S7-300/400 PLC应用教程 第2版PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 PLC的基本概念 1

1.1.1 模块式PLC的基本结构 1

1.1.2 PLC的特点 3

1.1.3 PLC的应用领域 4

1.1.4 怎样下载西门子PLC的资料和软件 4

1.2 PLC的工作原理 5

1.2.1 逻辑运算 5

1.2.2 PLC的循环处理过程 6

1.2.3 PLC的工作原理 7

第2章 S7-300/400的硬件与组态 10

2.1 SIMATIC自动控制系统简介 10

2.1.1 SIMATIC自动化控制系统的组成 10

2.1.2 全集成自动化 11

2.2 S7-300系列PLC简介 12

2.2.1 S7-300的物理结构 12

2.2.2 CPU模块的元件 14

2.2.3 CPU的存储器 16

2.2.4 CPU模块的分类 18

2.3 S7-400系列PLC简介 18

2.3.1 S7-400的基本结构与特点 18

2.3.2 CPU模块与电源模块 20

2.3.3 S7-400的特殊应用 22

2.4 编程软件STEP 7的安装与使用入门 23

2.4.1 STEP 7的版本与许可证密钥 23

2.4.2 安装STEP 7与PLCSIM 24

2.4.3 项目的创建 26

2.4.4 STEP 7与PLC通信连接的组态 29

2.5 硬件组态 31

2.5.1 硬件组态概述 31

2.5.2 S7-300的组态 32

2.5.3 I/O模块的地址分配 33

2.5.4 CPU模块的参数设置 35

2.6 信号模块与功能模块 36

2.6.1 数字量输入模块 37

2.6.2 数字量输出模块 38

2.6.3 模拟量输入模块 40

2.6.4 根据模拟量输入模块的输出值计算对应的物理量 43

2.6.5 其他信号模块 44

2.6.6 功能模块 46

2.7 习题 47

第3章 S7-300/400编程基础与STEP 7的使用方法 48

3.1 程序的生成与仿真实验 48

3.1.1 STEP 7的编程语言 48

3.1.2 生成用户程序 50

3.1.3 用仿真软件调试程序 54

3.2 S7-300/400 CPU的存储区 57

3.2.1 数制 57

3.2.2 基本数据类型 59

3.2.3 系统存储器 62

3.2.4 CPU中的寄存器 64

3.3 STEP 7在编程与调试中的应用 67

3.3.1 符号表 67

3.3.2 程序编辑器 68

3.3.3 用变量表监控程序 69

3.3.4 数据传送指令与程序状态监控 71

3.3.5 在线操作 73

3.4 位逻辑指令 75

3.5 定时器与计数器指令 81

3.5.1 定时器指令 81

3.5.2 计数器指令 88

3.6 逻辑控制指令与间接寻址 91

3.6.1 逻辑控制指令 91

3.6.2 寻址方式与间接寻址 93

3.6.3 循环指令 96

3.7 数据处理指令 97

3.7.1 比较指令 97

3.7.2 数据转换指令 98

3.7.3 移位与循环移位指令 101

3.8 数学运算指令 103

3.8.1 整数数学运算指令 103

3.8.2 浮点数数学运算指令 104

3.8.3 字逻辑运算指令 106

3.9 其他指令 107

3.9.1 主控继电器指令与数据块指令 107

3.9.2 累加器指令 108

3.10 习题 109

第4章 S7-300/400的用户程序结构 111

4.1 用户程序的基本结构 111

4.1.1 用户程序中的块 111

4.1.2 用户程序使用的堆栈 113

4.2 共享数据块与复杂数据类型 114

4.2.1 共享数据块与数据类型 114

4.2.2 复杂数据类型的生成与应用 116

4.3 功能块和功能的生成与调用 118

4.3.1 功能块 119

4.3.2 功能 121

4.3.3 块调用指令与块结束指令 122

4.3.4 功能与功能块的调用 124

4.3.5 复杂数据类型作块的输入参数 125

4.4 寄存器间接寻址与参数类型 126

4.4.1 寄存器间接寻址 126

4.4.2 参数类型Pointer的应用 129

4.4.3 参数类型ANY的应用 130

4.4.4 时间标记冲突与一致性检查 133

4.5 多重背景 134

4.6 组织块与中断处理 136

4.6.1 中断的基本概念 136

4.6.2 启动组织块与循环中断组织块 138

4.6.3 时间中断组织块 140

4.6.4 硬件中断组织块 142

4.6.5 延时中断组织块 145

4.6.6 异步错误组织块 147

4.6.7 其他组织块 148

4.7 显示参考数据 148

4.8 习题 150

第5章 数字量控制系统梯形图设计方法 152

5.1 梯形图的经验设计法与继电器电路转换法 152

5.1.1 梯形图的经验设计法 152

5.1.2 根据继电器电路图设计梯形图 154

5.2 顺序控制设计法与顺序功能图 158

5.2.1 顺序控制设计法 158

5.2.2 步与动作 158

5.2.3 有向连线与转换 160

5.2.4 顺序功能图的基本结构 161

5.2.5 顺序功能图中转换实现的基本规则 163

5.3 使用置位复位指令的顺序控制梯形图编程方法 165

5.3.1 设计顺序控制梯形图的一些基本问题 165

5.3.2 单序列的编程方法 166

5.3.3 选择序列与并行序列的编程方法 168

5.3.4 应用举例 169

5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制编程方法 172

5.4.1 系统的硬件结构与工作方式 172

5.4.2 公用程序与手动程序 174

5.4.3 自动程序 175

5.5 顺序功能图语言S7-Graph的应用 179

5.5.1 S7-Graph语言概述 179

5.5.2 使用S7-Graph编程的例子 181

5.5.3 顺序器的运行模式与监控操作 186

5.5.4 顺序器中的动作与转换 188

5.5.5 用S7-Graph编写具有多种工作方式的控制程序 190

5.6 习题 193

第6章 PROFIBUS网络的组态编程与故障诊断 196

6.1 串行通信接口 196

6.1.1 串行通信基础知识 196

6.1.2 串行通信接口标准 197

6.2 计算机通信的国际标准 198

6.2.1 开放系统互连模型 198

6.2.2 IEEE 802通信标准 199

6.2.3 现场总线及其国际标准 200

6.3 SIMATIC通信网络与通信服务 202

6.4 PROFIBUS网络与通信服务 204

6.4.1 PROFIBUS的物理层 204

6.4.2 PROFIBUS的通信服务与协议结构 206

6.4.3 PROFIBUS-DP的功能 208

6.4.4 PROFIBUS-DP设备 209

6.5 主站与标准DP从站通信的组态 212

6.5.1 组态PROFIBUS-DP网络 212

6.5.2 主站与ET 200通信的组态 214

6.5.3 安装GSD文件 215

6.6 DP主站与智能从站通信的组态与编程 216

6.6.1 DP主站与智能从站主从通信的组态 216

6.6.2 设计验证通信的程序 219

6.6.3 用SFC 14和SFC 15传输一致性数据 221

6.7 PLC与变频器DP通信的组态与编程 222

6.7.1 S7-300与变频器DP通信的组态 222

6.7.2 变频器DP通信的数据区结构 224

6.7.3 S7-300与变频器的DP通信实验 225

6.8 DP网络其他通信方式的组态与编程 226

6.8.1 S7通信的组态与编程 226

6.8.2 PROFIBUS-DP通信的其他应用 231

6.9 使用STEP7和中断组织块诊断故障 232

6.9.1 与DP通信有关的中断组织块 232

6.9.2 DP从站的故障诊断 233

6.9.3 DP从站中信号模块的故障诊断 238

6.10 故障诊断的其他问题 243

6.10.1 用模块上的LED诊断故障 243

6.10.2 故障诊断自动化简介 244

6.10.3 编程错误的诊断 244

6.10.4 项目的上载 246

6.11 习题 247

第7章 其他网络通信 249

7.1 工业以太网与PROFINET 249

7.1.1 工业以太网概述 249

7.1.2 以太网的地址 250

7.1.3 工业以太网的通信服务 250

7.1.4 用普通网卡实现计算机与S7-300的通信 252

7.1.5 TCP连接通信的组态与编程 254

7.1.6 基于工业以太网的PROFINET 257

7.2 MPI网络通信 259

7.2.1 全局数据通信的组态 259

7.2.2 S7基本通信与S7通信 263

7.3 其他网络与通信服务 267

7.3.1 AS-i网络 267

7.3.2 点对点通信 269

7.3.3 工业无线局域网 269

7.3.4 KNX/EIB 270

7.3.5 广域网 271

7.4 习题 271

第8章 S7-300/400在模拟量闭环控制中的应用 273

8.1 模拟量闭环控制与PID控制器 273

8.1.1 模拟量闭环控制系统 273

8.1.2 PID控制器 275

8.2 连续PID控制器FB 41 280

8.2.1 设定值与过程变量的处理 280

8.2.2 PID控制算法 281

8.2.3 控制器输出值的处理 282

8.3 PID控制器的示例程序 282

8.3.1 系统简介 282

8.3.2 程序设计 283

8.4 PID控制器的参数整定方法 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 STEP 7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 定时器计数器应用实验 294

A.4 指令应用实验 294

A.5 存储器间接寻址的应用实验 295

A.6 功能与功能块的应用实验 295

A.7 寄存器间接寻址的应用实验 296

A.8 循环中断实验 296

A.9 时间中断实验 296

A.10 硬件中断实验 297

A.11 延时中断实验 297

A.12 顺序控制程序的编程实验 297

A.13 具有多种工作方式的顺序控制程序编程实验 298

A.14 顺序功能图语言S7-Graph的编程实验 299

A.15 具有多种工作方式的S7-Graph的编程实验 299

A.16 DP网络主从通信的组态与编程实验 299

A.17 S7单向通信的组态编程与仿真实验 300

A.18 DP从站故障诊断实验 300

A.19 DP从站中模块的故障诊断试验 300

A.20 编程错误的中断实验 301

A.21 MPI全局数据通信的组态实验 301

A.22 PID控制器参数整定的仿真实验 302

附录B S7-300/400的指令一览表 302

附录C 随书光盘简要说明 306

参考文献 309