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项目1 S7-200与传感器的综合应用 1

项目导读 1

1.1 知识链接：S7-200与传感器概述 1

1.1.1 PLC概述 1

1.1.2 PLC实现控制的原理 2

1.1.3 西门子S7-200 PLC 3

1.1.4 相关传感器的工作原理及与PLC的接线 9

1.2 综合训练一：S7-200编程软件的安装与使用 13

1.2.1 安装S7-200编程软件 13

1.2.2 对简单电气控制线路进行编程并运行 16

1.2.3 利用位逻辑指令进行编程 19

1.2.4 利用定时器指令进行控制 20

1.3 综合训练二：LAD程序编辑、编译与传感器的应用 23

1.3.1 熟练运用梯形图进行程序编辑与编译 23

1.3.2 掌握计数器指令并编程 25

1.3.3 掌握数据传送指令并编程 27

1.3.4 熟悉SCR指令并编程 28

1.3.5 计数用光电开关的安装、接线与测试 30

1.4 工程案例：机械手自动分拣装置 32

1.4.1 案例介绍 32

1.4.2 系统设计的思路 33

1.4.3 机械手自动分拣装置的硬件部分 34

1.4.4 机械手自动分拣装置的程序编制 39

项目小结 39

思考与练习 40

项目2 S7-200与变频器的综合应用 43

项目导读 43

2.1 知识链接：S7-200的PID控制与变频器 44

2.1.1 PLC模拟量控制 44

2.1.2 西门子模拟量输入／输出模块 45

2.1.3 PID基本概念 48

2.1.4 温度传感器及S7-200的温度模块 49

2.1.5 变频器的控制原理、频率给定方式 54

2.2 综合训练一：数据块与PID控制 62

2.2.1 整数计算指令 62

2.2.2 浮点数计算指令 62

2.2.3 复杂数据指令 62

2.2.4 运用数据指令解决模拟量输出案例 65

2.2.5 热电偶与PLC的硬件接线及其数据测试 65

2.2.6 PID标准指令的应用 69

2.2.7 PID向导的使用 71

2.3 综合训练二：S7-200中断的编程与变频器应用 76

2.3.1 中断概述 76

2.3.2 I/O中断的处理 78

2.3.3 用T32中断控制LED灯 80

2.3.4 MM440变频器的应用 80

2.4 工程案例：封口包装机控制系统 81

2.4.1 案例介绍 81

2.4.2 封口包装机控制系统的设计原则 82

2.4.3 封口包装机的硬件部分 84

2.4.4 封口包装机的软件部分 86

项目小结 86

思考与练习 87

项目3 S7-300/400在逻辑控制中的应用 89

项目导读 89

3.1 知识链接：S7-300/400硬件结构与软件基础 89

3.1.1 S7-300/400模块化结构 89

3.1.2 西门子S7-300 PLC 90

3.1.3 西门子S7-400 PLC 93

3.1.4 STEP 7程序结构的基本原理 95

3.1.5 组织块 96

3.1.6 功能块、功能和数据块 98

3.1.7 用户程序中的调用体系 99

3.1.8 STEP 7基本指令 99

3.2 综合训练一：STEP 7编程软件的安装 101

3.2.1 STEP 7编程软件概述 101

3.2.2 安装STEP7 103

3.3 综合训练二：S7-300安装与STEP 7的硬件配置 104

3.3.1 S7-300 PLC的电气安装 104

3.3.2 STEP 7硬件配置介绍 106

3.4 综合训练三：简单开关量控制系统设计 109

3.4.1 送料机的交流电动机正反转控制 109

3.4.2 锅炉风机的控制 113

3.5 工程案例：灌装生产线控制系统的设计 116

3.5.1 案例介绍 116

3.5.2 硬件设计 117

3.5.3 软件流程设计 119

项目小结 122

思考与练习 122

项目4 S7-300/400在流程控制中的应用 124

项目导读 124

4.1 知识链接：模拟量输入与输出基础 124

4.1.1 概况 124

4.1.2 S7-300模拟量输入／输出 126

4.1.3 S7-300温度模块 128

4.2 综合训练：模拟量输入／输出及规范化 129

4.2.1 液位传感器的接线及其硬件组态 129

4.2.2 实际液位值的工程转换与FC105功能 132

4.2.3 模拟量输出转换的数字表达方式 134

4.2.4 FC106程序块功能 136

4.2.5 模拟量控制中常用的浮点数运算指令介绍 138

4.3 工程案例：恒液位PID控制 139

4.3.1 控制要求 139

4.3.2 PID控制 139

4.3.3 软件编程 142

项目小结 146

思考与练习 146

项目5 S7-200/300/400与Profibus的综合应用 148

项目导读 148

5.1 知识链接：Profibus通信控制基础 148

5.1.1 工厂自动化网络结构 148

5.1.2 Profibus通信概述 149

5.1.3 Profibus硬件 151

5.1.4 Profibus-DP与分布式I/O 154

5.1.5 应用Profibus的优点 158

5.1.6 设备数据库文件GSD 158

5.2 综合训练：S7-200基于EM277的Profibus控制 162

5.2.1 EM 277模块概述 162

5.2.2 EM 277作为从站的硬件组态与软件编程 164

5.2.3 EM 277模块的软件编程 166

5.3 工程案例：化工厂现场仪表的通信控制 167

5.3.1 化工厂现场仪表概况 167

5.3.2 某化工厂现场仪表工程 169

项目小结 177

思考与练习 178

项目6 S7-12 00与触摸屏的综合应用 179

项目导读 179

6.1 知识链接：S7-1200与KTP触摸屏 179

6.1.1 S7-12 00概述 179

6.1.2 工业触摸屏概述 181

6.2 综合训练一：STEP 7 Basic软件的安装 184

6.2.1 STEP7 Basic V10.5 软件的安装 184

6.2.2 TIA软件的界面特点 186

6.3 综合训练二：电动机启停PLC控制程序的创建 186

6.3.1 三相电动机的直接启动控制 186

6.3.2 电动机正／反转PLC控制 195

6.3.3 三相电动机的星－三角启动PLC控制 196

6.4 综合训练三：KTP 600触摸屏的使用 201

6.4.1 任务说明 201

6.4.2 电气接线 201

6.4.3 软件编程 203

6.5 工程案例：全自动定时喷淋系统 210

6.5.1 案例介绍 210

6.5.2 时钟和日历指令 211

6.5.3 变量定义与软件编程 212

项目小结 213

思考与练习 213

项目7 S7-200/1200 PLC在运动控制中的应用 216

项目导读 216

7.1 知识链接：运动控制与步进电动机 216

7.1.1 运动控制的基本架构 216

7.1.2 S7-200实现运动控制的基础 218

7.1.3 S7-12 00实现运动控制的基础 223

7.1.4 驱动器HB-40 20M的特点及其与PLC接线 224

7.1.5 步进电动机的基本工作原理及选型 226

7.2 综合训练一：S7-200对步进电动机的控制 229

7.2.1 案例介绍 229

7.2.2 软件编程 229

7.3 综合训练二：工艺对象“轴”的组态与调试 232

7.3.1 S7-1200 PTO的硬件组态 232

7.3.2 组态工艺“轴” 233

7.3.3 通过控制面板调试工艺“轴” 237

7.3.4 诊断工艺“轴” 238

7.4 工程案例：通过触摸屏控制工作台滑动座电动机 238

7.4.1 案例介绍 238

7.4.2 S7-12 00的硬件设计 238

7.4.3 硬件组态与软件编程 239

项目小结 243

思考与练习 243

参考文献 245