內容簡介
西門子S7-300/400 PLC具有結構簡單、編程方便、性能優越、靈活通用、使用方便、可靠性高和抗乾擾能力強等優點,在工業生産過程自動控製領域得到廣泛的應用。《零起點學西門子S7-300/400 PLC》從西門子s7係列PLc初學者的角度齣發,在介紹瞭PLC概念、組成與工作原理的基礎上,結閤具體的應用實例,由淺入深地介紹瞭編程軟件、指令、程序結構、開關量控製、調試與仿真、模擬量控製、PID、PROFIBUS、ET200和CP模塊應用等項目。
《零起點學西門子S7-300/400 PLC》深入淺齣、圖文並茂,適閤廣大自動化技術人員作為實踐參考書,也可以作為高職院校的電氣自動化、機電一體化、應用電子技術等相關專業的PLC教材使用,同時也適閤廣大電工人員閱讀。
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內頁插圖
目錄
前言
第1講S7-300/400 PLC入門
1.1 PLC的組成與原理
1.1.1 PLC的基本概念
1.1.2 PLC的硬件組成
1.1.3 PLC的軟件組成
1.1.4 PLC的特點
1.1.5PLC控製與繼電器控製的區彆
1.2大中型PLC的模塊化結構
1.2.1PLC的分類
1.2.2大中型PLC模塊化控製器的組成部分
1.2.3大中型PLC係統的配置流程
1.3 S7-300 PLC概述
1.3.1S7-300 PLC的模塊化結構
1.3.2 S7-300 PLC的主要功能
1.3.3S7-300 PLC的CPU種類
1.3.4 S7-300 PLC的擴展單元
1.3.5 S7-300 PLC的電氣安裝舉例
1.4 S7-400 PLC概述
1.4.1S7-400 PLC設計綜述
1.4.2 S7-400 PLC的硬件組成
1.4.3 S7-400 PLC的特色
第2講STEP 7軟件基礎
2.1 STEP 7編程軟件的安裝
2.1.1 STEP 7概述
2.1.2 STEP 7安裝概要
2.1.3設置PG/PC接口
2.1.4 STEP 7用戶權限
2.2編程軟件包的操作基礎
2.2.1 STEP 7的對象與對象體係
2.2.2對象體係
2.3 STEP 7軟件的功能概述
2.3.1SIMATIC管理器
2.3.2符號編輯器
2.3.3硬件診斷
2.3.4編程語言
2.3.5硬件配置
2.3.6NetPro
2.4硬件配置與組態
2.4.1STEP 7硬件配置介紹
2.4.2模塊的尋址
2.4.3 S7係列PLC硬件更新
第3講S7-300/400 PLC指令簡介
3.1LAD/FBD/STL基本指令
3.1.1 STEP 7位邏輯指令
3.1.2 STEP 7數據指令
3.2 STI.編程常見指令
3.2.1裝入指令、傳送指令在尋址中的編程
3.2.2比較指令
3.2.3數據轉換指令
3.2.4取反與求補指令
3.2.5數學運算指令
3.2.6移位與循環指令
3.2.7字邏輯運算指令
3.2.8纍加器指令
3.2.9邏輯控製指令
3.2.10程序控製指令
3.2.11數據塊指令
3.3 IAD/STL編程舉例
3.3.1傳送帶控製
3.3.2檢測傳送帶的運動方嚮
3.3.3倉庫區庫存顯示
3.3.4解決算術問題.
3.3.5加熱爐控製
第4講程序結構OB/FB/FC
4.1 STEP 7程序結構
4.1.1 STEP 7程序結構的基本原理
4.1.2組織塊
4.1.3功能塊、功能和數據塊
4.1.4用戶程序中的調用體係
4.2組織塊(OB)使用說明
4.2.1程序循環組織塊(081)
4.2.2日期時間中斷組織塊(OB10-OB17)
4.2.3延時中斷組織塊(OB20~OB23)
4.2.4循環中斷組織塊(OB30~OB38)
4.2.5硬件中斷組織塊(OB40~OB47)
4.2.6時間故障組織塊(OB80)
4.2.7電源故障組織塊(OB81)
4.2.8診斷中斷組織塊(OB82)
4.2.9模闆插/拔中斷組織塊(OB83)
4.2.10背景組織塊(OB90)
4.2.11編程故障組織塊(OB121)
4.2.12 I/O訪問故障組織塊(08122)
4.3係統功能(SFC)使用說明
4.3.1SFC列錶
4.3.2 SFC的公共參數
4.3.3復製功能SFC
4.4係統功能塊(SFB)使用說明
4.4.1SFB列錶
4.4.2 IEC定時器和IEC計數器
4.5 IEC功能(FC)使用說明
4.5.1 IEC功能列錶
4.5.2日期和時間作為復雜數據類型
4.5.3比較STRING變量
4.5.4編輯數值
第5講S7係列PLC的開關量控製基礎
5.1開關量控製基礎
5.1.1數字量輸入和輸齣電路工作原理
5.1.2 S7-300 PLC的數字量輸入輸齣
5.2采用PLC改造傳統電路
5.2.1硬件設計
5.2.2 STEP7軟件使用步驟
5.2.3驅動安裝與程序下載
5.3簡單開關量控製係統設計
5.3.1送料機的交流電動機正反轉控製
5.3.2鍋爐風機的控製
5.3.3液體自動混閤的控製
第6講S7-300/400 PLC的調試與仿真
6.1S7-300/400 PLC的復位與在綫診斷
6.1.1S7-300 CPU復位的基本方法
6.1.2 S7-300 PLC的故障在綫診斷
6.2 S7-300/400 PLC遠程維護與診斷
6.2.1概述-
6.2.2組態
6.3仿真軟件$7-PLCSIM的使用
6.3.1$7-PLCSIM仿真軟件概述
6.3.2$7-PLCSIM的安裝
6.3.3$7-PLCSIM的菜單介紹
6.3.4$7-PI~SIM使用舉例
6.3.5$7-PLCSIM使用中的問題解答
6.4S7-400的S7通信仿真
6.4.1概述
6.4.2硬件組態
6.4.3網絡組態
6.4.4編程
6.4.5 PLCSIM仿真調試
第7講灌裝生産綫的PLC設計
7.1灌裝生産綫的控製要求
7.1.1概況
7.1.2技術要求
7.2灌裝生産綫的硬件設計
7.2.1電氣接綫及I/O資源定義
7.2.2硬件組態
7.3灌裝生産綫的軟件設計
7.3.1軟件框圖
7.3.2程序解析-
第8講S7-300/400 PLC模擬量控製
8.1模擬量輸入與輸齣基礎
8.1.1概況
8.1.2$7-300 PLC模擬量輸入輸齣
8.1.3$7-300 PLC溫度模塊
8.2模擬量輸入及規範化
8.2.1液位傳感器的接綫及其硬件組態
8.2.2實際液位值的工程轉換與FC105功能
8.2.3技術問答
8.3模擬量輸齣及規範化
8.3.1模擬量輸齣轉換的數字錶達方式
8.3.2 FC106程序塊功能
8.3.3模擬量控製中常用的浮點數運算指令介紹
8.4$7-400 PLC模擬量應用
8.4.1$7.400 PLC模擬量模塊的尋址
8.4.2 S7-400 PLC熱電偶模塊的應用
第9講PID與閉環控製
9.1恒液位PID控製
9.1.1控製要求
9.1.2PID控製
9.1.3軟件編程
9.2 FM355閉環模塊
9.2.1 S7-300 PLC閉環控製模塊FM355
9.2.2 FM355-2閉環溫度控製模塊
第10講PROFIBUS通信控製
10.1 PROFIBUS通信控製基礎
10.1.1工廠自動化網絡結構
10.1.2 PROFIBUS通信概述
10.1.3 PROFIBUS硬件
10.1.4應用PROFIBUS的優點
10.1.5設備數據庫(GSD)文件
10.1.6 PROFIBUS産品的多樣性與測試認證
10.2 EM277的PROFIBUS通信控製
10.2.1,EM277模塊概述
10.2.2 EM277作為從站的硬件組態與軟件編程
10.2.3:EM277模塊的軟件編程
10.3化工廠現場儀錶的PROFIBUS通信
10.3.1化工廠現場儀錶概況
10.3.2某化工廠現場儀錶工程
第1l講ET200應用
11.1分布式I/O應用基礎
11.1.1概述
11.1.2 ET200的應用
11.2 ET200M與軟冗餘
11.2.1 ET200M的組成與安裝
11.2.2軟冗餘係統概述
11.2.3軟冗餘係統下ET200M的有源總綫底闆配置說明
11.2.4 PROFIBUS-DP連接ET200M的實例
11.3 ET200S的使用
11.3.1概述
11.3.2 ET200S組態案例
11.3.3在冗餘係統中使用ET 200S
1 1.4 ET200S SIWAREX CS稱重模塊的使用
11.4.1概述
11.4.2通過SIWATOOLCS軟件校秤
11.4.3通過STEP 7軟件校秤
第12講CP通信模塊
12.1串口通信模塊CP34x/CP44x
12.1.1概述
12.1.2 CP34x調試過程
12.2工業以太網CP343
12.2.1S7-300以太網通信處理器概述
12.2.2調試以太網的步驟
12.2.3通過CP343-l模塊實現S7-300 PLC之間的以太網通信
12.3CP343-1 PROFINET IO通信
12.3.1 PROFINET IO概述
12.3.2 PROFINET IO現場設備簡介
12.3.3 S7-300C PLC通過CP343-1模塊與ET200S模塊通信案例
第13講S7-300/400 PLC與變頻器的通信
13.1 S7-300 PLC與MM440的PROFIBUS-DP通信
13.1.1硬件接綫
13.1.2組態主站係統
13.1.3組態DP從站
13.1.4 MM440硬件及參數設置
13.1.5程序的編寫
13.2 S7-300 PLC與MM440的非周期性通信編程
13.2.1非周期性數據通信的報文說明
13.2.2硬件組態和站地址設置
13.2.3非周期DP通信讀取和修改參數例程
13.3 S7-400 PLC與MM440變頻器之間的PP04通信
13.3.1 PP04通信協議的應用
13.3.2硬件組態
13.3.3軟件編程
13.3.4 PP04 協議的其他應用
13.4 S7-300 PLC與6SE70變頻器的PROFIBUS-DP通信
13.4.1硬件接綫
13.4.2硬件組態變頻器
13.4.3寫通信程序
13.4.4變頻器參數設置
13.4.5 PLC與變頻器通信測試
參考文獻
前言/序言
好的,以下是一份詳細的圖書簡介,內容完全圍繞PLC教學展開,但避開瞭西門子S7-300/400係列的內容: --- 《工業自動化核心技術:三菱FX係列PLC編程與應用實踐》 內容簡介 本手冊專注於現代工業控製領域應用最廣泛、市場占有率極高的三菱(Mitsubishi)FX係列可編程邏輯控製器(PLC)。本書旨在為電氣工程、自動化技術領域的初學者、在校學生以及希望拓寬技能的現場工程師,提供一套係統、深入且高度實戰化的學習路徑。我們摒棄晦澀的理論堆砌,專注於以項目驅動的方式,帶領讀者紮實掌握FX係列PLC的硬件結構、編程語言、常用指令集以及故障診斷方法。 第一部分:基礎構建——認識與硬件配置 本部分是進入三菱PLC世界的敲門磚。我們將從最基礎的概念入手,詳細解析PLC在現代製造業自動化生産綫中的核心地位和功能。 1. PLC基礎理論與發展曆程: 明確PLC與傳統繼電器控製的區彆,介紹PLC的工作原理(掃描周期、輸入/輸齣刷新機製)。簡要概述三菱PLC的産品譜係,幫助讀者建立宏觀認識。 2. FX係列硬件詳解: 深度剖析FX係列(如FX3U、FX5U等主流型號)的硬件組成。內容涵蓋CPU模塊、電源模塊、數字量輸入/輸齣模塊(DI/DO)的選型標準、接綫規範。重點講解擴展模塊(如模擬量模塊、高速計數模塊)的安裝和地址分配邏輯,確保讀者能夠準確無誤地搭建起一套基礎的控製係統。 3. 編程軟件與環境搭建: 詳細指導讀者安裝和配置三菱官方編程軟件——GX Works2/GX Works3。內容包括軟件界麵布局、項目創建流程、PLC與編程設備(PC)之間的通信連接設置(如使用USB或以太網方式連接),以及如何進行固件版本檢查和兼容性設置。 第二部分:核心技能——指令集與程序邏輯構建 本部分是學習的重點和難點,我們將循序漸進地講解三菱PLC獨有的指令體係和編程邏輯設計方法。 1. 基本邏輯指令精講: 深入講解梯形圖(Ladder Diagram, LD)編程的基礎。係統闡述常開/常閉觸點、綫圈、復位/置位(SET/RST)指令的使用場景和注意事項。通過大量圖例,區分直接操作與保持性操作的邏輯差異。 2. 步進梯形圖(SFC)應用: 針對復雜或順序性強的控製任務,係統介紹步進梯形圖(SFC)的結構、步驟(Step)、轉換條件(Transition)和動作(Action)的編程方法。本章通過一個實際的裝配綫控製案例,展示SFC如何使程序邏輯更加清晰、易於維護。 3. 數據處理與數學運算指令: 詳細介紹數據寄存器(D寄存器)的結構和操作。核心內容包括數據移動(MOV)、數據交換(XCHG)、加減乘除(ADD/SUB/MUL/DIV)等數學運算指令的使用。特彆強調數據溢齣處理和數據類型轉換。 4. 定時器與計數器應用: 詳盡講解FX係列特有的定時器類型(如通電延時、斷電延時、通電保持型)及其參數設置。同時,對加計數器(CTU)和減計數器(CTD)進行實戰演練,包括如何處理高速脈衝信號和設置預設值。 5. 數據比較與跳轉指令: 掌握如何使用比較指令(如=, >, <, >=, <=, <>)進行條件判斷。深入講解程序流程控製指令,如無條件跳轉(JMP)和條件跳轉,以及子程序(Subroutine)的調用與返迴,以實現程序的模塊化設計。 第三部分:進階應用——模擬量、高速處理與通信 本部分旨在提升讀者的工程實踐能力,處理更復雜的工業控製需求。 1. 模擬量信號的采集與處理: 詳細解析FX係列PLC內部AD/DA轉換的工作原理。指導讀者如何根據硬件手冊,正確設置輸入輸齣點的物理地址和數據寄存器地址。重點講解模擬量數據(16位整數)到工程單位(如4-20mA轉壓力值)的綫性化轉換算法(比例係數和偏移量的計算)。 2. 高速輸入/輸齣(脈衝控製): 針對伺服驅動或變頻器控製需求,係統介紹高速輸入(脈衝捕獲)和高速輸齣(脈衝輸齣,PTO)的使用。教授如何利用專用指令(如DPRNT、PLSY)實現精確的點位控製、速度控製和頻率控製。 3. 串行通信(RS-232/RS-485)實戰: 深入講解FX係列內置的串行通信端口的使用。通過實際案例,指導讀者如何配置通信參數(波特率、奇偶校驗),並掌握發送(TXD)和接收(RXD)指令,實現與變頻器、HMI(人機界麵)或上位機的數據交換。 4. 基礎人機界麵(HMI)集成: 介紹三菱GOT係列HMI與FX PLC的連接配置。內容包括地址映射、標簽定義、觸摸屏報警和配方功能的基本設置,實現可視化監控和操作。 第四部分:調試、診斷與維護 優秀的工程師不僅會寫程序,更會排查和優化程序。 1. 在綫監控與程序調試技巧: 詳細介紹如何使用編程軟件進行在綫監控。掌握強製置位/復位(Force On/Off)的使用時機和風險。講解如何利用“監視錶”功能,實時追蹤變量和寄存器的變化,快速定位邏輯錯誤。 2. 常見故障診斷與排除: 基於實際現場經驗,歸納FX係列PLC的常見運行錯誤代碼(如Watchdog Timeout、I/O模塊錯誤)。提供一套係統的故障排除流程,從硬件電源檢查到軟件邏輯排查,幫助讀者迅速恢復生産。 3. 程序備份與版本管理: 強調程序安全的重要性。指導讀者如何進行PLC內部程序、注釋、數據寄存器內容的完整備份,並介紹不同版本程序之間的差異對比方法,確保生産係統的穩定性和可追溯性。 --- 本書特色: 聚焦實戰: 全書采用“理論講解—實例演示—項目演練”的結構,所有案例均源自實際工業應用場景。 指令詳盡: 對三菱特有的指令集進行深入解讀,確保讀者理解每個指令背後的數據流嚮。 圖文並茂: 結閤大量的硬件實物接綫圖、軟件界麵截圖和梯形圖代碼,學習過程直觀易懂。 麵嚮主流: 緊密圍繞當前市場上保有量最大的FX係列PLC型號展開,知識遷移能力強。 本書是電氣自動化從業者提升專業技能、掌握一門核心工業控製技術的理想教程。