S7-300/400PLC編程設(shè)計(jì)與案例分析

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器（PLC）技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的自動(dòng)化控制領(lǐng)域，在現(xiàn)代工礦企業(yè)的生產(chǎn)、加工與制造過程中，起到了十分重要的作用。PLC功能的不斷提升，并以其可靠性高、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，已經(jīng)使其應(yīng)用形成一種工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。特別是隨著工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的發(fā)展，使得PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)獲得了更加完美的結(jié)合，具有網(wǎng)絡(luò)功能的PLC系統(tǒng)越發(fā)顯示出在先進(jìn)工業(yè)控制中的作用與優(yōu)勢(shì)。目前，PLC、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD／CAM）、機(jī)器人（Robot）和數(shù)控（NC）技術(shù)已發(fā)展成為工業(yè)自動(dòng)化的四大支柱技術(shù)。因此熟悉和掌握先進(jìn)的控制手段與方法，學(xué)習(xí)和掌握PLC技術(shù)已成為高等院校相關(guān)專業(yè)和工程自動(dòng)化技術(shù)人員的一項(xiàng)迫切任務(wù)。以洋為中用為原則，西門子公司的PLC廣泛應(yīng)用于我國(guó)各行各業(yè)，包括水利、電力、熱網(wǎng)、汽車制造、礦產(chǎn)、鋼鐵、煙草、化工、飲料加工等。本書以西門子公司的S7-300／400系列PLC為主要敘述對(duì)象（另一本敘述S7-200系列），在作者多年教學(xué)與科研工作的基礎(chǔ)上，借鑒相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的研究成果撰寫成稿，在機(jī)械工業(yè)出版社的鼎力支持和幫助下得以完成。本書注重硬件特性和指令系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的敘述和講解，注重編程思路的闡述，并配以應(yīng)用性示例，使讀者容易理解和掌握。

內(nèi)容概要

本書以西門子公司的S7-300/400系列可編程序控制器（PLC）為主要敘述對(duì)象（另一本敘述S7-200系列），詳細(xì)介紹了PLC的原理及應(yīng)用、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容為PLC的基礎(chǔ)知識(shí)與工作原理，S7-300/400系列PLC控制系統(tǒng)硬件特性、其他組成部分，S7-300/400系列PLC的各種編程指令，應(yīng)用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)則、主要內(nèi)容與STEP7編程軟件，以及S7-300/400系列PLC通信網(wǎng)絡(luò)等。各章當(dāng)中穿插了豐富的編程實(shí)例，最后一章還提供了26個(gè)S7-300/400系列PLC的工程應(yīng)用案例。    本書遵循教學(xué)規(guī)律，內(nèi)容闡述循序漸進(jìn)，深入本質(zhì)、切中要害，結(jié)構(gòu)合理、嚴(yán)謹(jǐn)，概念準(zhǔn)確，易讀易懂。    本書可作為高職、高專、本科、研究生及各種自動(dòng)化專業(yè)的課程教材、畢業(yè)設(shè)計(jì)教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員、電氣注冊(cè)工程師參考。

書籍目錄

前言 第1章 PLC基礎(chǔ)知識(shí) 　1.1 概述 　　1.1.1 PLC的產(chǎn)生和定義 　　1.1.2 PkC的主要功能及特點(diǎn) 　　1.1.3 PLC的分類 　　1.1.4 PLC的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì) 　1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)和各部分作用 　　1.2.1 中央處理單元 　　1.2.2 存儲(chǔ)器單元 　　1.2.3 電源單元 　　1.2.4 輸A/輸出單元 　　1.2.5 接口單元 　　1.2.6 外部設(shè)備 　　1.2.7 PLC的軟件系統(tǒng) 　1.3 PLC的工作原理 　　1.3.1 PLC對(duì)繼電器控制系統(tǒng)的仿真 　　1.3.2 PLC循環(huán)掃描的工作方式 　　1.3.3 PLC的編程語言 　1.4 PLC的硬件基礎(chǔ) 　　1.4.1 PLC的接口模塊 　　1.4.2 PLC的配置與組態(tài) 　1.5 PLC的軟件基礎(chǔ) 　　1.5.1 系統(tǒng)監(jiān)控程序 　　1.5.2 用戶程序 　1.6 PLC的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 　　1.6.1 PLC有較強(qiáng)的分散控制及連網(wǎng)能力 　　1.6.2 工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò) 　1.7 PLC的主要性能指標(biāo) 　　1.7.1 硬件指標(biāo)體系 　　1.7.2 軟件指標(biāo)體系 　　　1.8 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　1.8.1 設(shè)計(jì)基本原則 　　1.8.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 　　1.8.3 PLC控制系統(tǒng)的一般步驟 第2章 S7-300/400PLC控制系統(tǒng)硬件特性 　2.1 S7-300系列PLC的硬件組成 　　2.1.1 S7-300概述 　　2.1.2 S7-300的CPU模塊 　　2.1.3 S7-300的I/O模塊及其他模塊 　2.2 S7-400系歹UPLC的硬件組成 　　2.2.1 S7-400PLC的基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 　　2.2.2 機(jī)架與接口模塊 　　2.2.3 S7-400的CPU模塊和電源模塊 　　2.2.4 S7-400的I/O模塊及其他模塊 第3章 S7.300/400PLC的指令系統(tǒng)及編程 　3.1 S7-300/400PIC的編程基礎(chǔ) 　　3.1.1 S7-300/400編程語言與數(shù)據(jù)類型 　　3.1.2 S7-300/400CPU的存儲(chǔ)區(qū) 　3.2 S7-300/400PLC的基本指令及編程 　　3.2.1 位邏輯指令 　　3.2.2 定時(shí)器指令 　　3.2.3 計(jì)數(shù)器指令 　3.3 S7-300/400PLC的功能指令及編程 　　3.3.1 裝載與傳輸指令 　　3.3.2 比較指令 　　3.3.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 　　3.3.4 移位和循環(huán)移位指令 　　3.3.5 運(yùn)算指令 　　3.3.6 控制指令 　　3.3.7 累加器指令 　　3.3.8 數(shù)據(jù)塊指令 　　　　3.3.9 S7-300/400功能塊簡(jiǎn)介 　3.4 梯形圖編程規(guī)則 　　3.4.1 繼電器控制電路與程序梯形圖的轉(zhuǎn)換 　　3.4.2 梯形圖的優(yōu)化 第4章 STEP7在編程與調(diào)試中的應(yīng)用 第5章 S7-300/400PLC的通信與網(wǎng)絡(luò) 第6章 S7-300/400PLC控制系統(tǒng)案例 附錄 S7-300/400的指令一覽表 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（2）控制速度繼電器控制系統(tǒng)邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制的，工作頻率低，為毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC控制系統(tǒng)是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，為微秒級(jí)，嚴(yán)格同步，無抖動(dòng)。（3）延時(shí)控制繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器的定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時(shí)間困難。PLC控制系統(tǒng)用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。盡管PLC與繼電器控制系統(tǒng)的邏輯控制部分組成元器件不同，但在控制系統(tǒng)中所起的邏輯控制條件作用是一致的。因而可以把PLC內(nèi)部看作有許多“軟繼電器”或“虛擬繼電器”，如“輸入繼電器”、“輸出繼電器”、“中間繼電器”、“時(shí)間繼電器”等。這樣就可以仿真繼電器控制系統(tǒng)的編程方法，仍然按照設(shè)計(jì)繼電器控制電路的形式來編制程序，這就是梯形圖編程方法。使用梯形圖編程時(shí)，完全可以不考慮微處理器內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也不必使用計(jì)算機(jī)語言。因此，梯形圖是與繼電器控制電路圖相呼應(yīng)的，使用起來極為方便。由于PLC的I／O部分與繼電器控制系統(tǒng)大致相同，因而在安裝使用時(shí)也完全可按常規(guī)的繼電器控制設(shè)備那樣進(jìn)行?？傊?，PLC控制系統(tǒng)的I/O部分和電氣控制系統(tǒng)的I／O部分基本相同，但控制部分是采用“可編程”的PLC，而不是實(shí)際的繼電器線路。

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