S7300/400入門與進階

前言

　　可編程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC）及其網(wǎng)絡是綜合了現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)的新型工業(yè)自動化控制裝置和系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的進步，信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)及多媒體技術(shù)等迅速發(fā)展，各種工業(yè)網(wǎng)絡已滲透到各行各業(yè)，基于可編程序控制器系統(tǒng)及其網(wǎng)絡技術(shù)的各類工業(yè)設(shè)備也得到了很大發(fā)展，它在工業(yè)自動化、機電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)等方面應用越來越廣，已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一，廣泛應用于各行各業(yè)。在目前普遍使用的可編程序控制器中，已經(jīng)具備實時在線通信能力，并可通過上位計算機與現(xiàn)場總線實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的實時監(jiān)測、實時控制，實現(xiàn)多機分布式控制系統(tǒng)?！　IMATIC S7系列PLC包括S7-200、S7-300和S7-400三大系列，是西門子公司的主流PLC產(chǎn)品，在現(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)中應用十分廣泛，其中，S7-300和S7-400及SIMATIC STEP7編程軟件和通信網(wǎng)絡功能強大，是應用最廣泛的大、中型PLC?！　IMATIC S7-300／400及SIMATIC STEP 7編程軟件和通信網(wǎng)絡是一個十分龐大的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復雜，其參考手冊、用戶手冊和編程手冊有上百本，中文資料很少，要求具有較高的計算機應用能力和英語及德語水平，顯得技術(shù)門檻很高，以致初學者覺著入門十分困難，要想精通它的應用，非一日之功可以成就。但是，從學習角度講，重要的是能夠掌握一種清晰的思路，了解其基本應用能做什么，可以怎么做，最好怎么做，逐步地、系統(tǒng)地掌握其技術(shù)特點和功能，系統(tǒng)的技術(shù)理論是必要的。從應用角度講，重要的是能夠掌握具體工程項目需要做什么，工藝流程是什么，有哪些功能指標需要實現(xiàn)等，在有一個比較清晰的工程項目思路基礎(chǔ)上，尋找最適合的應用方案，再進一步了解其基本應用的方法和操作，而不是系統(tǒng)的理論。但是，要掌握應用技術(shù)，系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論是十分重要的，不過這里所說的是實際應用的基礎(chǔ)，而不是不著邊際的所謂“純理論”。舉一個例子，大家談到工業(yè)網(wǎng)絡往往感到十分深奧，有時會感到很奧妙，“純理論”大講協(xié)議的來龍去脈，繁雜的代碼語言，再夾雜著一些讓人摸不著頭腦的英文詞，按年輕人說的話是讓人“暈”和“郁悶”，我在幾次關(guān)于工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)的講座中先理順了一些與工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識，年輕人沉不住氣了，說你說的這些我們都知道，也是直呼“郁悶”，接下來我問了大家一個問題，我說的這些你們都知道，但是，誰能回答我網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)實際上是從哪傳到哪的？是怎么傳輸?shù)模繉嶋H情況是說出來的都不對，不吭聲的我估計也不知道，接著我又問，物理接口這個詞聽說過嗎？大家都說聽說過，但是，繼續(xù)問下去就令人失望了，最后，我的結(jié)論是，要做好工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)，必須十分精通地去研究RS232／RS422／RS485這幾個通信接口，這是數(shù)據(jù)的必經(jīng)之道，接下來臺下直呼“精辟”。我上面說的意思是，最核心的技術(shù)往往就是那些最基礎(chǔ)的、最基本的技術(shù)及其組合，這就是我說的基礎(chǔ)理論。

內(nèi)容概要

　　《S7300/400入門與進階》是一本專門介紹西門子SIMATIC S7-300／400PLC應用技術(shù)的基礎(chǔ)書籍，針對工業(yè)現(xiàn)場工程技術(shù)人員實際工程項目應用，介紹SIMATIC S7-300／400PLC應用技術(shù)。全書內(nèi)容包括：①西門子SIMATIC技術(shù)簡介；②SIMATIC S7系列PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理、存儲器與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；③中文版SIMATIC STEP7標準軟件包的操作基礎(chǔ)，使用SIMATIC STEP7 V5.3 SP3中文版、S7-PLCSIM V5.3SPl中文版的硬件組態(tài)與操作步驟、用戶程序結(jié)構(gòu)與編程操作步驟；④SIMATIC S7-300／400編程語言與指令系統(tǒng)及工程示例；⑤SIMATIC S7網(wǎng)絡通信與數(shù)據(jù)通信技術(shù)；⑥SIMATIC WinCC組態(tài)軟件基礎(chǔ)。書中使用中文版SIMATIC STEP／軟件包介紹工程項目的硬件組態(tài)、用戶程序編程與操作步驟，同時使用梯形圖（LD）、功能塊圖（FBD）和語句表（STL）三種語言對比介紹用戶程序編程方法，示例圖文并茂，實用性強，示例程序可以復制用于實際工程應用?！禨7300/400入門與進階》可供從事電氣工程自動化、生產(chǎn)過程自動化、工業(yè)網(wǎng)絡控制技術(shù)各領(lǐng)域的工程技術(shù)人員閱讀或作為培訓教材，亦可作為高等學校電氣工程及相關(guān)專業(yè)的教材和教學參考書，高職、中職等院校相關(guān)專業(yè)也可選用。

書籍目錄

前言第一章 SIMATIC自動化系統(tǒng)概述第一節(jié) 西門子SIMATIC技術(shù)簡介一SIMATIC PCS7二、SIMATIC工業(yè)軟件三、SIMATIC NET第二節(jié) SIMATIC S7-200系列可編程序控制系統(tǒng)簡介一、SIMATIC S7-200的特點二、SIMATIC S7-200 CPU三、SIMATIC S7-200的擴展單元四、SIMATIC S7-200的編程軟件五、SIMATIC S7-200的通信功能第三節(jié) SIMATIC S7-300一、SIMATIC S7-300概述二、SIMATIC S7-300 CPU三、信號模塊（SM）四、通信處理器（CP）五、功能模塊（FM）六、電源模塊（PS）七、分布式I／／O ET200八、SIMATIC S7-300的工程工具九、S7-300的通信網(wǎng)絡第四節(jié) SIMATIC S7-400一、SIMATIC S7-400 PLC概述二、SIMATTC S7-400 CPU三、SIMATIC S7-400的擴展機架四、SIMATIC S7-400的信號模塊五、SIMATIC s7-400的功能模塊六、SIMATIC S7-400的電源模塊七、SIMATIC S7-400的接口模塊八、SIMATIC S7-400的通信處理器九、SIMATIC S7-400的通信網(wǎng)絡第五節(jié) SIMATIC H系統(tǒng)簡介一、SIMATIC 400H冗余系統(tǒng)二、SIMATIC 400H冗余I／O第二章 SIMATIC STEP7標準軟件包第一節(jié) STEP7標準軟件包的功能一、STEP7標準軟件包的功能和擴展二、STEP 7的硬件接口三、STEP 7V5.3版本的新特性第二節(jié) STEP7組態(tài)和編程軟件包的安裝一、STEP 7安裝要求二、STEP 7安裝過程與啟動第三節(jié) STEP7組態(tài)和編程軟件包的操作與工程項目規(guī)劃示例一、STEP 7的對象與對象體系二、對象的操作三、項目結(jié)構(gòu)四、創(chuàng)建項目五、工程項目規(guī)劃的基本過程第三章 SIMATIC STEP7硬件組態(tài)與編程基礎(chǔ)第一節(jié) 工程師站、操作員站和人機界面（HMI）第二節(jié) 硬件組態(tài)與分配參數(shù)的基本步驟與規(guī)則一、硬件組態(tài)的兩個窗口與硬件目錄二、組態(tài)表與組件屬性三、設(shè)備數(shù)據(jù)庫（GSD）文件四、模塊排列規(guī)則第三節(jié) 硬件組態(tài)的基本步驟和操作過程示例一、硬件組態(tài)與分配參數(shù)的操作步驟二、硬件組態(tài)的操作過程三、下載硬件組態(tài)四、組態(tài)智能DP從站五、組態(tài)PROFINET I／O第四節(jié) 創(chuàng)建LAD／STL／FBD程序編程器編程界面一、程序編輯器界面二、符號編輯器第五節(jié) SIMATIC S7-PLCSIMV5.3 SPI仿真器簡介一、SIMATIC S7-PLCSIMV5.3 SPI軟件的功能二、使用SIMATIC S7-PLCSIMV5.3 SPI軟件的步驟與示例第六節(jié) 可編程序控制器系統(tǒng)的硬件安裝與測試示例一、組裝模塊二、項目的調(diào)試步驟第四章 SIMATIC S7的存儲器與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第一節(jié) 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)原理一、CPU單元二、中央存儲器三、寄存器與尋址方式四、I／／0單元與接口第二節(jié) 可編程序控制器的工作原理一、可編程序控制器的掃描方式二、可編程序控制器的工作過程第三節(jié) S7-300／400系列PLC的存儲區(qū)一、S7-300系列PLC存儲器的結(jié)構(gòu)原理二、S7-400系列PLC的存儲器結(jié)構(gòu)原理三、S7-300／400系列PLC各存儲器區(qū)域簡介四、S7-300／400 CPU中的寄存器五、S7-300／400 PLC的數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu)第四節(jié) STEP7程序編輯器窗口與程序編制規(guī)則一、STEP7梯形圖LAD程序編制規(guī)則二、STEP7功能塊圖FBD程序編制規(guī)則三、STEP7語句表STL程序編制規(guī)則第五章 STEP7的用戶程序結(jié)構(gòu)與工程示例第一節(jié) STEP7中的邏輯塊與用戶程序結(jié)構(gòu)一、邏輯塊概述二、用戶程序結(jié)構(gòu)與調(diào)用層次三、組織塊0B的啟動事件和優(yōu)先級四、啟動組織塊五、中斷循環(huán)程序第二節(jié) 各種組織塊0B的作用和功能一、循環(huán)程序處理組織塊081二、時間中斷組織塊三、周期性中斷組織塊四、硬件中斷組織塊五、狀態(tài)中斷0855六、更新中斷OB56和制造商特定中斷OB57七、多值計算中斷組織塊OB60八、檢錯組織塊第三節(jié) 結(jié)構(gòu)化編程方法示例一、工藝描述二、程序結(jié)構(gòu)設(shè)計三、定義邏輯塊四、定義符號表五、定義FBl的參數(shù)六、創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊DB1～DB3七、生成閥門FCl八、生成081第六章 SIMATIC S7-300／400編程語言、指令系統(tǒng)與工程示例第一節(jié) IEC61131-3標準簡介第二節(jié) 編程語言一、功能塊圖語言（FBD）二、結(jié)構(gòu)化文本語言（SCL）三、順序功能圖（SFC）程序設(shè)計語言第三節(jié) SIMATIC S7-300／400語法規(guī)則與尋址方式一、語法規(guī)則和數(shù)據(jù)位置二、尋址方式三、邏輯塊的結(jié)構(gòu)第四節(jié) 布爾邏輯指令一、位邏輯指令二、置位、復位指令三、邊沿信號識別指令第五節(jié) 定時器、計數(shù)器指令一、定時器、計數(shù)器的種類二、時間值和計數(shù)值三、定時器指令四、計數(shù)器指令第六節(jié) 比較指令一、比較指令的操作二、比較指令示例三、比較指令應用示例第七節(jié) 裝入和傳送指令一、裝入（L）和傳送（T）指令二、傳送指令MOVE第八節(jié) 邏輯控制指令一、邏輯控制指令概述二、無條件跳轉(zhuǎn)指令三、條件跳轉(zhuǎn)指令第九節(jié) 狀態(tài)位指令一、異常位二進制結(jié)果位二、異常位溢出位三、存儲的異常位溢出位四、無序異常位五、數(shù)學運算函數(shù)的結(jié)果與0的關(guān)系位第十節(jié) 轉(zhuǎn)換指令一、BCD和整數(shù)間的轉(zhuǎn)換二、實數(shù)和長整數(shù)間的轉(zhuǎn)換三、數(shù)的取反、取負第十一節(jié) 移位和循環(huán)移位指令一、無符號數(shù)移位指令二、有符號數(shù)移位指令三、循環(huán)指令第十二節(jié) 累加器操作和地址寄存器指令一、累加器指令二、累加器操作指令示例第十三節(jié) 算術(shù)運算指令一、整數(shù)算術(shù)運算指令二、浮點數(shù)算術(shù)運算指令第十四節(jié) 數(shù)據(jù)塊指令一、一（OPN）指令二、交換共享數(shù)據(jù)塊和背景數(shù)據(jù)塊第十五節(jié) 程序控制指令一、CALL指令二、塊調(diào)用指令三、主控制繼電器指令第十六節(jié) 字邏輯指令第七章 SIATIC S7 PLC數(shù)據(jù)通信技術(shù)第一節(jié) SIMATIC S7 PLC的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)一、基本金字塔網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)二、SIMATIC工業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)三、SIMATIC通信服務四、通信各方之間的連接第二節(jié) SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)一、SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)的基本類型二、SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡部件三、SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)四、SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)軟件五、工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)端口與通信類型第三節(jié) PROFINET一、PROFINET技術(shù)二、PROFINET的拓撲結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡類型三、PROFINET IO四、PROFINET CBA五、PROFIdrive和PROFlsafe第四節(jié) PROFIBUS一、PROFlBUS通信協(xié)議結(jié)構(gòu)與總線訪問控制二、PROFIBUS-DP協(xié)議版本與功能三、PROFIBUS-DP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)四、PROFIBUS傳輸技術(shù)第五節(jié) S7-300的數(shù)據(jù)通信一、SIMATIC S7-300CPU支持的通信類型二、S7-300可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)通信功能三、S7-300CPU的通信接口四、S7-300的串行通信協(xié)議五、S7-300點對點數(shù)據(jù)通信六、PROFIBUS-DP／MPI通信網(wǎng)絡第六節(jié) S7-400數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡一、S7-400 CPU的通信接口二、PROFIBUS-DP／MPI通信網(wǎng)絡第八章 SIMATIC WinCC組態(tài)軟件基礎(chǔ)第一節(jié) WinCC軟件概述一、WinCC軟件包簡介二、SIMATIc WinCC的主要特點和組成三、WinCC的結(jié)構(gòu)第二節(jié) 安裝和使用SIMATIC WinCC一、安裝SIMATIC WinCC二、組態(tài)WinCC項目的基本步驟三、WinCC項目的組態(tài)過程第三節(jié) 變量管理第四節(jié) 創(chuàng)建項目畫面第五節(jié) WinCC在STEP 7中的集成參考文獻

章節(jié)摘錄

　　S7-300有標準環(huán)境型和環(huán)境條件擴展型兩大類。標準環(huán)境型的溫度范圍為O一60℃，環(huán)境條件擴展型的溫度范圍為-25-+70℃，具有更強的耐受振動和污染特性。各種CPU有各種不同的性能，如，有的CPU上集成I／O點，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP、PROFINET通信接口等。根據(jù)應用對象的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可將這些模塊安裝在同一機架或多個機架上。通過分布式主機（中央）機架（CR）和3個擴展機架（ER）可以擴展32個模塊，運行時無需風扇。背塊總線也在模塊內(nèi)集成，各種單獨的模塊之間可任意組合和擴展，信號模塊和通信處理模塊可不受限制地插到任何一個槽上，系統(tǒng)自行組態(tài)。SIMATIC S7-300可通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其他S7 PLC相連。　　S7-300系列PLC具有多種不同的通信處理器和通信接口，可進行數(shù)據(jù)通信和過程通信。它的網(wǎng)絡連接已經(jīng)比較成熟和流行，如串行通信處理器可進行點到點的通信系統(tǒng)，在自動控制系統(tǒng)之間、人機界面和幾個自動控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通信會周期地進行或被用戶程序和功能塊調(diào)用。MPI（多點接口）集成在CPIU中，可用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7／M7／C7等自動化控制系統(tǒng)。帶有PROFIBUS-DP主站（從站）接口的CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高速分布式組態(tài)和控制。通過PROFIBUS-DP分布式I／O就像處理集中I／O一樣，具有相同的組態(tài)、地址和編程。聯(lián)網(wǎng)的CPU可利用全局數(shù)據(jù)（GD）服務，周期性地相互進行數(shù)據(jù)交換。采用CP340／CP341通信處理模塊可建立點到點鏈接通信。通過CP342／343通信處理器可將SIMATIC S7-300與PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)相連?！　?.S7-300PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)，各種模塊之間可進行組合和擴展。它的主要組成部分有導軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理單元模塊（CPU）、接口模塊（IM）、信號模塊（SM）、功能模塊（FM）等。它通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其他S7 PLC相連。S7-300 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。

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