S7300/400PLC应用教程PDF电子书下载

前言 1

第1章 概述 1

1.1PLC的基本概念 1

1.1.1模块式PLC的基本结构 1

1.1.2PLC的特点 3

1.1.3PLC的应用领域 4

1.1.4西门子PLC的资料和软件的下载 4

1.2PLC的工作原理 5

1.2.1逻辑运算 5

1.2.2PLC的循环处理过程 6

1.2.3PLC的工作原理 8

1.3习题 9

第2章 S7-300／400的硬件与组态 10

2.1SIMATIC自动控制系统简介 10

2.1.1SIMATIC自动化控制系统的组成 10

2.1.2全集成自动化 11

2.2S7-300系列PLC简介 12

2.2.1S7-300的系统结构 12

2.2.2CPU模块的元件 15

2.2.3CPU的存储器 16

2.2.4CPU模块的分类 18

2.3S7400系列PLC简介 18

2.3.1S7-400的基本结构与特点 18

2.3.2冗余设计的容错自动化系统S7-400H 21

2.3.3安全型自动化系统与多CPU处理 22

2.3.4CPU模块与电源模块 23

2.4STEP7编程软件的安装与使用 25

2.4.1STEP7的版本与许可证密钥 25

2.4.2STEP7的安装 26

2.4.3项目的创建 28

2.4.4STEP7与PLC通信连接的组态 30

2.5硬件组态 32

2.5.1硬件组态概述 32

2.5.2S7-300的组态 34

2.5.3I／O模块的地址分配 35

2.5.4CPU模块的参数设置 37

2.6信号模块与功能模块 38

2.6.1数字量输入模块 39

2.6.2数字量输出模块 41

2.6.3模拟量输入模块 43

2.6.4根据模拟量输入模块的输出值计算对应的物理量 45

2.6.5其他信号模块 47

2.6.6功能模块 48

2.7ET200分布式L／O 49

2.8习题 50

第3章 S7-300／400的编程语言与指令系统 52

3.1S7-300／400的编程语言 52

3.1.1PLC编程语言的国际标准 52

3.1.2STEP7的编程语言 52

3.2S7-300／400CPU的存储区 55

3.2.1数制 55

3.2.2基本数据类型 55

3.2.3系统存储器 57

3.2.4CPU中的寄存器 59

3.3位逻辑指令 61

3.3.1触点指令 62

3.3.2输出类指令 64

3.3.3其他指令 65

3.4定时器与计数器指令 67

3.4.1定时器指令 67

3.4.2计数器指令 72

3.5数据处理指令 74

3.5.1装入指令与传送指令 75

3.5.2比较指令 80

3.5.3数据转换指令 80

3.6数学运算指令 83

3.6.1整数与浮点数数学运算指令 83

3.6.2移位指令与循环移位指令 86

3.6.3字逻辑运算指令与累加器指令 89

3.7逻辑控制指令 92

3.7.1跳转指令与状态位触点指令 92

3.7.2循环指令 94

3.8程序控制指令 94

3.8.1与逻辑块有关的指令 95

3.8.2主控继电器指令与数据块指令 96

3.9习题 97

第4章 STEP7在编程与调试中的应用 100

4.1符号表与逻辑块 100

4.1.1符号表 100

4.1.2逻辑块 101

4.2仿真软件在程序调试中的应用 104

4.2.1S7-PLCSIM的主要功能 104

4.2.2S7-PLCSIM快速入门 104

4.2.3视图对象与仿真软件的设置 106

4.3在线连接与在线操作 107

4.3.1在线连接的建立与在线操作 107

4.3.2下载与上载 108

4.4用STEP7调试程序 108

4.4.1系统调试的基本方法 108

4.4.2用程序状态功能调试程序 109

4.4.3用变量表调试程序 110

4.4.4单步与断点功能的使用 112

4.5故障诊断 114

4.5.1故障诊断的基本方法 114

4.5.2模块信息在故障诊断中的应用 114

4.5.3诊断故障的其他方法 115

4.6显示参考数据 116

4.6.1参考数据的生成与显示 116

4.6.2交叉参考表与程序结构 116

4.6.3其他参考数据 118

4.7时间标记冲突与一致性检查 118

4.8被控对象仿真软件SIMIT简介 119

4.9习题 120

第5章 数字量控制系统梯形图设计方法 122

5.1梯形图的经验设计法与继电器电路转换法 122

5.1.1梯形图的经验设计法 122

5.1.2根据继电器电路图设计梯形图 125

5.2顺序控制设计法与顺序功能图 128

5.2.1顺序控制设计法 128

5.2.2步与动作 129

5.2.3有向连线与转换 131

5.2.4顺序功能图的基本结构 132

5.2.5顺序功能图中转换实现的基本规则 134

5.3使用起保停电路的顺序控制梯形图编程方法 136

5.3.1设计顺序控制梯形图的一些基本问题 136

5.3.2单序列的编程方法 137

5.3.3选择序列与并行序列的编程方法 139

5.3.4仅有两步的闭环的处理 140

5.3.5应用举例 141

5.4使用置位复位指令的顺序控制梯形图编程方法 143

5.4.1单序列的编程方法 143

5.4.2选择序列与并行序列的编程方法 145

5.4.3应用举例 146

5.5具有多种工作方式的系统的顺序控制编程方法 148

5.5.1机械手控制系统简介 148

5.5.2使用起保停电路的编程方法 149

5.5.3使用置位复位指令的编程方法 154

5.6顺序功能图语言S7Graph的应用 155

5.6.1S7Graph语言概述 155

5.6.2使用S7Graph编程的例子 157

5.6.3顺序控制器的运行模式与监控操作 162

5.6.4顺序控制器中的动作与转换 163

5.6.5用S7Graph编写具有多种工作方式的控制程序 164

5.7习题 168

第6章 S7-300／400的用户程序结构 171

6.1用户程序的基本结构 171

6.1.1用户程序中的块 171

6.1.2用户程序使用的堆栈 173

6.2功能块与功能的生成与调用 174

6.2.1发动机控制系统的程序结构 174

6.2.2功能块 175

6.2.3功能 177

6.2.4功能与功能块的调用 178

6.2.5参数类型 180

6.3共享数据块与复杂数据类型 182

6.3.1共享数据块的生成与使用 182

6.3.2复杂数据类型的生成与使用 182

6.4多重背景 186

6.4.1多重背景功能块 186

6.4.2在OB1中调用多重背景 187

6.5组织块与中断处理 188

6.5.1中断的基本概念 188

6.5.2日期时间中断组织块 190

6.5.3延时中断组织块 193

6.5.4循环中断组织块 194

6.5.5硬件中断组织块 195

6.5.6启动时使用的组织块 198

6.5.7异步错误组织块 199

6.5.8同步错误组织块 201

6.5.9其他组织块 204

6.6习题 204

第7章 S7-300／400工业通信网络的组态与编程 206

7.1计算机的通信方式与串行通信接口 206

7.1.1计算机的通信方式 206

7.1.2串行通信接口标准 207

7.2计算机通信的国际标准 209

7.2.1开放系统互连模型 209

7.2.2IEEE802通信标准 210

7.2.3现场总线及其国际标准 211

7.3SIMATIC通信网络 213

7.3.1SIMATIC网络结构 213

7.3.2PG／OP通信服务与S7通信服务 214

7.4MPI通信的组态与编程 215

7.4.1MPI网络的组态 215

7.4.2组态全局数据通信 217

7.4.3S7基本通信的组态与编程 220

7.4.4S7通信的组态与编程 224

7.5PROFIBUS 228

7.5.1PROFIBUS的物理层 228

7.5.2PROFIBUS的通信服务 231

7.5.3PROFIBUS的数据链路层 232

7.5.4PROFIBUS-DP 233

7.5.5PROFIBUS-DP设备 234

7.6PROFIBUS通信的组态与编程 236

7.6.1PROFIBUS-DP网络的组态 236

7.6.2非智能DP从站的组态 239

7.6.3主站与智能从站主从通信方式的组态 240

7.6.4用SFC14和SFC15传输一致性数据 244

7.6.5直接数据交换通信方式的组态 245

7.7工业以太网与PROFINET 248

7.7.1工业以太网的特点与组成 248

7.7.2工业以太网的通信服务 249

7.7.3基于工业以太网的PROFINET 251

7.7.4工业以太网通信的组态与编程 254

7.8其他网络与通信服务 257

7.8.1AS-i 257

7.8.2KNX／EIB 258

7.8.3点对点通信 259

7.8.4工业无线局域网 260

7.8.5广域网 261

7.9习题 262

第8章 S7-300／400在模拟量闭环控制中的应用 264

8.1模拟量闭环控制的基本概念 264

8.2数字PID控制器 266

8.2.1PID控制器的优点与实现方法 266

8.2.2PID控制器的数字化 267

8.3连续PID控制器SFB41 269

8.3.1设定值与过程变量的处理 269

8.3.2PID控制算法 270

8.3.3控制器输出值的处理 271

8.4脉冲发生器SFB43 271

8.4.1脉冲发生器的功能与结构 271

8.4.2三级控制器 274

8.4.3二级控制器 275

8.5PID控制器的示例程序 276

8.5.1系统简介 276

8.5.2程序设计 277

8.5.3程序运行监控 279

8.6PID控制器的参数整定方法 281

8.6.1PID控制器的参数与系统性能的关系 282

8.6.2确定PID控制器参数初值的工程方法 284

8.7习题 285

附录 286

附录A 实验指导书 286

A.1STEP7编程软件与仿真软件应用实验 286

A.2定时器计数器应用实验 286

A.3硬件组态实验 287

A.4顺序控制程序的编程实验 287

A.5复杂的顺序控制程序的编程实验 288

A.6具有多种工作方式的系统的顺序控制程序编程实验 288

A.7顺序功能图语言S7Graph的编程实验 289

A.8功能与功能块的应用实验 289

A.9日期时间中断实验 290

A.10延时中断实验 290

A.11循环中断实验 290

A.12硬件中断实验 291

A.13同步错误中断实验 291

A.14MPI网络全局数据通信的组态实验 291

A.15DP网络主从通信的组态与编程实验 291

A.16S7单向通信的组态与编程实验 292

A.17PID控制的编程实验 292

附录B S7-300／400指令一览表 292

附录C 随书光盘简要说明 297

附录D 常用缩写词 297

参考文献 301