S7-300/400 PLC应用教程PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 PLC的基本概念 1

1.2 PLC的工作原理 3

1.2.1 逻辑运算与PLC的循环处理过程 3

1.2.2 PLC的工作原理 5

1.3 习题 7

第2章 S7-300/400的硬件与STEP 7使用入门 8

2.1 SIMATIC自动控制系统的组成 8

2.2 S7-300系列PLC简介 10

2.2.1 S7-300的物理结构 10

2.2.2 CPU模块 12

2.2.3 CPU的存储器 13

2.2.4 CPU模块的分类 15

2.3 S7-400系列PLC简介 16

2.3.1 S7-400的基本结构与特点 16

2.3.2 CPU模块与电源模块 18

2.3.3 S7-400的特殊应用 19

2.4 编程软件STEP 7的安装与使用入门 20

2.4.1 安装STEP 7与PLCSIM 21

2.4.2 项目的创建 24

2.5 硬件组态 27

2.5.1 硬件组态概述 27

2.5.2 S7-300的组态 28

2.5.3 I/O模块的地址分配 29

2.5.4 CPU模块的参数设置 30

2.6 信号模块与功能模块 32

2.6.1 数字量输入输出模块 32

2.6.2 模拟量输入模块 36

2.6.3 模拟量输出模块与其他I/O模块 39

2.6.4 功能模块 41

2.7 STEP 7与PLC通信的组态 42

2.7.1 使用MPI和DP接口通信的组态 42

2.7.2 以太网基础知识 47

2.7.3 使用以太网接口通信的组态 48

2.8 PLC控制系统的可靠性措施 50

2.9 习题 53

第3章 S7-300/400编程基础与STEP 7的使用方法 54

3.1 程序的生成与仿真实验 54

3.1.1 STEP 7的编程语言 54

3.1.2 生成用户程序 56

3.1.3 用仿真软件调试程序 60

3.2 数据类型与存储区 63

3.2.1 数制 63

3.2.2 基本数据类型 64

3.2.3 系统存储器 67

3.2.4 CPU中的寄存器 69

3.3 STEP 7在编程与调试中的应用 72

3.3.1 符号表 72

3.3.2 程序编辑器 73

3.3.3 用变量表监控程序 74

3.3.4 数据传送指令与程序状态监控 76

3.3.5 在线操作 79

3.4 位逻辑指令 80

3.5 定时器与计数器指令 86

3.5.1 定时器指令 86

3.5.2 计数器指令 93

3.6 逻辑控制指令与间接寻址 96

3.6.1 逻辑控制指令 96

3.6.2 寻址方式与间接寻址 98

3.6.3 循环指令 101

3.7 数据处理指令 102

3.7.1 比较指令 102

3.7.2 数据转换指令 103

3.7.3 移位与循环移位指令 106

3.8 数学运算指令 108

3.8.1 整型数学运算指令 108

3.8.2 浮点型数学运算指令 109

3.8.3 字逻辑运算指令 111

3.9 其他指令 113

3.10 习题 114

第4章 S7-300/400的用户程序结构 117

4.1 用户程序的基本结构 117

4.1.1 用户程序中的块 117

4.1.2 用户程序使用的堆栈 119

4.2 共享数据块与复杂数据类型 120

4.2.1 共享数据块与数据类型 120

4.2.2 复杂数据类型的生成与应用 121

4.3 功能块与功能的生成与调用 124

4.3.1 功能块 124

4.3.2 功能 127

4.3.3 功能与功能块的调用 128

4.3.4 复杂数据类型作块的输入参数 131

4.3.5 时间标记冲突与一致性检查 132

4.4 多重背景 133

4.5 寄存器间接寻址与参数类型 135

4.5.1 寄存器间接寻址 135

4.5.2 参数类型POINTER的应用 138

4.5.3 参数类型ANY的应用 140

4.6 组织块与中断处理 143

4.6.1 中断的基本概念 143

4.6.2 启动组织块与循环中断组织块 145

4.6.3 时间中断组织块 146

4.6.4 硬件中断组织块 149

4.6.5 延时中断组织块 151

4.6.6 异步错误组织块与其他组织块 153

4.7 显示参考数据 154

4.8 习题 156

第5章 数字量控制系统梯形图设计方法 158

5.1 梯形图的经验设计法 158

5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 160

5.2.1 顺序控制设计法 160

5.2.2 顺序功能图的基本元件 161

5.2.3 顺序功能图的基本结构 163

5.2.4 顺序功能图中转换实现的基本规则 166

5.3 使用置位复位指令的顺序控制梯形图编程方法 167

5.3.1 单序列的编程方法 167

5.3.2 选择序列与并行序列的编程方法 170

5.3.3 3运输带顺序控制程序设计 171

5.3.4 专用钻床顺序控制程序设计 173

5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制编程方法 176

5.4.1 系统的硬件结构与工作方式 176

5.4.2 公用程序与手动程序 178

5.4.3 自动程序 179

5.5 顺序功能图语言S7-Graph的应用 183

5.5.1 S7-Graph语言概述 183

5.5.2 使用S7-Graph编程的例子 185

5.6 习题 190

第6章 S7-300/400的网络通信 193

6.1 网络通信基础 193

6.1.1 串行通信接口 193

6.1.2 计算机通信的国际标准 195

6.1.3 SIMATIC通信网络与通信服务 198

6.2 PROFIBUS网络 200

6.2.1 PROFIBUS的物理层 200

6.2.2 PROFIBUS的通信服务 202

6.2.3 PRCOFIBUS-DP设备 204

6.2.4 ET 200 205

6.3 DP主站与标准DP从站通信的组态 207

6.3.1 组态PROFIBUS-DP网络 207

6.3.2 主站与ET 200通信的组态 209

6.3.3 PLC与变频器DP通信的组态与编程 211

6.4 DP主站与智能从站通信的组态 215

6.4.1 通信的组态 215

6.4.2 设计验证通信的程序 218

6.4.3 用SFC14和SFC15传输一致性数据 219

6.5 工业以太网概述 221

6.6 基于以太网的S5兼容通信与开放式用户通信 223

6.7 S7通信的组态与编程 228

6.7.1 基于DP网络的单向S7通信 228

6.7.2 基于以太网的双向S7通信 233

6.8 PROFINET通信的组态 236

6.8.1 PROFINET概述 236

6.8.2 PROFINET通信组态 238

6.9 其他网络通信与通信服务 242

6.9.1 MPI网络通信 242

6.9.2 AS-i网络通信 244

6.9.3 点对点通信与工业无线局域网 245

6.10 习题 246

第7章 网络控制系统的故障诊断 247

7.1 使用STEP 7诊断故障 247

7.1.1 与网络通信有关的中断组织块 247

7.1.2 DP从站的故障诊断 250

7.1.3 DP从站中信号模块的故障诊断 252

7.1.4 PROFINET IO设备的故障诊断 257

7.2 故障的自动诊断和自动显示 260

7.2.1 自动显示有故障的DP从站 260

7.2.2 用报告系统错误功能诊断和显示硬件故障 263

7.3 故障诊断的其他问题 267

7.3.1 编程错误的诊断 267

7.3.2 项目的上传 269

7.4 习题 270

第8章 S7-300/400在模拟量闭环控制中的应用 272

8.1 模拟量闭环控制与PID控制器 272

8.1.1 模拟量闭环控制系统的组成 272

8.1.2 PID控制器的数字化 275

8.2 连续PID控制器FB41 280

8.2.1 设定值与过程变量的处理 280

8.2.2 PID控制算法与输出值的处理 281

8.3 PID控制器的示例程序 282

8.3.1 闭环控制系统的组成 282

8.3.2 程序设计 283

8.4 PID控制器的参数整定方法与仿真实验 288

8.4.1 PID控制器的参数整定方法 288

8.4.2 PID控制器参数整定的仿真实验 289

8.5 习题 292

附录 293

附录A 实验指导书 293

A.1 编程软件与仿真软件应用实验 293

A.2 硬件组态实验 293

A.3 位逻辑指令应用实验 294

A.4 定时器计数器应用实验 295

A.5 逻辑控制指令与数据处理指令应用实验 295

A.6 存储器间接寻址应用实验 296

A.7 数学运算指令应用实验 296

A.8 功能与功能块应用实验 297

A.9 寄存器间接寻址应用实验 297

A.10 循环中断实验 297

A.11 时间中断实验 298

A.12 硬件中断实验 298

A.13 延时中断实验 298

A.14 顺序控制程序的编程与调试实验 299

A.15 专用钻床顺序控制程序调试实验 299

A.16 具有多种工作方式的顺序控制程序调试实验 299

A.17 顺序功能图语言S7-Graph的编程实验 300

A.18 组态DP主站与标准DP从站的通信 300

A.19 S7单向DP通信仿真实验 301

A.20 S7双向以太网S7通信仿真实验 301

A.21 DP从站故障诊断实验 301

A.22 DP从站中模块的故障诊断实验 302

A.23 编程错误中断实验 302

A.24 自动显示有故障的DP从站的实验 302

A.25 用报告系统错误功能诊断和显示硬件故障的实验 303

A.26 PID控制器参数整定仿真实验 303

附录B S7-300/400的指令表索引 304

附录C 随书光盘简要说明 304

参考文献 306