西门子工业自动化项目设计实践PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1西门子工业自动化系统概述 1

1.1.1全集成自动化概念 1

1.1.2SIMATIC系统特性 2

1.2自动化生产线工程项目设计 4

1.3可编程序控制器基础 4

1.3.1可编程序控制器的产生和定义 4

1.3.2可编程序控制器的特点 5

1.3.3可编程序控制器的分类 6

1.3.4可编程序控制器的硬件组成 7

1.3.5可编程序控制器的工作特点 9

第2章 工程项目 12

2.1控制任务 12

2.1.1自动化生产线模型 12

2.1.2控制系统技术要求 13

2.2控制方案设计原则 13

2.2.1确定系统控制任务与设计要求 13

2.2.2制定电气控制方案 13

2.2.3确定控制系统的输入输出信号 14

2.2.4PLC选型与硬件配置 15

2.2.5I／O分配 15

2.2.6控制程序设计 15

2.2.7现场运行调试 15

2.2.8项目归档 15

第3章 PLC的硬件系统 16

3.1S7-300／400硬件模块 16

3.1.1机架 16

3.1.2电源模块 17

3.1.3CPU 17

3.1.4信号模块 20

3.1.5通信模块 21

3.1.6功能模块 21

3.1.7接口模块 21

3.1.8占位模块 22

3.1.9仿真器模块 23

3.2硬件安装 23

3.2.1S7-300安装规范 23

3.2.2S7-400安装规范 24

3.2.3更换模块 25

3.3硬件接线 25

3.3.1模块选择 25

3.3.2I／O分配表 25

3.3.3I／O接线图 27

3.4组态硬件 28

3.4.1创建一个项目 28

3.4.2硬件配置 32

3.4.3更新硬件目录 41

3.4.4复位CPU和暖启动 43

任务1灌装项目硬件设计 44

第4章 PLC的软件设计 45

4.1STEP 7编程基础 45

4.1.1数制和编码 45

4.1.2数据类型及表示格式 46

4.1.3S7-300／400的内部资源 48

4.1.4存储区的寻址方式 50

4.1.5STEP 7编程语言 52

4.2程序结构设计 55

4.2.1程序块类型 55

4.2.2程序结构形式 55

4.2.3工程项目程序结构 56

4.3程序块的编辑 57

4.3.1新建用户程序块 57

4.3.2LAD／STL／FBD编辑器 57

4.3.3保存块 58

4.3.4在OB1中调用块 59

4.3.5下载块到CPU 59

4.3.6监视程序运行 60

任务2设计手动运行程序 60

4.4符号表 61

4.4.1定义全局符号 61

4.4.2使用全局符号 62

任务3编辑项目的符号表 63

4.5开关量的控制 64

4.5.1逻辑与、或、异或指令 64

4.5.2置位、复位指令 65

4.5.3触发器的置位／复位指令 66

4.5.4影响RLO的指令 66

4.5.5边沿检测指令 66

任务4设计启动灌装生产线运行的程序 68

4.6数据传送指令 69

4.7计数器的使用——计数统计 70

4.7.1计数器各引脚的功能 70

4.7.2加减计数器的功能图 71

4.8定时器的使用——时间控制 71

4.8.1接通延时定时器ODT 72

4.8.2带保持的接通延时定时器ODTS 73

4.8.3关断延时定时器OFFDT 73

4.8.4脉冲定时器PULSE 73

4.8.5扩展脉冲定时器PEXT 74

任务5设计灌装生产线自动运行的程序 75

4.9数据的运算操作 78

4.9.1基本数学运算指令 78

4.9.2比较指令 79

4.9.3转换指令 80

任务6生产线数据处理 81

4.10程序调试方法 84

4.10.1S7-PLCSIM仿真软件 84

4.10.2使用程序编辑器调试程序 85

4.10.3使用变量表调试程序 86

4.11数据块的使用 88

4.11.1数据的类型 88

4.11.2定义全局数据块 89

4.11.3完全表示方法访问数据块 91

4.11.4数据块的应用 91

4.11.5恢复数据块的初值 94

任务7应用数据块进行计数统计 95

4.12编辑带形参的函数 95

4.12.1任务要求——故障报警 95

4.12.2编辑带形参的FC 95

4.12.3编辑带形参的FB 97

4.12.4调用修改了参数的函数FC或FB 99

任务8生产线故障报警 99

4.13故障诊断 100

4.13.1模块信息 100

4.13.2硬件诊断 102

4.13.3参考数据 103

4.13.4重新接线 108

任务9重新接线点动传送带电动机 112

4.14组织块与中断系统 112

4.14.1组织块的类型与优先级 112

4.14.2启动组织块 112

4.14.3中断组织块 113

4.14.4组织块的启动信息 117

任务10日期时间中断组织块的应用 119

4.15 模拟量的处理方法 120

4.15.1模拟量模板的用途 120

4.15.2量程卡的设置 120

4.15.3S7-300CPU的AI／AO地址分配 120

4.15.4组态模拟量输入模块 121

4.15.5组态模拟量输出模块 123

4.15.6模拟量转换的数值表达方式 124

4.15.7模拟量的规范化 125

任务11模拟量液位值的处理 127

第5章 PROFIBUS网络 129

5.1通信基础知识 129

5.1.1数据传输方式 129

5.1.2数据传送方向 129

5.1.3传输介质 130

5.1.4串行通信接口 130

5.1.5西门子公司的工业网络通信 131

5.2PROFIBUS网络概述 132

5.2.1PROFIBUS的优点 132

5.2.2PROFIBUS的访问机理 133

5.2.3PROFIBUS的通信协议 133

5.2.4PROFIBUS的网络特性 134

5.2.5PROFIBUS网络连接部件 135

5.3PROFIBUS-DP网络的主站与从站 137

5.3.1PROFIBUS-DP网络中的主站 137

5.3.2PROFIBUS-DP网络中的从站 137

5.3.3PROFIBUS通信处理器 139

5.4建立PROFIBUS-DP网络 140

5.4.1集成DP接口的CPU作主站 140

5.4.2CP342-5作为主站 143

任务12组态PROFIBUS-DP网络 150

5.5PROFIBUS-DP网络故障诊断 150

5.5.1故障指示灯LED 150

5.5.2用STEP 7软件进行网络诊断 151

5.5.3通过组织块OB86进行诊断 152

5.5.4用BT200进行硬件测试与诊断 155

第6章 触摸屏的使用 158

6.1人机界面 158

6.2WinCC flexible概述 159

6.2.1WinCC flexible应用对象 159

6.2.2WinCC flexible的组件 159

6.2.3WinCC flexible项目应用 159

任务13建立灌装生产线监控项目 160

6.3建立一个WinCC flexible项目 160

6.3.1启动WinCC flexible 160

6.3.2建立一个新项目 161

6.3.3WinCC flexible项目组态界面 162

6.3.4WinCC flexible与STEP 7集成 163

任务14建立通信连接 164

6.4触摸屏的通信连接 165

6.4.1TP177B PN／DP触摸屏的硬件连接 165

6.4.2设置触摸屏通信参数 166

任务15 生成监控系统所需的变量 171

6.5定义变量 171

6.5.1变量的分类 172

6.5.2变量的数据类型 172

6.5.3编辑变量 172

任务16组态灌装自动化生产线监控画面 177

6.6组态监控画面 177

6.6.1创建画面 177

6.6.2设计画面结构 180

6.6.3画面编辑器的常用工具 182

6.6.4组态初始画面 183

6.6.5组态运行画面 186

6.6.6组态物料混合画面 198

6.6.7组态参数设置画面 201

6.6.8组态趋势视图 207

6.7WinCC flexible模拟调试 209

6.7.1项目的离线模拟调试 210

6.7.2项目的集成模拟调试 210

任务17编辑监控系统报警消息 212

6.8编辑报警消息 212

6.8.1报警的概念 212

6.8.2组态报警 216

6.8.3显示报警消息 220

任务18组态配方设置画面 221

6.9组态配方 221

6.9.1配方的概念 221

6.9.2配方数据的存储与传送 222

6.9.3组态项目的配方 226

6.9.4编写PLC程序 230

6.9.5运行配方视图 230

任务19组态用户管理画面 231

6.10用户管理 232

6.10.1用户管理的基本概念 232

6.10.2用户管理的组态 232

6.10.3用户管理的使用 234

参考文献 238