S7-300/400 PLC應用技術

前言
第1章 概述
1.1 PLC的基本概念
1.1.1 模塊式PLC的基本結(jié)構(gòu)
1.1.2 PLC的特點
1.1.3 PLC的應用領域
1.1.4 PLC的主要生產(chǎn)廠家
1.1.5 怎樣下載西門子PLC的資料和軟件

1.2 PLC的工作原理
1.2.1 邏輯運算
1.2.2 PLC的循環(huán)處理過程

第2章 S7-300／400的硬件組成
2.1 S7-200系列PLC簡介
2.1.1 S7-200的基本結(jié)構(gòu)
2.1.2 S7-200的CPU模塊
2.1.3 S7-200的通信能力
2.1.4 S7-200的編程軟件

2.2 S7-300系列PLC簡介
2.2.1 S7-300的概況
2.2.2 S7-300的組成部件
2.2.3 S7-300的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2.4 I／O模塊地址的確定
2.2.5 模塊診斷與過程中斷

2.3 S7-300的CPU模塊
2.3.1 CPU模塊的元件
2.3.2 CPU模塊的技術規(guī)范

2.4 S7-300的輸入／輸出模塊
2.4.1 數(shù)字量輸入模塊
2.4.2 數(shù)字量輸出模塊
2.4.3 數(shù)字量輸入／輸出模塊
2.4.4 模擬量輸入模塊
2.4.5 將模擬量輸入模塊的輸出值轉(zhuǎn)換為實際的物理量
2.4.6 模擬量輸出模塊
2.4.7 模擬量輸入／輸出模塊
2.4.8 模擬量模塊的診斷與中斷
2.4.9 EX系列與F系列輸入／輸出模塊

2.5 S7-300的其他模塊
2.5.1 計數(shù)器模塊
2.5.2 位置控制與位置檢測模塊
2.5.3 閉環(huán)控制模塊
2.5.4 稱重模塊
2.5.5 電源模塊
2.5.6 前連接器與其他模塊

2.6 S7-400系列PLC的硬件組成
2.6.1 S7-400的基本結(jié)構(gòu)與特點
2.6.2 機架與接口模塊
2.6.3 S7-400的通信功能
2.6.4 冗余設計的容錯自動化系統(tǒng)S7-400H
2.6.5 安全型自動化系統(tǒng)S7-400F／FH
2.6.6 多CPU處理
2.6.7 CPU模塊的元件
2.6.8 CPU模塊與電源模塊的技術規(guī)范
2.6.9 輸入／輸出模塊
2.6.10 功能模塊
2.7 S7-300／400的維護

2.8 ET 200分布式I／O
2.8.1 ET 200的特點
2.8.2 ET 200的分類

第3章 S7-300／400的編程語言與指令系統(tǒng)
3.1 S7-300／400的編程語言
3.1.1 PLC編程語言的國際標準
3.1. 2 STEP 7中的編程語言

3.2 S7-300／400 CPU的存儲區(qū)
3.2.1 數(shù)制
3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型
3.2.3 復合數(shù)據(jù)類型與參數(shù)類型
3.2.4 CPU的存儲區(qū)分布
3.2.5 系統(tǒng)存儲器
3.2.6 CPU中的寄存器
3.2.7 尋址方式

3.3 位邏輯指令
3.3.1 觸點指令
3.3.2 輸出類指令
3.3.3 其他指令

3.4 定時器與計數(shù)器指令
3.4.1 定時器指令
3.4.2 計數(shù)器指令
3.5 數(shù)據(jù)處理指令

3.5.1 裝入指令與傳送指令
3.5.2 比較指令
3.5.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令

3.6 數(shù)學運算指令
3.6.1 整數(shù)數(shù)學運算指令
3.6.2 浮點數(shù)數(shù)學運算指令
3.6.3 移位指令
3.6.4 循環(huán)移位指令
3.6.5 字邏輯運算指令
3.6.6 累加器指令

3.7 邏輯控制指令
3.7.1 跳轉(zhuǎn)指令
3.7.2 梯形圖中的狀態(tài)位觸點指令
3.7.3 循環(huán)指令

3.8 程序控制指令
3.8.1 邏輯塊指令
3.8.2 主控繼電器指令
3.8.3 數(shù)據(jù)塊指令
3.8.4 梯形圖的編程規(guī)則

第4章 STEP 7編程軟件的使用方法
4.1 STEP 7編程軟件簡介
4.1.1 STEP 7概述
4.1.2 STEP 7的硬件接口
4.1.3 STEP 7的授權(quán)
4.1.4 STEP 7的編程功能
4.1.5 STEP 7的硬件組態(tài)與診斷功能

4.2 硬件組態(tài)與參數(shù)設置
4.2.1 項目的創(chuàng)建與項目的結(jié)構(gòu)
4.2.2 硬件組態(tài)
4.2.3 CPU模塊的參數(shù)設置
4.2.4 數(shù)字量輸入模塊的參數(shù)設置
4.2.5 數(shù)字量輸出模塊的參數(shù)設置
4.2.6 模擬量輸入模塊的參數(shù)設置
4.2.7 模擬量輸出模塊的參數(shù)設置

4.3 符號表與邏輯塊
4.3.1 符號表
4.3.2 邏輯塊

4.4 S7-PLCSIM仿真軟件在程序調(diào)試中的應用
4.4.1 S7-PLCSIM的主要功能
4.4.2 快速入門
4.4.3 視圖對象
4.4.4 仿真軟件的設置與存檔
4.4.5 仿真PLC與實際PLC的區(qū)別

4.5 程序的下載與上載
4.5.1 裝載存儲器與工作存儲器
4.5.2 在線連接的建立與在線操作
4.5.3 下載與上載

4.6 用變量表調(diào)試程序
4.6.1 系統(tǒng)調(diào)試的基本步驟
4.6.2 變量表的基本功能
4.6.3 變量表的生成
4.6.4 變量表的使用

4.7 用程序狀態(tài)功能調(diào)試程序
4.7.1 程序狀態(tài)功能的起動與顯示
4.7.2 單步與斷點功能的使用

4.8 故障診斷
4.8.1 故障診斷的基本方法
4.8.2 模塊信息在故障診斷中的應用
4.8.3 用快速視窗和診斷視窗診斷故障

4.9 顯示參考數(shù)據(jù)
4.9.1 參考數(shù)據(jù)的生成與顯示
4.9.2 交叉參考表
4.9.3 程序結(jié)構(gòu)
4.9.4 其他參考數(shù)據(jù)
4.9.5 在程序中快速查找地址的位置

第5章 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設計方法
5.1 梯形圖的經(jīng)驗設計法與繼電器電路轉(zhuǎn)換法
5.1.1 用經(jīng)驗法設計梯形圖
5.1.2 根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖

5.2 順序控制設計法與順序功能圖
5.2.1 順序控制設計法
5.2.2 步與動作
5.2.3 有向連線與轉(zhuǎn)換
5.2.4 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)
5.2.5 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則
5.2.6 繪制順序功能圖的注意事項
5.2.7 順序控制設計法的本質(zhì)

5.3 使用起保停電路的順序控制梯形圖編程方法
5.3.1 設計順序控制梯形圖的一些基本問題
5.3.2 單序列的編程方法
5.3.3 選擇序列的編程方法
5.3.4 并行序列的編程方法
5.3.5 僅有兩步的閉環(huán)的處理
5.3.6 應用舉例

5.4 使用置位復位指令的順序控制梯形圖編程方法
5.4.1 單序列的編程方法
5.4.2 選擇序列的編程方法
5.4.3 并行序列的編程方法
5.4.4 應用舉例

5.5 具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖編程方法
5.5.1 機械手控制系統(tǒng)簡介
5.5.2 使用起保停電路的編程方法
5.5.3 使用置位復位指令的編程方法

5.6 順序功能圖語言S7 Graph的應用
5.6.1 S7 Graph語言概述
5.6.2 使用S7 Graph編程的例子
5.6.3 順序控制器的運行模式與監(jiān)控操作
5.6.4 順序控制器中的動作
5.6.5 順序控制器中的條件
5.6.6 S7 Graph功能塊的參數(shù)設置
5.6.7 用S7 Graph編寫具有多種工作方式的控制程序
5.6.8 S7 Graph功能塊的參數(shù)優(yōu)化設置

第6章 S7-300／400的用戶程序結(jié)構(gòu)
6.1 用戶程序的基本結(jié)構(gòu)
6.1.1 用戶程序中的塊
6.1.2 用戶程序使用的堆棧
6.1.3 線性化編程與結(jié)構(gòu)化編程

6.2 功能塊與功能的生成與調(diào)用
6.2.1 發(fā)動機控制系統(tǒng)的用戶程序結(jié)構(gòu)
6.2.2 符號表與變量聲明表
6.2.3 功能塊與功能
6.2.4 功能塊與功能的調(diào)用
6.2.5 時間標記沖突與一致性檢查

6.3 數(shù)據(jù)塊
6.3.1 數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)類型
6.3.2 數(shù)據(jù)塊的生成與使用

6.4 多重背景
6.4.1 多重背景功能塊
6.4.2 多重背景數(shù)據(jù)塊
6.4.3 在OBI中調(diào)用多重背景

6.5 組織塊與中斷處理
6.5.1 中斷的基本概念
6.5.2 組織塊的變量聲明表
6.5.3 日期時間中斷組織塊
6.5.4 延時中斷組織塊
6.5.5 循環(huán)中斷組織塊
6.5.6 硬件中斷組織塊
6.5.7 啟動時使用的組織塊
6.5.8 異步錯誤組織塊
6.5.9 同步錯誤組織塊
6.5.10 背景組織塊

第7章 計算機通信網(wǎng)絡與S7-300／400的通信功能
7.1 計算機通信方式與串行通信接口
7.1.1 計算機的通信方式
7.1.2 串行通信接口的標準

7.2 計算機通信的國際標準
7.2.1 開放系統(tǒng)互連模型
7.2.2 IEEE 802通信標準
7.2.3 現(xiàn)場總線及其國際標準

7.3 S7-300／400的通信功能
7.3.1 S7-300／400的通信網(wǎng)絡
7.3.2 S7通信的分類

7.4 MPI網(wǎng)絡與全局數(shù)據(jù)通信
7.4.1 MPI網(wǎng)絡
7.4.2 全局數(shù)據(jù)包
7.4.3 MPI網(wǎng)絡的組態(tài)
7.4.4 全局數(shù)據(jù)表
7.4.5 事件驅(qū)動的全局數(shù)據(jù)通信
7.4.6 不用連接組態(tài)的MPI通信

7.5 執(zhí)行器傳感器接口AS-i網(wǎng)絡
7.5.1 AS-i的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
7.5.2 AS-i的尋址模式
7.5.3 AS-i主站模塊
7.5.4 AS-i從站模塊
7.5.5 AS-i的主從通信方式
7.5.6 AS-i從站的通信接口
7.5.7 AS-i的工作階段

7.6 工業(yè)以太網(wǎng)
7.6.1 工業(yè)以太網(wǎng)簡介
7.6.2 工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡方案
7.6.3 工業(yè)以太網(wǎng)的交換技術
7.6.4 自適應與冗余網(wǎng)絡
7.6.5 工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)卡與通信處理器

第8章 現(xiàn)場總線PROFIBUS及其應用
8.1 PROFIBUS的結(jié)構(gòu)與硬件
8.1.1 PROFIBUS的組成
8.1.2 PROFIBUS的物理層
8.1.3 PROFIBUS-DP設備的分類
8.1.4 PROFIBUS通信處理器
8.1.5 GSD電子設備數(shù)據(jù)文件

8.2 PROFIBUS的通信協(xié)議
8.2.1 PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層
8.2.2 PROFIBUS-DP
8.2.3 PROFIBUS-PA
8.2.4 PROFIBUS-FMS
8.2.5 PROFIBUS網(wǎng)絡的配置方案

8.3 基于組態(tài)的PROFIBUS通信
8.3.1 PROFIBUS-DP從站的分類
8.3.2 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡的組態(tài)
8.3.3 主站與智能從站主從通信方式的組態(tài)
8.3.4 直接數(shù)據(jù)交換通信方式的組態(tài)

8.4 系統(tǒng)功能與系統(tǒng)功能塊在PROFIBUS通信中的應用
8.4.1 用于PROFIBUS通信的系統(tǒng)功能與系統(tǒng)功能塊
8.4.2 用SFC 14和SFC 15傳輸連續(xù)的數(shù)據(jù)
8.4.3 分布式I／O觸發(fā)主站的硬件中斷
8.4.4 一組從站的輸出同步與輸入鎖定
8.4.5 用系統(tǒng)功能診斷DP從站
8.4.6 用系統(tǒng)功能傳送數(shù)據(jù)記錄與參數(shù)
8.4.7 向模塊傳送數(shù)據(jù)記錄與參數(shù)的例子
8.5 PROFINet

第9章 點對點通信
9.1 點對點通信的硬件與通信協(xié)議
9.1.1 點對點通信處理器與集成的點對點通信接口
9.1.2 ASCII Driver通信協(xié)議
9.1.3 ASCII Driver通信協(xié)議的參數(shù)設置
9.1.4 3964（R)通信協(xié)議
9.1.5 RK 512通信協(xié)議

9.2 用于CPU 31xC-2PtP點對點通信的系統(tǒng)功能塊
9.2.1 用于ASCII／3964（R)協(xié)議的系統(tǒng)功能塊
9.2.2 用于RK 512協(xié)議的系統(tǒng)功能塊

9.3 用于點對點通信處理器的功能塊
9.3.1 點對點通信軟件包的下載與安裝
9.3.2 CP 340的發(fā)送功能塊與接收功能塊
9.3.3 向打印機輸出報文文本的功能塊
9.3.4 讀取和控制RS％232C接口的信號狀態(tài)的功能塊
9.3.5 用于CP 341的通信功能塊
9.3.6 用于CP 440和CP441的通信功能塊

9.4 Prodave通信軟件在點對點通信中的應用
9.4.1 PRODAVE簡介
9.4.2 PRODAVE的硬件配置
9.4.3 建立與斷開連接
9.4.4 數(shù)據(jù)傳輸函數(shù)
9.4.5 讀取和檢測系統(tǒng)信息的函數(shù)
9.4.6 數(shù)據(jù)處理函數(shù)
9.4.7 PRODAVE在水輪發(fā)電動機組監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

第10章 S7-300／400在模擬量閉環(huán)控制中的應用
10.1 模擬量閉環(huán)控制的基本概念
10.1.1 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成
10.1.2 閉環(huán)控制的主要性能指標
10.1.3 閉環(huán)控制反饋極性的確定

10.2 數(shù)字PID控制器
10.2.1 PID控制器的優(yōu)點
10.2.2 PID控制器的數(shù)字化

10.3 S7-300／400的模擬量閉環(huán)控制功能
10.3.1 S7-300／400實現(xiàn)閉環(huán)控制的方法
10.3.2 使用系統(tǒng)功能塊實現(xiàn)閉環(huán)控制

10.4 連續(xù)PID控制器SFB 41
10.4.1 設定值與過程變量的處理
10.4.2 PID控制算法
10.4.3 控制器輸出值的處理
10.4.4 SFB 41的參數(shù)

10.5 脈沖發(fā)生器SFB 43
10.5.1 脈沖發(fā)生器的功能與結(jié)構(gòu)
10.5.2 三級控制器
10.5.3 二級控制器
10.5.4 SFB 43的參數(shù)

10.6 步進PI控制器SFB 42
10.6.1 步進控制器的結(jié)構(gòu)
10.6.2 步進控制器的功能分析
10.6.3 SFB 42的參數(shù)

10.7 PID控制的示例程序
10.7.1 示例程序的下載與安裝
10.7.2 使用連續(xù)控制器的示例程序
10.8 PID控制器的參數(shù)整定方法
10.8.1 PID控制器的參數(shù)與系統(tǒng)動靜態(tài)性能的關系
10.8.2 確定PID控制器參數(shù)初值的工程方法

附錄
附錄A S7-300／400的指令一覽表
附錄B 組織塊、系統(tǒng)功能與系統(tǒng)功能塊一覽表
附錄C 光盤說明
附錄D 常用縮寫詞
參考文獻