发断点(Breakpoints)与单步执行 11.6 变量表(Watch Table)的灵活运用:实时监控多变量 11.7 逻辑分析仪(Logic Analyzer)功能:捕捉程序执行过程 11.8 PLC故障排除流程与常见问题解决方案 第十二章:S7-1500 PLC的高级应用与扩展 12.1 运动控制(Motion Control)基础:伺服电机、步进电机控制 12.2 S7-1500 TIA Portal 集成的运动控制库(Technology Objects) 12.3 定位控制(Positioning Control):单轴定位、多轴同步 12.4 PID控制在S7-1500 中的应用与调参 12.5 异常处理与错误代码分析 12.6 S7-1500 安全性(Security)功能:访问控制、密码保护 12.7 S7-1500 的程序备份与恢复策略 12.8 OPC UA(Unified Architecture)在S7-1500 中的应用 12.9 S7-1500 与MES/SCADA系统集成 12.10 实时数据采集与分析 第十三章:实际项目案例分析与工程实践 13.1 案例一:多工位自动化生产线控制系统 13.1.1 系统概述与功能需求 13.1.2 PLC硬件选型与网络设计 13.1.3 编程语言选择与核心控制逻辑实现 13.1.4 HMI界面设计与交互逻辑 13.1.5 调试与现场实施经验分享 13.2 案例二:智能仓储物流调度系统 13.2.1 系统架构与关键技术 13.2.2 S7-1500 在AGV(自动导引车)调度中的应用 13.2.3 复杂路径规划与避障算法 13.2.4 与WMS(仓库管理系统)的通信 13.3 案例三:节能环保水处理控制系统 13.3.1 系统控制要点与挑战 13.3.2 模拟量采集与PID闭环控制 13.3.3 故障诊断与报警管理 13.3.4 数据记录与能源消耗监控 附录 S7-1500 PLC技术参数速查表 常用指令助记符与功能描述 TIA Portal 快捷键列表 行业标准与规范参考 疑难解答与资源导航

用户评价

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我是一名工业自动化领域的爱好者,我一直对PLC技术充满兴趣,并希望能够深入了解西门子S7-1500系列。虽然我没有专业的背景,但我拥有很强的自学能力和对新技术的追求。我希望这本书能够成为我学习S7-1500 PLC的“百科全书”,能够涵盖我可能遇到的所有问题。我希望它能够从PLC的基本原理讲起,深入浅出地解释PLC的工作方式、硬件组成、软件编程等。我尤其关注书中是否能够提供不同S7-1500 PLC型号的详细介绍,以及它们的性能特点和应用范围。在编程方面,我希望它能够讲解多种编程语言,并提供详细的示例和练习,让我能够动手实践。我还希望书中能够涵盖S7-1500 PLC在各种工业领域的应用案例,例如智能制造、智能楼宇、新能源等,让我能够了解PLC的广泛应用前景。此外,我希望它能够涉及一些S7-1500 PLC的进阶主题,比如通讯协议、网络安全、数据采集与分析等,让我能够更全面地认识PLC技术。如果书中还能够提供一些学习资源,例如在线论坛、技术支持等,那将对我这个自学者来说是莫大的帮助。我希望通过这本书,能够让我真正地掌握S7-1500 PLC,并且能够将所学知识应用于我的个人项目中,实现一些有趣的自动化创意。

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我是一名在大型制造企业工作的工艺工程师,我的工作与生产线的自动化程度息息相关。西门子S7-1500 PLC是我们生产线上广泛使用的控制系统,其稳定性和强大的功能是我们生产线高效运行的关键。虽然我对生产工艺非常熟悉,但对于S7-1500 PLC的深层技术细节,我了解得并不够透彻。我希望这本书能够帮助我更好地理解S7-1500 PLC在生产过程中的作用,以及如何优化其运行以提高生产效率和产品质量。我希望书中能够讲解S7-1500 PLC在不同生产环节的应用,例如在装配、检测、搬运等过程中的控制逻辑和优化方法。我尤其关注书中是否能够提供关于S7-1500 PLC在生产数据采集和分析方面的指导,例如如何利用PLC来记录生产过程中的关键数据,并进行分析以发现潜在的瓶颈和改进点。我还希望它能够讲解S7-1500 PLC在实现柔性生产和智能化制造方面的能力,例如如何利用其强大的功能来实现生产线的快速切换和个性化生产。如果书中能够提供一些关于S7-1500 PLC在提高设备利用率、降低能耗、减少废品率等方面的案例,那将对我优化生产流程非常有指导意义。我希望通过这本书,能够让我从工艺的角度,更深入地理解和应用S7-1500 PLC,从而为提升企业的生产效率和竞争力做出更大的贡献。

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我是一名独立开发者,我经常需要为客户定制自动化解决方案,而西门子S7-1500 PLC是我常用的核心控制设备。虽然我对S7-1500 PLC的编程和应用已经非常熟悉,但我一直在寻求能够进一步提升我的开发效率和解决方案的性能的方法。我希望这本书能够提供一些更深入的、更具启发性的内容,帮助我突破现有的技术瓶颈。我关注书中是否会讲解一些S7-1500 PLC的性能优化技巧,例如如何编写更高效的程序,如何利用其硬件特性来提升控制精度和响应速度。我还希望它能够介绍一些S7-1500 PLC在集成方面的最佳实践,例如如何与其他PLC、HMI、SCADA系统进行无缝集成,如何利用其开放的接口实现与其他系统的互联互通。我特别希望书中能够探讨一些S7-1500 PLC在新兴技术领域的应用,比如人工智能(AI)在PLC中的应用,或者如何利用S7-1500 PLC实现更智能化的预测性维护。如果这本书能够提供一些关于S7-1500 PLC在软件开发方面的工具和框架的介绍,比如如何利用其API进行二次开发,或者如何构建可重用的软件模块,那将对我开发更复杂、更灵活的解决方案非常有帮助。我希望通过这本书,能够让我对S7-1500 PLC的应用有更深层次的理解,从而能够为我的客户提供更具创新性和竞争力的自动化解决方案。

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这本书简直是为我量身定做的!我是一名在自动化领域摸爬滚打多年的工程师,但说实话,每次接触到西门子S7-1500系列PLC,心里总会有些打怵。虽然我之前也用过一些其他品牌的PLC,也算得上是经验丰富,但1500系列的功能强大和架构的独特性,让我觉得需要一个更系统、更深入的学习途径。市面上关于PLC的书籍很多,但很多都停留在基础的指令集讲解,或者只是泛泛而谈,对于如何真正“精通”却语焉不详。当我看到这本书的书名时,内心是既期待又有些忐忑。我曾经买过一些号称“完全精通”的书籍,结果发现内容浅尝辄止,远不能满足实际工作的需求。然而,这本书的书名给我带来了希望,它承诺“完全精通”,这正是我渴望达到的目标。我希望这本书能够带领我深入理解S7-1500的硬件结构、编程语言(尤其是TIA Portal下的Ladder、SCL、Graph等)、通讯协议(Profinet, Profibus等)、安全特性,以及如何进行高效的故障诊断和维护。我更希望它能提供一些实际的应用案例,例如如何设计一个复杂的运动控制系统,或者如何实现一个高效的分布式控制架构。我关注的不仅仅是理论知识,更重要的是如何在实际项目中落地,如何写出稳定、高效、易于维护的程序。这本书是否能给我带来这样的启发和指引,是我最为看重的。我还在期待它能涵盖一些高级的话题,比如如何利用S7-1500进行数据采集和分析,如何与MES、SCM等上位系统进行集成,甚至是如何利用其强大的诊断功能来预测设备故障,提前进行维护,从而最大限度地减少停机时间。如果这本书真的能达到“完全精通”的承诺,那么它将是我未来工作中不可或缺的宝贵财富。

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我是一名电气工程师,我主要负责一些中小型自动化项目的电气设计。虽然我在电气设计方面有丰富的经验,但在PLC编程方面,我还是一个新手。这次我需要负责一个涉及西门子S7-1500 PLC的项目,这让我感到有些压力。我希望这本书能够从最基础的电气知识开始,逐步引导我进入PLC的世界。我希望它能够详细讲解S7-1500 PLC的硬件构成,包括CPU模块、输入输出模块、通讯模块等,并且解释它们在电气设计中的作用和选型依据。在编程方面,我希望它能够从最简单的指令开始,例如逻辑运算、定时器、计数器,逐步深入到更复杂的指令,例如功能块、数据块、程序组织块。我非常希望书中能够提供大量的实际接线图和程序示例,能够帮助我理解PLC的电气连接和程序逻辑。而且,我希望它能够指导我如何使用TIA Portal软件进行项目组态、程序编写、在线调试,以及如何进行下载和上传。我尤其关注书中是否能够讲解一些S7-1500 PLC在典型电气应用中的设计方法,例如如何实现电机启停控制、液位控制、温度控制等。如果这本书能够帮助我建立起对S7-1500 PLC的完整认识,并使我能够独立完成一个小型自动化项目的电气设计和PLC编程,那么它将对我个人的职业发展有着重要的意义。

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我是一名在读的自动化专业研究生,目前正在进行一项与工业自动化相关的研究项目,需要深入了解西门子S7-1500 PLC在复杂系统中的应用。虽然我接触过一些PLC的理论知识,也学习过一些基础的编程,但对于S7-1500的强大功能和高级应用,我感觉还远远不够。尤其是在我的研究项目中,我需要实现一些更复杂的控制算法,比如模糊逻辑控制、神经网络控制,或者一些高级的运动控制策略。我希望这本书能够提供更深入的理论分析,解释S7-1500 PLC在处理这些复杂算法时的优势和局限性,并且能够提供一些具体的编程实现方法。我非常关注书中是否会涉及到S7-1500 PLC在分布式控制、实时控制、安全控制等方面的应用,以及如何利用其强大的计算能力和通讯能力来构建复杂的自动化系统。如果书中能够提供一些高级的编程技巧,比如如何优化程序性能,如何实现多任务处理,如何进行有效的系统集成,甚至是如何进行PLC的网络安全防护,那将对我完成我的研究项目大有裨益。我还希望这本书能够探讨一些前沿的技术,例如物联网(IoT)与S7-1500 PLC的结合,或者如何利用S7-1500 PLC的数据分析能力来支持工业4.0的发展。我希望这本书不仅仅是一本教程,更能成为我进行学术研究的有力支撑。

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作为一名项目经理,我需要对整个自动化项目的实施过程有全面的掌控。西门子S7-1500 PLC作为项目的核心,其选型、配置、集成以及最终的调试都至关重要。我之前也接触过一些PLC项目,但对于S7-1500系列的具体技术细节,我并不十分了解,这让我有时在与技术团队沟通时感到力不从心。我希望这本书能够从一个更高的层面,为我提供关于S7-1500 PLC的项目实施的指导。我希望它能够帮助我理解不同型号S7-1500 PLC的特点和适用场景,从而在项目初期做出更合理的选型决策。我也希望它能够帮助我了解S7-1500 PLC在项目集成中的关键环节,比如如何与其他设备进行通讯,如何进行系统的组态和调试,以及如何进行有效的项目管理。更重要的是,我希望这本书能够为我提供关于S7-1500 PLC项目风险评估的参考,例如在项目实施过程中可能会遇到的技术难点、潜在的故障点,以及如何提前制定应对策略。如果书中能够提供一些关于S7-1500 PLC项目成本控制的建议,或者关于如何提高项目实施效率的经验分享,那将对我更好地管理项目非常有帮助。我希望通过这本书,能够让我对S7-1500 PLC的项目管理有更清晰的认识,从而能够更有效地指导技术团队,确保项目的顺利进行和成功交付。

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我是一名在教育行业工作的教师,我负责教授自动化相关的课程,其中PLC是课程的重要组成部分。目前,我使用的教材在S7-1500 PLC的讲解方面,相对比较陈旧,很多内容已经无法满足当前工业界的需求。我一直在寻找一本能够全面、系统地讲解S7-1500 PLC的教材,能够帮助我的学生掌握最新的技术和应用。这本书的“完全精通教程”这个名字,让我觉得它可能正是我所需要的。我希望这本书能够涵盖S7-1500 PLC的基础知识,包括其硬件架构、指令系统、编程语言,并且能够深入讲解TIA Portal软件的使用。我更关注的是,书中是否能够提供丰富的教学案例,能够让我的学生在学习理论知识的同时,也能通过实践来巩固和加深理解。我希望这本书能够讲解一些S7-1500 PLC在实际工业生产中的典型应用,例如在制造业、能源、交通等领域的应用案例,让学生能够了解PLC的实际价值和重要性。我还希望书中能够包含一些关于S7-1500 PLC的进阶主题,比如网络通讯、安全控制、数据采集与分析等,能够为学生提供更广阔的学习视野。如果这本书还能够提供一些教学参考,比如教师手册、实验指导等,那将大大减轻我的教学负担,并提高教学质量。我希望通过这本书,能够为我的学生提供最前沿、最实用的PLC知识,为他们未来的职业发展打下坚实的基础。

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作为一个初学者,我之前对PLC的概念一直模模糊糊,只知道它是一种工业控制计算机,但具体怎么用,如何实现自动化控制,我一点概念都没有。这次因为工作需要,我不得不开始学习PLC,并且目标明确是西门子的S7-1500系列,因为听说是目前行业内最主流、最先进的PLC之一。我之前也尝试过在网上搜集一些资料,看了不少视频,但感觉都比较零散,不成体系,很多概念都解释得不够透彻,让我总是知其然不知其所以然。我最担心的是,学习过程中会遇到很多枯燥的理论,或者复杂的指令,我怕自己坚持不下去。所以,我非常希望能找到一本能够从零开始,循序渐进地引导我学习的书籍。这本书的“完全精通教程”这个名字,让我觉得它可能包含了我需要的所有内容,从最基础的PLC原理,到硬件的认识,再到软件的安装和配置,编程的入门,以及最终的调试和应用。我希望这本书能够用通俗易懂的语言,配合丰富的图示和实例,来解释每一个概念,让我能够轻松地理解和掌握。尤其是编程部分,我希望它能详细讲解各种编程语言的使用方法,以及如何根据不同的控制需求来选择合适的编程方式。而且,我希望它能涵盖一些常见的应用场景,比如简单的开关量控制,模拟量控制,以及一些基础的运动控制。如果这本书真的能做到这一点,并且能够帮助我建立起对PLC的整体认知,那么它将是我踏入自动化领域最坚实的垫脚石。我希望能通过这本书,真正地掌握S7-1500 PLC,并且能够独立地完成一些简单的自动化项目。

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我是一名在工厂从事维护工作的技术员,平时经常会遇到各种各样的自动化设备,其中西门子S7-1500 PLC是比较常见的一种。虽然我对PLC的一些基本操作有所了解,比如如何查看报警信息,如何进行简单的参数修改,但对于其深层次的编程和故障诊断,我还是感到力不从心。很多时候,当PLC出现一些复杂的问题时,我们只能依赖于原厂的技术支持,或者更换整个PLC模块,这不仅成本高昂,而且效率低下。因此,我非常渴望能够提升自己的PLC维修和诊断能力,能够独立解决更多的现场问题。这本书的“完全精通教程”这个名字,让我看到了希望。我希望这本书能够深入讲解S7-1500 PLC的硬件构成,不同模块的功能和接口,以及它们之间的连接关系。更重要的是,我希望它能详细介绍PLC的故障诊断方法,包括如何利用STEP 7 TIA Portal软件中的诊断工具,如何分析PLC的运行状态,如何查找程序中的错误,以及如何判断硬件故障。我尤其关注书中是否提供了针对常见故障的解决方案,例如通讯故障、输入输出故障、程序错误等。如果这本书能够提供一些实际的维修案例,并且详细讲解分析过程和解决步骤,那对我来说将是巨大的帮助。我希望通过学习这本书,能够让我从一个只能进行简单操作的维护人员,变成一个能够独立处理大部分PLC故障的技术专家,为工厂的稳定运行贡献更大的力量。

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