S7300/400可编程控制器原理与应用PDF电子书下载

第1章 可编程序控制器概述 1

1.1 PLC的基本概念 1

PLC的起源与发展 1

PLC的分类、特点及应用领域 3

PLC的主要生产厂家 5

1.2 PLC的基本结构 7

1.3 PLC的工作原理 9

1.4 PLC的主要性能指标 11

【本章小结】 12

【复习思考题】 13

第2章S7-300／400硬件结构 14

2.1 S7-300系列PLC简介 14

S7-300概况 14

S7- 300的基本结构 15

2.2 S7-300系列PLC模块 17

CPU模块 17

数字量模块 20

模拟量模块 24

I／O模块的编址 36

其他模块 37

2.3 S7-400系列PLC简介 40

S7-400概况 40

S7-400的组成及结构 40

2.4 S7-400系列PLC模块 41

机架与接口模块 41

CPU模块 44

电源模块 47

I／O模块 47

I／O模块的编址 51

其他模块 51

2.5 ET200分布式I／O 53

【本章小结】 58

【复习思考题】 58

第3章S7-300／400的编程语言与指令系统 59

3.1 S7-300／400的编程语言 59

PLC的编程语言 59

S7-300／400的编程语言 60

梯形图的编程规则 61

3.2 S7-300／400编程基础 63

S7-300／400的编程元件 63

S7-300／400的数据类型 64

操作数及寻址方式 68

3.3位逻辑指令及应用 71

位逻辑处理指令 71

输出类指令 73

其他指令 74

应用举例 77

3.4定时器／计数器指令及应用 78

定时器指令 78

计数器指令 85

应用举例 89

3.5数据处理功能指令 93

装入与传送指令 93

比较指令 95

数据转换指令 97

应用举例 101

3.6数学运算指令 102

算术运算指令 102

移位和循环移位指令 105

字逻辑运算指令 109

累加器指令和地址寄存器指令 111

3.7控制指令 113

逻辑控制指令 113

主控继电器指令 115

程序控制指令 118

【本章小结】 119

【复习思考题】 120

第4章STEP 7编程环境及使用 123

4.1 STEP 7简介 123

STEP 7概述 123

STEP 7与硬件的接口 125

STEP 7的安装与组成 126

STEP 7的编程与使用基础 137

4.2硬件组态与参数设置 145

硬件组态 145

CPU模块的参数设置 153

数字量I／O模块的参数设置 163

模拟量I／O模块的参数设置 165

4.3符号表的生成与使用 167

共享符号和局域符号 167

共享符号和局域符号的显示 168

地址优先级的设置 168

符号表的生成与编辑 170

符号表的导入／导出 171

4.4逻辑块的生成与编辑 172

逻辑块的分类与结构 172

逻辑块的生成与编辑 172

编辑变量声明表 173

设置逻辑块的属性 174

设置逻辑块的编程语言 176

编制并输入程序 176

变量声明与指令表之间的联系 177

逻辑块和源文件的授权访问 177

4.5程序的下载与上传 178

S7-300／400的存储器 178

PC／PG与CPU连接的建立与在线操作 181

下载与上传 183

4.6使用STEP 7调试程序 188

使用变量表调试程序 189

使用程序状态功能调试程序 194

使用单步与断点功能调试程序 198

使用参考数据调试程序 200

4.7使用STEP 7进行故障诊断 210

故障特性 210

故障诊断 211

【本章小结】 215

【复习思考题】 216

第5章S7-300／400的结构化编程 217

5.1 S7-300／400用户程序结构 217

程序中的块 217

堆栈 219

用户程序的编程方式 220

5.2功能块与功能 221

功能块与功能 221

功能块与功能的调用 222

5.3数据块与数据结构 227

数据块的数据结构与数据类型 227

共享数据块与背景数据块 231

5.4多重背景及应用 233

多重背景功能块的创建和编程 234

多重背景数据块的创建 236

OB1中多重背景的调用 237

5.5组织块及应用 238

组织块概述 238

循环执行的组织块 242

定期执行的组织块 243

事件驱动组织块 246

启动组织块 265

背景组织块 267

【本章小结】 268

【复习思考题】 269

第6章 梯形图程序设计方法 270

6.1梯形图的经验设计法 270

6.2梯形图的顺序控制设计法与顺序功能图 273

顺序控制设计法 273

顺序功能图的组成 274

顺序功能图的基本结构 277

顺序功能图绘制注意事项 280

设计顺序控制梯形图程序的若干注意问题 280

经验设计法与顺序控制设计法比较 282

6.3使用通用指令的顺控梯形图编程方法 283

单序列的编程方法 283

选择序列的编程方法 284

并行序列的编程方法 286

仅有2步的小闭环的处理 287

应用举例 287

6.4以转换为中心的顺控梯形图编程方法 290

单序列的编程方法 290

选择序列的编程方法 291

并行序列的编程方法 292

应用举例 292

6.5使用顺序功能图语言S7 Graph进行顺控程序设计 294

S7 Graph编程环境 294

S7 Graph编程步骤及应用举例 298

S7 Graph顺序控制器的运行模式 304

S7 Graph顺序控制器中的动作 306

S7 Graph顺序控制器中的条件 308

6.6复杂控制系统梯形图编程举例 309

控制要求与系统分析 309

使用通用指令的编程方法 313

使用以转换为中心的编程方法 318

使用S7 Graph的编程方法 319

【本章小结】 324

【复习思考题】 324

第7章S7 -300／400工业通信网络 329

7.1 S7-300／400工业通信网络概述 329

S7 -300／400的工业自动化系统通信网络 329

S7-300／400的通信方式 333

7.2 MPI网络与数据通信 334

MPI网络结构 334

基于组态和循环扫描的全局数据通信 336

基于组态和事件驱动的全局数据通信 343

非通信组态的MPI通信 344

7.3 AS-i网络与数据通信 346

AS-i的网络结构 347

AS-i的通信方式 351

西门子AS-i网络部件 353

7.4 SIMATIC NET工业以太网 356

工业以太网概述 356

SIMATIC NET工业以太网组网方案 357

工业以太网的交换技术 358

自适应与冗余网络 359

西门子工业以太网网络部件 361

7.5 S7-300／400与串行通信 362

S7-300／400用于串行通信的硬件和协议 362

利用具有点对点串行通信接口的CPU进行数据通信 381

利用具有点对点串行通信接口的通信处理器进行数据通信 390

7.6 PRODAVE通信软件包及其应用 411

PRODA VE硬件配置 411

PRODAVE软件安装和参数设置 412

PRODAVE中与数据通信有关的函数 413

PRODAVE中与数据处理有关的函数 418

PRODAVE应用实例 419

【本章小结】 420

【复习思考题】 421

第8章S7-300／400与PROFIBUS现场总线 423

8.1 PROFIBUS的组成及结构 423

8.2 PROFIBUS的物理层 425

PROFIBUS物理层概述 425

PROFIBUS-DP／FMS的物理层 426

PROFIBUS-PA的物理层 429

PROFIBUS-DP设备分类 430

S7-300／400 PROFIBUS网络部件 432

8.3 PROFIBUS的高层协议 433

总线访问控制协议及数据链路层报文格式 433

PROFIBUS-DP功能及PROFIBUS行规 437

PROFIBUS-PA协议及行规 445

PROFIBUS-FMS协议及行规 445

PROFIBUS组网方案 447

8.4利用STEP 7的组态进行PROFIBUS通信 448

利用CPU集成PROFIBUS-DP接口连接远程ET200M从站 448

通过PROFIBUS-DP连接智能从站 453

通过PROFIBUS-DP连接的直接数据交换通信组态 459

与支持PROFIBUS-DP的第三方设备通信的组态 465

8.5 S7-300／400中与PROFIBUS通信有关的SFC和SFB及应用 468

S7-300／400中与PROFIBUS通信有关的SFC与SFB 468

SFC14和SFC15应用 471

智能DP从站触发DP主站上的硬件中断 473

PROFIBUS-DP输出同步与输入锁定 475

8.6 PROFInet通信网络 481

PROFInet概述 481

PROFInet通信标准 481

PROFInet通信功能的实现 484

PROFInet在自动化领域的应用 487

【本章小结】 488

【复习思考题】 489

第9章S7 -300／400与闭环控制系统 490

9.1闭环控制系统概述 490

闭环控制系统的组成及特点 491

闭环控制系统的主要性能指标 493

9.2 PID控制器 496

PID控制的概念 496

PID控制的特点 498

PID控制器的数字化 498

9.3 S7-300／400的闭环控制功能 499

9.4连续PID控制器SFB41／FB41“CONT＿C” 501

连续PID控制器SFB41／FB41的功能与结构 501

SFB41／FB41的PID控制算法 501

SFB41／FB41对输入变量的处理 502

SFB41／FB41对输出值的处理 503

SFB41／FB41的参数 504

9.5步进控制器SFB42／FB42“CONT＿S” 507

步进控制器SFB42／FB42功能与结构 507

SFB42／FB42的参数 509

9.6脉冲发生器SFB43／FB43“PULSEGEN” 511

脉冲发生器的功能与结构 511

三级控制器 514

二级控制器 516

手动操作模式 516

SFB43／FB43的参数 517

9.7 PID控制器的参数整定 518

PID控制器的参数与控制系统性能的关系 518

PID控制器参数的整定方法 518

9.8闭环控制应用举例 522

【本章小结】 524

【复习思考题】 525

第10章 PLC应用系统设计 526

10.1 PLC应用系统的总体设计 526

系统设计的基本原则 527

系统设计的基本内容 527

系统设计的基本步骤 527

10.2 PLC应用系统的硬件设计 530

应用系统总体方案设计 530

PLC选型 532

PLC容量估算 534

I／O模块的选择 536

减少输入／输出端子数的方法 538

供电系统设计 539

安全回路和接地设计 543

电缆设计 544

硬件设计文档 545

10.3 PLC应用系统的软件设计 546

PLC应用系统软件设计的内容 547

PLC应用系统软件设计步骤 547

10.4 PLC应用系统设计实例 549

【本章小结】 559

【复习思考题】 559

附录A S7-300／400语句表指令一览表 573

附录B组织块、系统功能与功能块一览表 573

附录C S7-PLCSIM仿真软件及使用 573

S7-PLCSIM V5.3概述 573

开始使用S7-PLCSIM 575

S7-PLCSIM基本使用方法 579

使用S7-PLCSIM调试程序 583

视图对象 586

错误和中断组织块 590

S7-PLCSIM的工具栏和菜单命令 591

附录D课程设计与工程实践课题集 597

课题一 智力抢答器的PLC控制 597

课题二 自动售货机的PLC控制 599

课题三 注塑机的PLC控制 600

课题四 花式喷泉的PLC控制 602

课题五 水塔水位的PLC控制 604

课题六 五层电梯的PLC控制 606

参考文献 608