西門子S7-300 PLC編程入門及工程實踐

西門子S7-300 PLC編程入門及工程實踐
所屬類別
科技 >> 電工電子 >> 電子技術
作者:劉忠超、蓋曉華 主編 肖東嶽、劉勇軍 副主編
出版日期:2015年1月 書號:978-7-122-21875-9
開本:16K 787×1092 1/16 裝幀:平 版次:1版1次 頁數:263頁
本書以西門子S7-300可程式控制器及其編程軟體STEP為主線,重點介紹了其工作原理、硬體結構、編程軟體、指令系統、程式結構以及程式設計方法。同時給出了電氣控制的相關知識,使沒有電氣控制基礎的讀者也可以快速入門。並且兼顧工程實際的需要,還介紹了西門子觸控螢幕組態軟體WinCCflexible和上位機組態軟體WinCC的使用。本書理論清晰易懂,內容注重實用,通過大量的實驗、工程實例可以讓讀者很快掌握西門子自動化的相關技術。
本書可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、機電一體化及相關專業大學本科專業教材,也可作為工程技術人員培訓及自學參考使用,對西門子自動化系統的用戶也是很好的參考書。
目錄
第1章 電氣控制基礎 1
1.1 常用低壓電器 / 1
1.1.1 刀開關 / 2
1.1.2 熔斷器 / 4
1.1.3 斷路器 / 6
1.1.4 接觸器 / 8
1.1.5 控制繼電器 / 9
1.1.6 主令電器 / 15
1.2 電氣圖中的文字元號和圖形符號 / 19
1.2.1 電氣文字元號 / 19
1.2.2 電氣圖形符號 / 19
習題 / 23
第2章 可程式控制器概述 24
2.1 PLC的介紹與特點 / 24
2.1.1 PLC的產生 / 24
2.1.2 PLC的定義 / 25
2.1.3 PLC的分類 / 25
2.1.4 PLC的發展 / 26
2.1.5 PLC的特點 / 27
2.1.6 PLC的主要性能指標 / 28
2.2 PLC硬體組成 / 29
2.3 PLC編程環境和工作原理 / 31
2.3.1 PLC編程環境 / 31
2.3.2 PLC程式語言及編程軟體 / 32
2.3.3 PLC的工作原理 / 33
2.4 PLC產品概況及發展趨勢 / 35
習題 / 36
第3章 S7-300 PLC的硬體體系與特點 37
3.1 S7-300 PLC的硬體簡介 / 37
3.2 CPU模組 / 38
3.2.1 CPU模組的分類 / 38
3.2.2 CPU面板介紹 / 39
3.2.3 CPU模組存儲器 / 41
3.3 信號模組 / 43
3.3.1 數字量模組 / 43
3.3.2 模擬量模組 / 45
3.3.3 數字量仿真模組 / 47
3.4 接口模組 / 48
3.5 電源模組 / 48
3.6 編程設備PG/PC / 49
3.7 其他模組 / 50
3.8 硬體的安裝 / 51
3.8.1 安裝導軌 / 51
3.8.2 接線 / 51
3.9 S7-300的擴展及I/O地址分配 / 52
3.9.1 S7-300的擴展 / 52
3.9.2 數字量I/O地址分配 / 54
3.9.3 模擬量I/O地址分配 / 54
習題 / 55
第4章 STEP 7的安裝與使用 56
4.1 概述 / 56
4.2 STEP 7的組成及功能 / 56
4.3 安裝與卸載STEP 7 / 57
4.3.1 系統的配置要求 / 57
4.3.2 STEP 7的授權 / 58
4.3.3 安裝STEP 7 / 59
4.3.4 STEP 7的硬體接口 / 61
4.3.5 卸載STEP 7 / 62
4.4 設定PG/PC / 62
4.5 軟體編輯器 / 62
4.5.1 編輯器中的工作流程 / 63
4.5.2 啟動編輯器 / 63
4.5.3 在編輯器中選擇程式語言 / 64
4.5.4 程式塊的下載 / 65
4.5.5 程式塊簡單的測試 / 66
4.5.6 編輯器的設定 / 66
4.6 硬體組態和參數設定 / 67
4.6.1 硬體組態步驟 / 67
4.6.2 參數設定 / 69
4.6.3 下載與上傳 / 71
4.6.4 硬體組態目錄的更新 / 73
4.7 符號編程功能 / 74
4.7.1 打開符號表 / 74
4.7.2 符號表的排序和過濾 / 76
4.7.3 查找和替換 / 76
4.7.4 符號表的導入和導出 / 77
4.7.5 符號表的便利 / 78
4.8 仿真軟體S7-PLCSIM / 78
4.8.1 S7-PLCSIM的介紹 / 78
4.8.2 S7-PLCSIM的使用 / 79
4.8.3 S7-PLCSIM的調試舉例 / 81
4.8.4 PLCSIM與真實PLC的差別 / 82
習題 / 82
第5章 S7-300的程式語言與指令系統 83
5.1 S7-300的程式語言 / 83
5.1.1 PLC程式語言的國際標準 / 83
5.1.2 STEP 7的程式語言 / 83
5.1.3 PLC編程原則 / 85
5.2 S7-300 CPU的存儲區 / 85
5.2.1 數制 / 85
5.2.2 基本數據類型 / 86
5.2.3 系統存儲器 / 88
5.2.4 CPU中的暫存器 / 90
5.2.5 定址方式 / 91
5.3 位邏輯指令 / 93
5.3.1 梯形圖指令 / 93
5.3.2 位邏輯運算指令 / 95
5.3.3 位操作指令 / 96
5.3.4 位測試指令 / 99
5.4 定時器指令 / 101
5.4.1 定時器指令概述 / 101
5.4.2 定時器編程指令 / 103
5.4.3 定時器編程舉例 / 109
5.5 計數器指令 / 110
5.5.1 計數器指令概述 / 110
5.5.2 計數器編程指令 / 111
5.5.3 計數器編程舉例 / 114
5.6 數據傳送與轉換指令 / 115
5.6.1 裝入指令與傳送指令 / 115
5.6.2 比較指令 / 117
5.6.3 數據轉換指令 / 120
5.7 數學運算指令 / 124
5.7.1 整數與浮點數數學運算指令 / 124
5.7.2 字邏輯運算指令與累加器指令 / 125
5.7.3 移位指令 / 127
5.8 控制指令 / 131
5.8.1 邏輯控制指令 / 131
5.8.2 程式控制指令 / 134
5.8.3 主控繼電器指令與數據塊指令 / 134
5.9 綜合舉例 / 137
習題 / 144
第6章 西門子PLC數字量控制 147
6.1 數字量控制基礎 / 147
6.2 數字量控制典型梯形圖程式 / 148
6.3 數字量控制程式設計法 / 151
6.4 數字量控制設計舉例 / 155
6.4.1 送料小車控制 / 155
6.4.2 多級傳輸帶控制 / 158
6.4.3 機械手控制 / 162
習題 / 166
第7章 西門子PLC模擬量控制 167
7.1 模擬量模組的地址分配 / 167
7.2 模擬量模組的配置 / 168
7.2.1 模擬量輸入模組SM331 / 168
7.2.2 模擬量輸出模組SM332 / 169
7.3 模擬量的表示方法及解析度 / 170
7.4 模擬量的規格化 / 171
7.5  PID與閉環控制 / 172
7.5.1 PID控制器 / 172
7.5.2 連續PID控制器FB41 / 174
7.5.3 模擬量控制設計實例 / 178
習題 / 181
第8章 結構化編程和組織塊 182
8.1 編程方式和程式結構 / 182
8.1.1 編程方式 / 182
8.1.2 程式結構 / 182
8.2 結構化編程的實現 / 185
8.2.1 結構化編程 / 185
8.2.2 實現形式 / 186
8.3 數據塊 / 190
8.3.1 數據塊中的數據類型 / 190
8.3.2 建立數據塊 / 191
8.3.3 訪問數據塊 / 192
8.4 功能與功能塊 / 193
8.4.1 功能塊 / 193
8.4.2 功能 / 196
8.4.3 功能的調用 / 197
8.4.4 功能塊的調用 / 198
8.5 結構化程式設計實例 / 199
8.5.1 編輯並調用有參功能(FC) / 199
8.5.2 多重背景使用舉例 / 202
8.6 S7-300的組織塊與中斷 / 209
8.6.1 組織塊介紹 / 209
8.6.2 中斷過程 / 210
8.6.3 中斷的優先權 / 211
8.6.4 啟動組織塊 / 212
8.6.5 時間延時中斷組織塊 / 213
8.6.6 硬體中斷組織塊 / 215
8.7 定期執行組織塊 / 217
8.7.1 日期時間中斷組織塊 / 217
8.7.2 循環中斷組織塊 / 220
習題 / 223
第9章 西門子人機界面的組態與設計 225
9.1 人機界面與組態軟體介紹 / 225
9.1.1 人機界面與觸控螢幕 / 225
9.1.2 人機界面的組成 / 226
9.1.3 SIMATIC人機界面 / 226
9.1.4 組態軟體介紹 / 227
9.1.5 PC機通用組態軟體 / 227
9.2 觸控螢幕組態軟體WinCC flexible / 228
9.2.1 WinCC flexible軟體的安裝 / 229
9.2.2 WinCC flexible工程開發實例 / 229
9.2.3 WinCC flexible與PLC集成 / 243
9.2.4 WinCC flexible與PLCSIM集成控制 / 249
習題 / 249
第10章 PLC綜合套用實例 250
10.1 PLC控制系統的設計 / 250
10.1.1 PLC控制系統設計原則 / 250
10.1.2 PLC控制系統設計內容 / 250
10.1.3 PLC控制系統的設計步驟 / 251
10.2 基於S7-300 PLC物料分揀系統設計 / 252
10.2.1 系統主要硬體介紹 / 253
10.2.2 系統動作流程 / 254
10.2.3 系統硬體選型 / 254
10.2.4 系統I/O分配 / 255
10.2.5 系統控制程式設計 / 256
10.2.6 上位機監控設計 / 259
習題 / 263
參考文獻 264

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