西門子S7-300/400系列PLC自學(xué)手冊

前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣控制技術(shù)在各領(lǐng)域，特別是在自動控制領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展，有了越來越多的應(yīng)用。PLC以其可靠性高、靈活性強、易于擴展、通用性強、使用方便等優(yōu)點，在國民經(jīng)濟建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。近年來PLC又與現(xiàn)場總線技術(shù)結(jié)合，使其在各個控制領(lǐng)域中顯示了較強的應(yīng)用潛力和良好的應(yīng)用前景。　　在以往的PLC教學(xué)與培訓(xùn)過程中，學(xué)員經(jīng)常會提出這樣的問題：“我知道這門技術(shù)很有用，但是我沒有什么基礎(chǔ)知識，不知道該怎樣學(xué)習(xí)這門技術(shù)。”還有的學(xué)員問：“別人以前是怎樣學(xué)習(xí)這門技術(shù)的？有沒有什么捷徑能讓我們在極短的時間內(nèi)學(xué)會這門技術(shù)？”　　對于這些問題，綜合起來就是：如何以最快的速度，使初學(xué)者在最短的時間內(nèi)學(xué)會并掌握PLC的編程及維護方法。那么到底如何學(xué)習(xí)這門技術(shù)呢？回想起來方法也較簡單：看程序－仿程序－編寫程序，也就是“實踐、實踐、再實踐”。為使電氣控制技術(shù)人員在自學(xué)過程中少走彎路，能盡快掌握PLC的編程及維護方法，編者專門編寫了本書。　　本書從實際出發(fā)，以功能強大、應(yīng)用最廣的西門子S7-300／400系列PLC為對象，講述了大中型PLC的基礎(chǔ)與應(yīng)用等方面的內(nèi)容。在編寫過程中注重題材的取舍，使本書具有以下特點。　　1.充分考慮初學(xué)者的自學(xué)要求，講解細致。如：對于指令的講解，不是泛泛而談，而都輔以簡單的實例，使讀者更易于掌握?！　?.工程實例豐富，由簡到繁、循序漸進地引導(dǎo)讀者，著重培養(yǎng)讀者的動手能力，使讀者容易跟上新技術(shù)的發(fā)展。本書的大部分實例取材于實際工程項目或其中的某個環(huán)節(jié)，對讀者從事PLC應(yīng)用和工程設(shè)計具有較大的實踐指導(dǎo)意義?！　?.由于昂貴的培訓(xùn)費用和硬件價格，一般人很難通過大量的PLC硬件進行S7-300／400系列PLC的實際操作學(xué)習(xí)，所以書中大部分實例都是基于STEP 7編程軟件和s7-PLCSIM仿真軟件相結(jié)合的方式進行講解，使讀者能夠在盡量少花錢的情況下快速學(xué)好這門技術(shù)。

內(nèi)容概要

　　本書從實際工程應(yīng)用出發(fā)，以國內(nèi)廣泛使用的西門子S7-300/400系列PLC為對象，講解大中型PLC的基礎(chǔ)與實際應(yīng)用等方面的內(nèi)容。本書介紹了PLC的工作原理，PLC軟件編程，西門子S7-300/400硬件系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、程序結(jié)構(gòu)、順序控制與S7 Graph編程、特殊功能模塊、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上介紹了S7-300/400系列PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計原則、設(shè)計步驟、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計和S7-300/400系列PLC的安裝與維護?！　”緯ㄋ滓锥瑢嵗膶嵱眯院歪槍π詮?。本書既可作為電氣控制領(lǐng)域技術(shù)人員的自學(xué)用書，也可作為高職高專、成人教育、本科院校的電氣工程、自動化、機電一體化、計算機控制等專業(yè)的參考教材。

書籍目錄

第1章　PLC基礎(chǔ)知識　　1.1　PLC的產(chǎn)生與發(fā)展　　　1.1.1　PLC的產(chǎn)生　　　1.1.2　PLC的發(fā)展　　　1.1.3　西門子PLC的發(fā)展　　1.2　PLC的分類、特點與應(yīng)用　　　1.2.1　PLC的分類　　　1.2.2　西門子PLC的產(chǎn)品類型　　　1.2.3　PLC的特點　　1.3　PLC的組成及工作原理　　　1.3.1　PLC的組成　　　1.3.2　PLC的工作原理　　1.4　PLC與其他順序邏輯控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.1　PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.2　PLC與微型計算機控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.3　PLC與單片機控制系統(tǒng)的比較　　　1.4.4　PLC與DCS的比較　第2章　西門子S7-300/400硬件系統(tǒng)　　2.1　西門子S7-300/400 PLC硬件系統(tǒng)　　　2.1.1　S7-300系列PLC的組成　　　2.1.2　S7-400系列PLC的組成　　　2.1.3　S7-300系列PLC的結(jié)構(gòu)　　　2.1.4　S7-400系列PLC的結(jié)構(gòu)　　　2.1.5　S7-400H系列PLC的硬件系統(tǒng)　　　2.1.6　S7-400F/FH系列PLC的硬件系統(tǒng)　　2.2　西門子S7-300/400 PLC的CPU模塊　　　2.2.1　S7-300的CPU模塊　　　2.2.2　S7-400的CPU模塊　　　2.2.3　S7-400H和S7-400F/FH的CPU模塊　　2.3　西門子S7-300/400 PLC的I/O模塊　　　2.3.1　S7-300 PLC的I/O模塊　　　2.3.2　S7-400 PLC的I/O模塊　　2.4　ET200分布式I/O　　　2.4.1　ET200分布式I/O的功能　　　2.4.2　ET200分布式I/O的分類　　2.5　西門子S7-300/400 PLC存儲區(qū)、數(shù)據(jù)類型與尋址方式　　　2.5.1　數(shù)制　　　2.5.2　數(shù)據(jù)類型　　　2.5.3　CPU存儲區(qū)　　　2.5.4　系統(tǒng)存儲區(qū)　　　2.5.5　尋址方式　第3章　PLC軟件編程　　3.1　PLC編程語言簡介　　　3.1.1　梯形圖編程語言　　　3.1.2　語句表　　　3.1.3　順序功能圖語言　　　3.1.4　功能塊圖語言　　　3.1.5　結(jié)構(gòu)化控制語言　　　3.1.6　S7 HiGraph編程語言　　　3.1.7　S7 CFC編程語言　　3.2　西門子STEP 7 V5.4編程軟件簡介　　　3.2.1　STEP 7軟件的安裝　　　3.2.2　STEP 7標準軟件包　　　3.2.3　STEP 7標準軟件包的擴展　　　3.2.4　STEP 7設(shè)置　　3.3　西門子STEP 7 V5.4編程軟件的使用　　　3.3.1　啟動SIMATIC Manager　　　3.3.2　創(chuàng)建與編輯項目　　　3.3.3　硬件組態(tài)　　　3.3.4　CPU參數(shù)配置　　　3.3.5　I/O模塊參數(shù)配置及模塊地址的查看　　　3.3.6　定義符號　　　3.3.7　在邏輯塊中創(chuàng)建程序　　　3.3.8　生成參考數(shù)據(jù)　　　3.3.9　下載和上傳　　　3.3.10　用變量表調(diào)試程序　　　3.3.11　用程序狀態(tài)功能調(diào)試程序　　　3.3.12　打印與歸檔　　3.4　西門子S7-PLCSIM仿真軟件　　　3.4.1　S7-PLCSIM的特性簡介　　　3.4.2　S7-PLCSIM的使用方法　　　3.4.3　S7-PLCSIM與真實PLC的差別第4章　西門子S7-300/400指令系統(tǒng)　第5章　西門子S7-300/400的程序結(jié)構(gòu)　第6章　西門子S7-300/400順序控制與 S7 Graph編程　第7章　西門子S7-300/400特殊功能模塊　第8章　西門子S7-300/400工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)第9章　PLC系統(tǒng)設(shè)計　第10章　西門子S7-300/400系列PLC的安裝與維護附錄1　組織塊、系統(tǒng)功能與系統(tǒng)功能塊　附錄2　STEP 7指令集速查表　參考文獻　

章節(jié)摘錄

　　1.可靠性高，抗干擾能力強　　繼電.接觸器控制系統(tǒng)使用大量的機械觸點，連接線路比較繁雜，且觸點通斷時有可能產(chǎn)生電弧和機械磨損，影響其壽命，可靠性差。PLC中采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，比機械觸點繼電器的可靠性要高。在硬件和軟件設(shè)計中都采用了先進技術(shù)以提高可靠性和抗干擾能力。比如，用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電.接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器和時間繼電器，只剩下少量的I／O硬件，將觸點因接觸不良造成的故障大大減小，提高了可靠性；所有礬）接口電路都采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路進行電氣隔離；增加自診斷、糾錯等功能，使其在惡劣工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的可靠性、抗干擾能力提高了。　　2.靈活性好，擴展性強　　繼電-接觸器控制系統(tǒng)由繼電器等低壓電器采用硬件接線實現(xiàn)，連接線路比較繁雜，而且每個繼電器的觸點數(shù)目有限，當(dāng)控制系統(tǒng)功能改變時，需改變線路的連接，所以繼電.接觸器控制系統(tǒng)的靈活性、擴展性差；而由PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的控制線即可，減少了接線，當(dāng)控制系統(tǒng)功能改變時，有時只需編程器在線或離線修改程序，就能實現(xiàn)其控制要求。PLC內(nèi)部有現(xiàn)成大量的編程元件，能進行邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，若元件不夠時，只需加上相應(yīng)的擴展單元即可，因此PLC控制系統(tǒng)的靈活性好，擴展性強?！　?.控制速度快，穩(wěn)定性強　　繼電-接觸器控制系統(tǒng)是依靠觸點的機械動作來實現(xiàn)控制的，其觸點的動斷速度一般在幾十毫秒，影響控制速度，有時還會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。PLC控制系統(tǒng)由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)，響應(yīng)速度快，一般執(zhí)行一條用戶指令只需幾微秒，PLC內(nèi)部有嚴格的同步，不會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。4.延時調(diào)整方便，精度較高　　繼電-接觸器控制系統(tǒng)的延時控制是通過時間繼電器來完成的，而時間繼電器的延時調(diào)整不方便，且易受環(huán)境溫度和濕度的影響，延時精度不高。PLC控制系統(tǒng)的延時是通過內(nèi)部時間元件來完成的，不受環(huán)境溫度和濕度的影響，定時元件的延時時間只需改變定時參數(shù)即可調(diào)整，因此其定時精度較高?！　?.系統(tǒng)設(shè)計安裝快，維修方便　　繼電-接觸器實現(xiàn)一項控制工程，其設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進行，周期長，維修比較麻煩。PLC使用軟件編程取代繼電.接觸器中的硬件接線而實現(xiàn)相應(yīng)功能，使安裝接線工作量減小，現(xiàn)場施工與控制程序的設(shè)計還可同時進行，周期短、調(diào)試快。PLC具有完善的自診斷、數(shù)據(jù)存儲及監(jiān)視功能，對于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O點的狀態(tài)均有顯示，若控制系統(tǒng)有故障時，工作人員通過它即可迅速查出故障原因，及時排除故障。

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