《西門子S7-300 PLC基礎與套用》是一本吳麗編制，由機械工業出版社在2011年3月1日出版的書籍。
基本介紹
- 書名：西門子S7-300 PLC基礎與套用
- ISBN：9787111331605, 7111331605
- 頁數：226頁
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2011年3月1日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
- 叢書名：全國高等職業教育規劃教材
- 正文語種：簡體中文
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書以實際工程套用和便於教學使用為出發點，以西門子S7-300系列可程式序控制器（簡稱PLC）為藍本，主要介紹可程式序控制器的特點、結構組成、工作原理、內部存儲區、指令系統、程式結構、編程軟體使用、編程規則與技巧、控制系統設計與套用技術等。
本書以工作過程為導向安排內容，儘可能做到語言簡捷、內容豐富、實用性強、理論聯繫實際，詳細敘述了PLC的套用技術，並通過大量工程案例介紹PLC的設計方法和安裝技巧。大部分章節都有相關技能訓練，以突出實踐技能和套用能力的培養。
本書適合作為電氣自動化、樓宇智慧型化、機電一體化、機械設計與製造及相關專業“PLC基礎與套用”課程的教學用書，也可作為電氣技術人員的參考書和培訓教材。
本書配有授課電子教案，讀者可以登錄機械工業出版社教材服務網註冊後免費下載，
前 言
可程式序控制器（簡稱PLC）是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發展起來的一種新型、通用的工業自動控制裝置。它具有高可靠性、配置擴充的靈活性等特點，且具有易於編程、使用維護方便等優點，在工業自動化控制的各個領域得到了廣泛套用，它代表著控制技術的發展方向，被業界稱為現代工業自動化的三大支柱之一。
近年來，PLC的發展勢頭有增無減，新產品、新技術不斷湧現，尤其是德國西門子公司的SIMATIC S7系列PLC，具有功能強、性價比高等優點，能為自動化控制套用提供安全可靠和比較完善的解決方案，深受用戶的歡迎，特別適合當前工業企業對自動化的需要。
本書以實際工程套用和便於教學使用為出發點，以西門子S7-300系列PLC為藍本，以工作任務為導向安排內容，以基於工作過程的思想組織與編寫內容，注重過程性知識講解，適度介紹概念和原理，突出技能訓練和能力培養，力爭使本書滿足“教、學、練、做”一體化的教學需要。
全書共10章，第1章介紹PLC的定義、基本結構、基本原理，西門子S7系列PLC的分類、S7-300 PLC的工作過程、模組安裝及默認地址；第2章介紹STEP 7編程軟體的使用、編程規則與方法，以電動機控制為案例，用邏輯分析的方法介紹如何用PLC實現簡單邏輯控制；第3章介紹基本邏輯指令、邊沿檢測指令的基本套用；第4章在介紹S7-300 PLC的定時器及CPU時鐘存儲器等預備知識的基礎上，以人行橫道的控制為案例，用時序分析的方法介紹如何用PLC實現時序控制；第5章在介紹置位指令和復位指令等預備知識的基礎上，以搶答器和多級傳送帶控制為案例，分析如何實現類似物流傳送（加工）系統的順序起停控制；第6章在介紹計數器、比較指令、移位指令等預備知識的基礎上，以多台電動機的單個按鈕控制為案例，分析如何實現輸入點的復用；第7章介紹轉換指令、算術運算指令、字邏輯運算等功能指令的套用；第8章在介紹模擬量信號模組、模擬信號的處理等預備知識的基礎上，以攪拌器系統的控制為案例，介紹如何實現對模擬量的採集與控制；第9章在介紹順序控制系統、順序功能圖的結構、順序功能圖的梯形圖編程方法、S7 GRAPH語言等預備知識的基礎上，分別以洗車控制系統設計、飲料灌裝生產線控制系統設計為案例，介紹如何用梯形圖實現選擇性分支、並進分支流程的控制；第10章介紹S7-300 PLC的通信知識，說明如何運用PROFIBUS匯流排技術實現主站與從站之間的數據交換與傳送。
本書儘可能做到語言簡捷、內容豐富、實用性強、理論聯繫實際，詳細敘述了PLC的套用技術，並通過大量工程案例介紹PLC的設計方法和安裝技巧，大部分章節都有相關技能訓練，以突出實踐技能和套用能力的培養。
本書適合作為電氣自動化、樓宇智慧型化、機電一體化、機械設計與製造及相關專業“PLC基礎與套用”課程的教學用書，也可作為電氣技術人員的參考書和培訓教材。
本書由黃河水利職業技術學院吳麗擔任主編，並編寫第5～7章，劉玉賓擔任副主編，並編寫第2章和第3章，胡健編寫第1章、第4章和第10章，杜廣朝編寫第8章和第9章。
由於編者水平有限，書中難免存在錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。
編 者
出 版 說 明
根據“教育部關於以就業為導向深化高等職業教育改革的若干意見”中提出的高等職業院校必須把培養學生動手能力、實踐能力和可持續發展能力放在突出的地位，促進學生技能的培養，以及教材內容要緊密結合生產實際，並注意及時跟蹤先進技術的發展等指導精神，機械工業出版社組織全國近60所高等職業院校的骨幹教師對在2001年出版的“面向21世紀高職高專系列教材”進行了全面的修訂和增補，並更名為“全國高等職業教育規劃教材”。
本系列教材是由高職高專計算機專業、電子技術專業和機電專業教材編委會分別會同各高職高專院校的一線骨幹教師，針對相關專業的課程設定，融合教學中的實踐經驗，同時吸收高等職業教育改革的成果而編寫完成的，具有“定位準確、注重能力、內容創新、結構合理和敘述通俗”的編寫特色。在幾年的教學實踐中，本系列教材獲得了較高的評價，並有多個品種被評為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。在修訂和增補過程中，除了保持原有特色外，針對課程的不同性質採取了不同的最佳化措施。其中，核心基礎課程的教材在保持紮實的理論基礎的同時，增加實訓和習題；實踐性較強的課程強調理論與實訓緊密結合；涉及實用技術的課程則在教材中引入了最新的知識、技術、工藝和方法。同時，根據實際教學的需要對部分課程進行了整合。
歸納起來，本系列教材具有以下特點：
1）圍繞培養學生的職業技能這條主線來設計教材的結構、內容和形式。
2）合理安排基礎知識和實踐知識的比例。基礎知識以“必需、夠用”為度，強調專業技術套用能力的訓練，適當增加實訓環節。
3）符合高職學生的學習特點和認知規律。對基本理論和方法的論述容易理解、清晰簡潔，多用圖表來表達信息；增加相關技術在生產中的套用實例，引導學生主動學習。
4）教材內容緊隨技術和經濟的發展而更新，及時將新知識、新技術、新工藝和新案例等引入教材。同時注重吸收最新的教學理念，並積極支持新專業的教材建設。
5）注重立體化教材建設。通過主教材、電子教案、配套素材光碟、實訓指導和習題及解答等教學資源的有機結合，提高教學服務水平，為高素質技能型人才的培養創造良好的條件。
由於我國高等職業教育改革和發展的速度很快，加之我們的水平和經驗有限，因此在教材的編寫和出版過程中難免出現問題和錯誤。我們懇請使用這套教材的師生及時向我們反饋質量信息，以利於我們今後不斷提高教材的出版質量，為廣大師生提供更多、更適用的教材。
目錄
目 錄
出版說明
前言
第1章 PLC的基本知識 1
1.1 PLC概述 1
1.1.1 PLC的定義和基本結構 1
1.1.2 PLC的基本原理 3
1.2 S7-300 PLC概述 7
1.2.1 西門子PLC系列 7
1.2.2 S7-300 PLC的組成 9
1.2.3 CPU的操作模式 11
1.2.4 S7-300 PLC的工作過程 12
1.2.5 S7-300 PLC的模組安裝 13
1.2.6 S7-300 PLC數字量信號模
塊的系統默認地址 17
1.3 習題 18
第2章 STEP 7編程軟體 19
2.1 STEP 7軟體安裝 19
2.1.1 安裝需求 19
2.1.2 安裝STEP 7軟體包 19
2.1.3 STEP 7的授權管理 21
2.1.4 STEP 7軟體在安裝及使用
過程中的注意事項 23
2.1.5 STEP 7軟體的硬體更新與
版本升級 25
2.2 SIMATIC管理器 26
2.2.1 SIMATIC管理器概述 26
2.2.2 STEP 7項目結構 27
2.2.3 SIMATIC Manager自定義
選項設定 27
2.2.4 PG/PC接口設定 29
2.3 技能訓練 電動機起/停控制 30
2.3.1 用繼電器-接觸器控制三相
交流異步電動機起/停 30
2.3.2 用PLC控制三相交流異步
電動機起/停 31
2.3.3 PLC系統的硬體組態及
程式編制 33
2.3.4 方案調試 42
2.4 總結分析 44
2.4.1 PLC控制與繼電器-接觸器
控制的區別 44
2.4.2 PLC系統的設計步驟 45
2.4.3 PLC設計項目的下載 46
2.4.4 仿真PLC與實際PLC的
區別 46
2.5 習題 47
第3章 基本邏輯指令的套用 48
3.1 指令基礎 48
3.1.1 指令的基本知識 48
3.1.2 定址方式和狀態字 51
3.2 觸點與線圈 55
3.3 基本邏輯指令 56
3.3.1 邏輯“與”指令 56
3.3.2 邏輯“或”指令 57
3.3.3 邏輯“異或”指令 58
3.3.4 邏輯塊的操作 58
3.3.5 信號流取反指令 59
3.4 邊沿檢測指令 59
3.4.1 RLO的上升沿檢測指令 59
3.4.2 RLO的下降沿檢測指令 60
3.4.3 觸點信號的上升沿檢測指令 61
3.4.4 觸點信號的下降沿檢測指令 61
3.5 技能訓練 電動機的基本控制 62
3.5.1 控制要求 62
3.5.2 用PLC實現三相交流異步
電動機可逆旋轉控制 62
3.5.3 PLC系統的硬體組態及程式
編制 65
3.5.4 方案調試 69
3.6 習題 70
第4章 定時器的套用 72
4.1 定時器 72
4.1.1 定時器指令 72
4.1.2 CPU的時鐘存儲器 80
4.2 技能訓練 人行橫道控制 81
4.2.1 控制要求 81
4.2.2 任務實施 82
4.2.3 方案調試 87
4.3 總結分析 89
4.3.1 常閉輸入觸點的處理 89
4.3.2 定時器擴展 90
4.3.3 注意事項 90
4.4 習題 91
第5章 置位與復位指令的套用 93
5.1 置位與復位 93
5.1.1 置位與復位指令 93
5.1.2 RS觸發器指令與SR觸發器
指令 94
5.2 STEP 7的程式結構 96
5.3 技能訓練1 搶答器的控制 97
5.3.1 控制要求 97
5.3.2 任務分析 97
5.3.3 任務實施 97
5.4 技能訓練2 多級傳送帶
控制 101
5.4.1 控制要求 101
5.4.2 任務分析 101
5.4.3 任務實施 102
5.4.4 方案調試 108
5.4.5 總結分析 109
5.5 習題 110
第6章 計數器的套用 111
6.1 計數器指令 111
6.1.1 加/減計數器（S_CUD） 111
6.1.2 加計數器（S_CU） 112
6.1.3 減計數器（S_CD） 113
6.1.4 線圈形式的計數器 114
6.2 數據傳送指令 115
6.3 比較指令 115
6.3.1 整數比較指令 115
6.3.2 雙整數比較指令 116
6.3.3 實數比較指令 117
6.4 移位指令 118
6.4.1 基本移位指令 118
6.4.2 循環移位指令 119
6.5 技能訓練 多台電動機單個
按鈕控制 120
6.5.1 控制要求 120
6.5.2 任務分析 120
6.5.3 任務實施 120
6.6 總結分析 125
6.6.1 順序循環掃描方式帶來的
問題及解決辦法 125
6.6.2 啟動組織塊的套用 126
6.6.3 計數器與定時器配合使用 127
6.6.4 計數器的擴充 127
6.7 習題 130
第7章 功能指令 132
7.1 數據裝入、傳輸和轉換
指令 132
7.1.1 數據裝入指令和傳輸指令 132
7.1.2 轉換指令 136
7.2 算術運算指令 139
7.2.1 基本算術運算指令 139
7.2.2 擴展算術運算指令 142
7.3 字邏輯運算指令 143
7.4 技能訓練1 功能指令的
套用 144
7.4.1 轉換指令的套用 144
7.4.2 求補指令的套用 144
7.4.3 運算指令的套用 145
7.4.4 移位指令的套用 146
7.4.5 循環指令的套用 146
7.5 技能訓練2 節日彩燈控制 147
7.5.1 控制要求 147
7.5.2 任務分析 147
7.5.3 任務實施 147
7.5.4 方案調試 150
7.6 習題 151
第8章 模擬量的控制 152
8.1 模擬量的處理 152
8.1.1 模擬量輸入通道的量程
調節 152
8.1.2 模擬量輸入模組的接線 153
8.1.3 模擬量輸出模組的接線 157
8.1.4 模擬量模組的系統默認
地址 159
8.1.5 模擬量的表達方式及測量
值的解析度 159
8.1.6 在不同測量範圍下模擬量
的表達方式 160
8.1.7 模擬量的規範化讀入 160
8.1.8 模擬量的規範化輸出 161
8.2 技能訓練 攪拌器控制 162
8.2.1 控制要求 162
8.2.2 任務分析 163
8.2.3 任務實施 163
8.2.4 調試運行 171
8.2.5 總結分析 173
8.3 習題 173
第9章 順序控制系統控制方法的
設計 175
9.1 順序控制系統 175
9.1.1 順序控制 175
9.1.2 順序控制系統的結構 176
9.2 順序功能圖 177
9.2.1 順序功能圖的結構 177
9.2.2 順序功能圖的類型 178
9.3 順序功能圖的梯形圖編程
方法 179
9.3.1 簡單流程的編程 179
9.3.2 選擇分支流程的編程 180
9.3.3 並進分支流程的編程 181
9.4 S7 GRAPH語言 183
9.4.1 認識S7 GRAPH的語言
環境 183
9.4.2 步與步的動作命令 186
9.4.3 在主程式中調用S7 GRAPH
功能塊 190
9.5 技能訓練1 洗車控制 194
9.5.1 控制要求 194
9.5.2 任務分析 194
9.5.3 任務實施 195
9.5.4 方案調試 198
9.6 技能訓練2 飲料灌裝生產線
控制 199
9.6.1 控制要求 199
9.6.2 任務分析 200
9.6.3 任務實施 200
9.6.4 方案調試 202
9.7 習題 203
第10章 PLC通信 205
10.1 西門子PLC網路 205
10.2 PROFIBUS匯流排技術 206
10.2.1 PROFIBUS的組成 206
10.2.2 PROFIBUS協定結構 207
10.2.3 傳輸技術 208
10.2.4 PROFIBUS匯流排連線器 209
10.2.5 PROFIBUS介質存取
協定 210
10.3 PROFIBUS DP設備分類 211
10.4 CPU 31x-2DP之間的DP
主從通信 213
10.4.1 PROFIBUS DP系統結構 213
10.4.2 組態智慧型從站 213
10.4.3 組態主站 216
10.4.4 連線從站 217
10.4.5 編輯通信接口區 217
10.4.6 簡單編程 219
10.5 PROFIBUS-DP從站之間的
DX方式通信 219
10.5.1 PROFIBUS系統結構 219
10.5.2 建立工作站 220
10.5.3 組態傳送數據的從站 220
10.5.4 組態DP主站 221
10.5.5 連線從站 222
10.5.6 組態接收數據的從站 222
10.5.7 編寫讀/寫程式 223
10.6 習題 225
參考文獻 226
