西门子S7-200 PLC工程应用设计PDF电子书下载

上篇西门子PLC工程应用设计基础 1

第1章可编程序控制器（PLC）的快速入门 1

1.1PLC概述 1

1.1.1PLC的诞生与发展 1

1.1.2PLC的定义和标准 8

1.1.3PLC的特点、功能及应用 11

1.1.4PLC与“继电器-接触器控制系统”、微机及集散控制系统的比较 15

1.2PLC的基本结构及工作原理 18

1.2.1PLC的基本结构 18

1.2.2PLC的工作原理 26

1.3PLC的技术性能 32

1.3.1基本技术性能 32

1.3.2PLC的内存分配及I/O点数 33

1.4PLC的分类 35

1.5PLC的编程语言 39

1.5.1梯形图 39

1.5.2指令表 40

1.5.3顺序功能图 40

1.5.4功能块图 40

1.5.5结构文本及其他高级编程语言 41

习题与思考题1 41

第2章S7-200PLC的硬/软件资源及其开发应用指南 42

2.1S7-200PLC概述 42

2.1.1S7-200PLC的组成 42

2.1.2S7-200PLC的技术性能指标 44

2.1.3S7-200PLC的接口 47

2.1.4S7-200PLC的配置 48

2.2S7-200系列PLC的数据存储区及寻址方式 55

2.2.1数据存储区 55

2.2.2指令编址和寻址方式 64

2.3S7-200PLC的基本指令及程序设计 69

2.3.1基本逻辑指令 69

2.3.2顺控步进指令 88

2.3.3数据处理功能指令 100

2.3.4其他特殊指令 133

2.3.5模拟量处理与控制指令 157

习题与思考题2 166

第3章S7-200系列PLC的编程工具软件 167

3.1编程软件的安装 167

3.1.1系统要求 167

3.1.2软件安装 167

3.1.3硬件连接 169

3.1.4参数设置 170

3.1.5在线联系 171

3.1.6建立修改PLC通信参数 172

3.2编程软件的功能 173

3.2.1基本功能 173

3.2.2界面 174

3.2.3各部分功能 174

3.2.4系统组态 177

3.3软件的编程 177

3.3.1程序文件操作 177

3.3.2编辑程序 179

3.4调试及运行 189

3.4.1选择扫描次数 189

3.4.2状态图表监控 191

3.4.3运行模式下编辑 194

3.4.4程序监视 194

3.5中文版编程工具软件简介 197

3.5.1中文版编程工具软件概述 197

3.5.2汉字编程软件菜单 202

3.6升级版S7-200编程软件STEP7-Micro/WIN4.0的基本使用 207

3.6.1编程软件及编程系统 207

3.6.2升级版STEP7-Micro/WIN4.0的编程环境 207

3.6.3升级版STEP7-Micro/WIN4.0软件的使用 217

3.7STEP7-Micro/WINV4.0SP5升级版编程软件与仿真软件使用指南 221

3.7.1编程软件概述 221

3.7.2程序的编写与传送 226

3.7.3用编程软件监控与调试程序 230

3.7.4使用系统块设置PLC的参数 236

3.7.5S7-200仿真软件的使用 242

习题与思考题3 244

第4章S7-200PLC的编程规则与技巧 245

4.1S7-200PLC程序的结构与编程规则 245

4.1.1PLC程序的结构 245

4.1.2编程规则和技巧 246

4.2PLC的基本电路编程 252

4.2.1自锁、互锁和联锁控制 252

4.2.2时间控制 253

4.2.3方波脉冲发生器 256

4.2.4分频控制电路 257

4.2.5报警电路 258

4.2.6顺序控制 259

4.3顺序功能图 261

4.3.1基本概念 261

4.3.2结构形式 265

4.3.3顺序功能图的编程方法及梯形图表示 266

4.4控制系统设计及编程常用图 275

4.4.1设备工作要求分析 275

4.4.2设备信号条件与控制需求分析 277

4.4.3设备控制过程分析 277

4.4.4程序设计与输入程序 278

习题与思考题4 278

第5章S7-200PLC应用系统设计方法 279

5.1PLC控制系统设计的基本原则、主要内容与一般步骤 279

5.1.1系统设计的基本原则 279

5.1.2系统设计的主要内容和一般步骤 279

5.2PLC控制系统的硬件设计 286

5.2.1I/O端子数的简化 286

5.2.2输入/输出接口电路的选择 289

5.2.3PLC供电方式的选择与设计 289

5.2.4干扰接地方案 291

5.3PLC控制系统的软件设计 292

5.3.1经验设计法 292

5.3.2“继电器-接触器”控制线路转换设计法 293

5.3.3逻辑设计法 296

5.3.4顺序功能图设计法 298

习题与思考题5 325

下篇 西门子PLC工程应用设计案例 326

第6章PLC在机床控制中的工程应用设计 326

6.1概述 326

6.1.1利用PLC对机床控制进行改造的思路 326

6.1.2利用PLC对机床控制进行技术改造的方法 326

6.1.3将机床电路图转换成为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤 327

6.1.4识读和分析机床PLC控制梯形图和语句表程序的方法和步骤 327

6.2CA6140普通车床的PLC技术改造 330

6.2.1CA6140普通车床的机械结构和主要运动 330

6.2.2CA6140普通车床的“继电器-接触器”控制电路 332

6.2.3CA6140普通车床的PLC技术改造设计 332

6.3C650卧式车床的PLC技术改造 335

6.3.1C650卧式车床的机械结构、运动形式、拖动形式及控制要求 335

6.3.2C650卧式车床的电气控制 336

6.3.3C650卧式车床的PLC技术改造设计 338

6.4Z3040摇臂钻床的PLC技术改造 342

6.4.1Z3040摇臂钻床的机械结构和主要运动 342

6.4.2Z3040摇臂钻床的“继电器-接触器”控制电路 343

6.4.3Z3040摇臂钻床的PLC技术改造设计 346

6.5M7130平面磨床的PLC技术改造 350

6.5.1M7130平面磨床的结构组成和主要运动 350

6.5.2M7130平面磨床的“继电器-接触器”控制电路 351

6.5.3M7130平面磨床的PLC控制系统设计 353

6.6组合机床的PLC技术改造 355

6.6.1组合机床的组成结构和工作特点 355

6.6.2深孔钻组合机床的PLC控制系统设计 357

6.6.3双头钻床的PLC控制系统设计 360

6.7PLC在数控机床中的工程应用设计 363

6.7.1数控机床中PLC的主要功能 363

6.7.2PLC与数据机床之间的信号处理过程 364

6.7.3数控机床中PLC控制程序的编制 364

习题与思考题6 368

第7章PLC在运动控制中的工程应用设计 369

7.1运动控制技术 369

7.1.1运动控制技术简介 369

7.1.2运动控制系统的组成和各部分的作用 370

7.2PLC采用位控模块的运动控制 373

7.2.1位控模块概述 373

7.2.2位控模块的特性及接线 375

7.3位控模块的编程应用 380

7.3.1组态位控模块 380

7.3.2位控指令应用指导 384

7.4采用位控单元进行位置控制的应用实例 392

7.4.1长度切割的应用实例1 392

7.4.2长度切割的应用实例2 392

7.5四轴联动机械手运动控制系统的工程应用设计 394

7.5.1机械手模型的基本结构及主要功能 394

7.5.2系统硬件的接线及工作流程 396

7.5.3系统的硬件配置、原理及应用 401

7.5.4系统的PLC程序设计 422

7.6六层电梯模型运动控制系统的工程应用设计 430

7.6.1六层电梯模型的基本结构及主要内容 430

7.6.2六层电梯模型电气控制系统的硬件配置及控制原理 431

7.6.3六层电梯模型PLC控制系统的有关参数设置及程序设计 443

习题与思考题7 459

第8章PLC在模拟量闭环控制中的工程应用设计 460

8.1闭环控制与PID控制器 460

8.1.1模拟量闭环控制系统 460

8.1.2PID控制器 462

8.1.3PLCPID控制器的实现 464

8.1.4PID指令向导的应用 467

8.1.5PID参数的整定方法 468

8.2PID参数自整定与PID调节控制面板 472

8.2.1自整定的基本方法与过程 472

8.2.2扩展的回路表 473

8.2.3PID调节控制面板 474

8.2.4PID参数自整定实例 475

8.2.5水储罐保持恒定水压的PID控制实例 477

8.3基于PLC、触摸屏等综合应用的温度控制系统工程设计 479

8.3.1工程设计任务要求 479

8.3.2恒温箱温度控制系统工程设计 479

8.4基于PLC、触摸屏、变频器综合应用的水箱水位控制系统工程设计 484

8.4.1工程设计任务要求 484

8.4.2水箱水位控制系统工程设计 484

8.5S7-200称重模块的工程应用设计 488

8.5.1SIWAREXMS称重模块概述 488

8.5.2SIWAREXMS称重模块的硬件连接 489

8.5.3SIWAREXMS称重模块的参数 491

8.5.4称重模块的命令 495

8.5.5SIWATOOLMS的使用 498

8.5.6SIWAREXMS的工程应用设计举例 501

习题与思考题8 506

第9章PLC在工业控制网络通信中的工程应用设计 507

9.1网络通信的基本概念和接口 507

9.1.1网络概述 507

9.1.2网络通信方式 510

9.1.3异步串行通信接口 515

9.2西门子PLC网络结构及通信 517

9.2.1S7-200PLC网络层次结构 517

9.2.2PLC网络常用通信方式 522

9.2.3S7-200PLC网络通信协议 526

9.3S7-200的通信功能 533

9.4S7-200的几种典型网络 535

9.4.1网络的建立和基本原则 535

9.4.2S7-200典型网络的组建 537

9.4.3S7-200网络通信参数设置 540

9.5S7-200的通信指令 542

9.5.1网络读写指令 542

9.5.2发送指令与接收指令 543

9.6S7-200网络通信的应用举例 546

9.6.1S7-200PLC在某汽车发动机装配线的应用 546

9.6.2S7-200PLC在某水电站工程中的应用 548

9.7PPI通信实例 550

9.7.1两台S7-200实现PPI通信 550

9.7.2多台S7-200实现PPI通信 552

9.8无组态连接通信方式的MPI通信实例 554

9.9PROFIBUS-DP通信实例 558

9.10工业以太网通信实例 559

9.10.1由S7-200为服务器、S7-400为客户机的以太网通信实例 559

9.10.2由S7-200为客户机、S7-300为服务器的以太网通信实例 564

9.11自由口通信实例 567

9.11.1利用S7-200的自由通信口收/发数据 567

9.11.2利用S7-200的自由通信口向打印机发送数据 569

9.11.3利用S7-200的自由通信口从条形码接收数据 569

9.11.4利用S7-200的自由通信口控制调制解调器 574

9.11.5利用S7-200的自由通信口向上位机发送实时信息 577

习题与思考题9 581

第10章触摸屏技术在PLC工程设计中的应用 582

10.1触摸屏简介 582

10.1.1触摸屏概述 582

10.1.2触摸屏技术 582

10.2触摸屏的分类 583

10.2.1电阻式触摸屏 583

10.2.2电容式触摸屏 584

10.2.3红外线触摸屏 585

10.2.4表面声波触摸屏 585

10.3触摸屏操作（组态）软件 586

10.3.1编程软件ProTool的安装 586

10.3.2新建项目 590

10.3.3选择画面 594

10.3.4为画面元素分配端口 599

10.3.5用户登录与退出 602

10.3.6输入域 603

10.3.7状态按钮 604

10.3.8事件消息 607

10.3.9棒图 613

10.3.10输出域 613

10.3.11下载项目 615

10.4触摸屏与PLC联机实例 616

10.4.1电动机手动控制 616

10.4.2电动机变频器控制 624

10.4.3温度模拟量输入 626

10.4.4温度手动电加热 630

10.4.5手动取样传送 634

10.4.6手动调整转速 638

10.4.7喷嘴堵塞报警的显示 642

10.4.8工作时间显示 644

10.4.9报警显示 646

10.5触摸屏常见故障及处理方式 647

10.5.1按照触摸屏类型分类的故障 647

10.5.2触摸显示器类故障 649

习题与思考题 10650

第11章PLC组态软件在工程监控系统设计中的应用 652

11.1组态软件概念 652

11.1.1组态软件概述 652

11.1.2组态软件在我国的发展及国内外主要产品介绍 653

11.1.3组态软件的功能特点及发展方向 654

11.1.4推动组态软件发展的动力 656

11.2WinCC组态软件在工程监控设计中的应用 656

11.2.1WinCC组态软件概述 657

11.2.2WinCC组态软件使用 658

11.2.3S7-200与WinCC人机界面应用 669

11.2.4矿山空气压缩机智能监控系统工程应用设计 674

11.2.5混料罐控制的WinCC监控系统设计 695

11.3组态王在PLC工程控制系统中的应用 704

11.3.1组态王软件简介 704

11.3.2组态王在PLC控制系统中的应用 707

11.3.3组态王在PLC被控对象仿真中的应用 714

习题与思考题11 726

附录 728

附录AS7-200PLC工程应用设计快速查找参考信息 728

附录B特殊存储器SMB 735

附录C错误代码信息 746

参考文献 749