西門子S7-300/400 PLC編程入門及工程實例

第1章　低壓電器及基本控制線路
1.1　常用低壓電器 001
1.1.1 刀開關(guān) 002
1.1.2 熔斷器 004
1.1.3 斷路器 006
1.1.4 接觸器 008
1.1.5 控制繼電器 009
1.1.6 主令電器 016
1.2　電氣圖形符號和文字符號 020
1.2.1 電氣文字符號 020
1.2.2 電氣圖形符號 020
1.3　電氣控制電路圖繪制原則 025
1.4　三相異步電動機的基本控制電路 028
1.4.1 基本控制環(huán)節(jié) 028
1.4.2 三相異步電動機啟動控制 030
1.4.3 三相異步電動機制動控制 033
1.4.4 三相異步電動機調(diào)速控制線路 034
習題 035

第2章　可編程控制器(PLC)概述
2.1　PLC的介紹與特點 037
2.1.1 PLC的產(chǎn)生 037
2.1.2 PLC的定義 038
2.1.3 PLC的分類 038
2.1.4 PLC的發(fā)展 040
2.1.5 PLC的特點 040
2.1.6 PLC性能指標 041
2.2　PLC硬件組成 042
2.3　PLC開發(fā)環(huán)境和工作原理 044
2.3.1 PLC編程語言及編程軟件 044
2.3.2 PLC的工作原理 046
2.4　PLC應(yīng)用及發(fā)展趨勢 048
2.5　PLC在工業(yè)自動化中的地位 049
2.6　PLC產(chǎn)品概況 049
2.6.1 國外PLC品牌 049
2.6.2 國產(chǎn)PLC品牌 050
2.7　西門子自動化產(chǎn)品介紹 050
2.7.1 西門子PLC系列 050
2.7.2 全集成自動化 052
習題 053

第3章　S7-300/400 PLC硬件系統(tǒng)
3.1　S7-300 PLC硬件簡介 054
3.2　S7-300機架 055
3.3　S7-300電源模塊 056
3.4　S7-300 CPU模塊 056
3.4.1 CPU模塊的分類 056
3.4.2 CPU面板介紹 058
3.4.3 CPU模塊通信接口 060
3.4.4 CPU模塊存儲器 060
3.5　S7-300接口模塊 062
3.6　S7-300信號模塊 062
3.6.1 數(shù)字量模塊 063
3.6.2 模擬量模塊 064
3.6.3 數(shù)字量仿真模塊 067
3.7　功能模塊 068
3.8　編程設(shè)備PG/PC 069
3.9　S7-300模塊的安裝與擴展 071
3.9.1 模塊配放原則 071
3.9.2 模塊安裝規(guī)范 071
3.9.3 模塊安裝步驟 072
3.9.4 模塊擴展 073
3.10　S7-300模塊編址 074
3.10.1 數(shù)字量模塊編址 074
3.10.2 模擬量模塊編址 075
3.10.3 自由編址 076
3.11　S7-400硬件系統(tǒng) 076
3.11.1 S7-400系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 077
3.11.2 S7-400 CPU模塊 078
3.11.3 S7-400電源模塊 079
3.11.4 S7-400機架與接口模塊 079
3.11.5 S7-400信號模塊及編址 080
習題 082

第4章　SIMATIC STEP 7及TIA博途軟件使用
4.1　STEP 7概述 083
4.2　STEP 7安裝與卸載 084
4.2.1 安裝系統(tǒng)配置 085
4.2.2 STEP 7授權(quán) 085
4.2.3 安裝STEP 7 086
4.2.4 卸載STEP 7 090
4.3　SIMATIC管理器概述 090
4.4　項目的管理與創(chuàng)建 091
4.4.1 STEP 7創(chuàng)建項目步驟 091
4.4.2 項目結(jié)構(gòu) 091
4.4.3 創(chuàng)建項目 091
4.4.4 編輯項目 094
4.5　硬件組態(tài) 095
4.5.1 硬件組態(tài)步驟 096
4.5.2 參數(shù)設(shè)置 097
4.5.3 硬件組態(tài)目錄更新 099
4.6　符號表 100
4.6.1 符號表的創(chuàng)建 101
4.6.2 符號表的管理 101
4.7　邏輯塊的生成 105
4.7.1 邏輯塊的組成 105
4.7.2 程序編輯器的設(shè)置 106
4.7.3 輸入程序的方式 106
4.7.4 程序塊上鎖 108
4.7.5 程序編輯器 108
4.8　硬件接口與程序下載、上傳 111
4.8.1 硬件接口 111
4.8.2 程序下載、上傳 113
4.9　程序調(diào)試工具PLCSIM 114
4.9.1 S7-PLCSIM介紹 114
4.9.2 S7-PLCSIM使用 115
4.9.3 S7-PLCSIM 調(diào)試 117
4.9.4 PLCSIM與真實PLC的差別 118
4.10　西門子TIA博途軟件使用入門 119
4.10.1 TIA博途軟件構(gòu)成 119
4.10.2 TIA博途軟件的安裝 119
4.10.3 TIA博途軟件的授權(quán) 124
4.10.4 TIA博途軟件項目創(chuàng)建與硬件組態(tài) 125
習題 129

第5章　S7-300/400 PLC編程語言與指令系統(tǒng)
5.1　S7-300/400編程語言 130
5.1.1 PLC編程語言的國際標準 130
5.1.2 STEP 7的編程語言 131
5.1.3 PLC編程原則 132
5.2　S7-300/400 CPU的存儲區(qū) 132
5.2.1 數(shù)制 132
5.2.2 基本數(shù)據(jù)類型 133
5.2.3 系統(tǒng)存儲器 136
5.2.4 CPU中的寄存器 137
5.2.5 尋址方式 139
5.3　位邏輯指令 141
5.3.1 梯形圖指令 141
5.3.2 位邏輯運算指令 143
5.3.3 位操作指令 145
5.3.4 位測試指令 147
5.4　定時器指令 150
5.4.1 定時器指令概述 150
5.4.2 定時器指令 152
5.4.3 定時器編程舉例 159
5.5　計數(shù)器指令 162
5.5.1 計數(shù)器指令概述 162
5.5.2 計數(shù)器指令 162
5.5.3 計數(shù)器編程舉例 166
5.6　數(shù)據(jù)傳送與轉(zhuǎn)換指令 168
5.6.1 裝入指令與傳送指令 168
5.6.2 比較指令 170
5.6.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 173
5.7　運算指令 177
5.7.1 整數(shù)與浮點數(shù)數(shù)學運算指令 177
5.7.2 字邏輯運算指令與累加器指令 179
5.7.3 移位指令 181
5.8　控制指令 185
5.8.1 邏輯控制指令 185
5.8.2 程序控制指令 188
5.8.3 主控繼電器指令與數(shù)據(jù)塊指令 189
5.9　庫分類及應(yīng)用 192
5.9.1 庫的分類 192
5.9.2 庫的應(yīng)用 193
5.9.3 庫的生成 193
5.10　指令綜合使用舉例 197
習題 208

第6章　S7-300/400 PLC結(jié)構(gòu)化編程
6.1　編程方式和程序結(jié)構(gòu) 211
6.1.1 編程方式 211
6.1.2 程序結(jié)構(gòu) 212
6.2　結(jié)構(gòu)化編程的實現(xiàn) 214
6.2.1 結(jié)構(gòu)化編程 215
6.2.2 實現(xiàn)形式 215
6.3　功能與功能塊 219
6.3.1 功能塊 220
6.3.2 功能 223
6.3.3 功能的調(diào)用 226
6.3.4 功能塊的調(diào)用 226
6.4　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計實例 227
6.4.1 編輯并調(diào)用有參功能(FC) 227
6.4.2 多重背景使用舉例 229
習題 238

第7章　數(shù)據(jù)塊和組織塊的使用
7.1　數(shù)據(jù)塊 239
7.1.1 數(shù)據(jù)塊的類型 239
7.1.2 數(shù)據(jù)塊的生成 240
7.1.3 數(shù)據(jù)塊的訪問 241
7.2　S7-300/400的組織塊 242
7.2.1 組織塊的分類 242
7.2.2 中斷 243
7.2.3 啟動組織塊 245
7.2.4 時間延時中斷組織塊 246
7.2.5 硬件中斷組織塊 248
7.3　定期執(zhí)行組織塊 251
7.3.1 日期時間中斷組織塊 251
7.3.2 循環(huán)中斷組織塊 254
7.4　錯誤處理組織塊 258
7.4.1 錯誤處理概述 258
7.4.2 錯誤的分類 258
7.4.3 同步錯誤組織塊 259
7.4.4 冗余錯誤組織塊 259
習題 260

第8章　S7-300/400模擬量處理技術(shù)
8.1　PID控制器 262
8.1.1 PID控制的基本原理 262
8.1.2 PID控制器的數(shù)字化 263
8.1.3 PID控制器參數(shù)與系統(tǒng)性能關(guān)系 263
8.2　連續(xù)PID控制模塊FB41 264
8.2.1 設(shè)定值與過程變量的處理 264
8.2.2 控制器算法 265
8.2.3 輸出值的處理 266
8.3　脈沖發(fā)生器模塊FB43 267
8.3.1 脈沖發(fā)生器的功能與結(jié)構(gòu) 267
8.3.2 兩步控制器 268
8.3.3 三步控制器 268
8.4　模擬量輸入/輸出規(guī)范化 270
8.4.1 模擬量輸入規(guī)范化 270
8.4.2 模擬量輸出規(guī)范化 270
8.5　閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計舉例 271
8.5.1 系統(tǒng)簡介 271
8.5.2 硬件選型及信號類型設(shè)置 271
8.5.3 程序設(shè)計 273
習題 274

第9章　組態(tài)軟件與西門子PLC通信應(yīng)用
9.1　人機界面與組態(tài)軟件介紹 275
9.1.1 人機界面與觸摸屏 276
9.1.2 人機界面的組成 276
9.1.3 SIMATIC人機界面 276
9.1.4 組態(tài)軟件介紹 277
9.1.5 PC機通用組態(tài)軟件 278
9.2　iFIX組態(tài)軟件介紹 279
9.2.1 iFIX軟件介紹 279
9.2.2 iFIX軟件結(jié)構(gòu) 281
9.2.3 iFIX數(shù)據(jù) 282
9.3　iFIX軟件安裝與S7-300通信配置 282
9.3.1 iFIX軟件安裝 282
9.3.2 西門子PLC驅(qū)動配置 285
習題 295

第10章　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及工程應(yīng)用
10.1　系統(tǒng)設(shè)計的原則和內(nèi)容 296
10.1.1 設(shè)計原則 296
10.1.2 設(shè)計內(nèi)容 296
10.1.3 設(shè)計步驟 297
10.2　硬件設(shè)計 297
10.2.1 PLC的選型 297
10.2.2 I/O模塊的選型 298
10.2.3 PLC容量估算 299
10.3　軟件設(shè)計 299
10.3.1 設(shè)計前準備工作 299
10.3.2 編寫程序 300
10.3.3 程序測試 300
10.4　系統(tǒng)調(diào)試 300
10.4.1 調(diào)試步驟 300
10.4.2 調(diào)試方法 300
10.4.3 系統(tǒng)開發(fā)技巧 301
10.5　基于S7-300 PLC的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 302
10.5.1 溫度控制意義 302
10.5.2 系統(tǒng)功能需求 302
10.5.3 控制方案設(shè)計 302
10.5.4 硬件系統(tǒng)設(shè)計 303
10.5.5 程序設(shè)計 304
10.5.6 上位機軟件設(shè)計 310
10.5.7 系統(tǒng)調(diào)試 310
10.6　基于S7-300 PLC和OPC的液位實時控制系統(tǒng)設(shè)計 311
10.6.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 312
10.6.2 控制系統(tǒng)原理 312
10.6.3 PLC程序設(shè)計 313
10.6.4 MATLAB/Simulink在線鏈接 313
10.6.5 建立Simulink實時控制工作空間 314
習題 316

參考文獻