简介
《西门子plc高级培训教程(第二版)》介绍的是可编程逻辑控制器的编程技术与实际应用,主要内容包括西门子s7-300/400 plc的编程基础(simatic管理器、基础编程语言、调试方法、顺序功能图和结构化编程),s7-200/300/400 plc的mpi、profibus、modbus、工业以太网等网络通信应用,模拟量模块、变频器、触摸屏的应用等。书中内容由浅入深,以大量典型案例进行讲解,重点讲解实例、操作步骤,并配以大量图形,图文并茂,实用性强,便于读者的阅读学习。随书附赠的光盘里包含了全书各章节的实例程序,这些程序均在step 7 v5.3中文版、step 7-micro/win v4.0或wincc flexible中调试通过。光盘中还特别提供了部分操作的硬件连接和软件部分的视频,以帮助读者更直观地学习。
《西门子plc高级培训教程(第二版)》可作为自动化行业工程技术人员的培训教材或参考书,也可作为高等学校、职业院校自动化及机电一体化等专业学生的教材。
目录
《西门子plc高级培训教程(第二版)》
第一篇 s7-300/400 plc编程技术
第1章 simatic管理器 2
1.1 编程环境简介 3
1.1.1 编程软件step 7的安装 5
1.1.2 硬件目录的更新和下载 5
1.1.3 程序的归档 6
1.2 硬件组态 6
1.2.1 通过项目向导进行硬件组态 7
1.2.2 普通的硬件组态 8
1.2.3 i/o口地址设置 10
1.2.4 下载 11
1.3 重要参数设置 13
第2章 基础编程语言 16
2.1 step 7编程基础 17
2.1.1 数据类型 17
2.1.2 状态字 18
2.2 位逻辑指令 19
2.2.1 触点指令 20
2.2.2 置位复位指令 22
.2.2.3 触发指令 23
2.2.4 边沿检测指令 25
2.3 定时器指令 27
2.3.1 定时器字 27
2.3.2 脉冲定时器 28
2.3.3 扩展脉冲定时器 29
2.3.4 接通延时定时器 30
2.3.5 保持型接通延时定时器 32
2.3.6 断开延时定时器 32
2.4 计数器指令 36
2.4.1 加法计数器 36
2.4.2 减法计数器 37
2.4.3 加减可逆计数器 37
2.5 高速计数器 41
2.5.1 高速计数器概述 42
2.5.2 高速计数器使用实例 44
2.6 数据处理指令 48
2.6.1 传送指令 48
2.6.2 比较指令 50
2.6.3 数据转换指令 60
2.6.4 移位指令和循环移位指令 63
2.7 数据运算指令 69
2.7.1 整数运算指令 69
2.7.2 浮点数算术运算指令 70
2.7.3 字逻辑运算指令 77
2.8 控制指令 78
2.8.1 逻辑控制指令 78
2.8.2 程序控制指令 81
2.9 综合应用实例 82
第3章 调试方法 91
3.1 可视化的硬件检查(利用led指示灯调试) 92
3.2 硬件调试方法 92
3.2.1 下载组态的调试 92
3.2.2 建立在线连接 93
3.2.3 诊断符号 94
3.2.4 利用“模块信息”工具调试 94
3.2.5 离线/在线程序块的比较 95
3.2.6 硬件组态窗口中信号的检测与修改 96
3.3 软件调试方法 97
3.3.1 利用程序状态调试 97
3.3.2 利用变量表调试 98
3.3.3 利用“诊断缓冲区”调试 101
3.3.4 参考数据 103
3.3.5 结构化程序的调试 104
3.4 s7-plcsim的应用 105
3.4.1 s7-plcsim介绍 105
3.4.2 s7-plcsim的使用方法 105
3.4.3 仿真plc与真实plc的区别 107
第4章 顺序功能图 109
4.1 顺序功能图的绘制原则 110
4.1.1 顺序功能图基本概念 110
4.1.2 顺序功能图绘制要点 112
4.1.3 顺序功能图的基本结构 112
4.1.4 顺序功能图的转换规则 112
4.2 顺序功能图的梯形图实现 113
4.2.1 控制程序和输出程序的具体实现 113
4.2.2 单序列的编程方法 114
4.2.3 选择序列的编程方法 115
4.2.4 并行序列的编程方法 118
4.2.5 具有多种工作方式系统的顺序功能图的编程方法 124
4.2.6 s7 graph编程语言 130
第5章 结构化编程 137
5.1 step 7中程序的基本结构 138
5.1.1 概述 138
5.1.2 块的含义 138
5.2 功能块和功能的编程及调用 141
5.2.1 块之间调用关系及区别 141
5.2.2 变量声明表 141
5.2.3 功能编程举例 142
5.2.4 功能块编程举例 145
5.3 功能和功能块程序设计实例 147
第二篇 网络通信应用
第6章 网络通信概论 158
6.1 网络的基本概念 159
6.2 网络的分类 160
6.2.1 按照拓扑结构分 160
6.2.2 按照地域分 160
6.3 通信方式 163
6.3.1 并行通信与串行通信 163
6.3.2 单工、半双工与全双工通信 163
6.3.3 串行通信接口标准 164
6.4 工业网络通信基础 164
第7章 mpi网络通信 167
7.1 s7-300与s7-300 plc之间的mpi通信 168
7.1.1 mpi网络的硬件组态 168
7.1.2 在通信双方编写程序(双边编程) 171
7.1.3 在通信一方编写程序(单边编程) 177
7.2 s7-300与s7-200 plc之间的mpi通信 180
7.2.1 s7-300侧的组态 180
7.2.2 step 7-micro/win中的mpi参数设置 180
7.2.3 程序编写 181
7.2.4 程序运行监控 182
7.3 项目的下载方式 182
7.3.1 通过mpi协议下载 183
7.3.2 通过profibus协议下载 185
7.3.3 通过tcp/ip下载 185
7.3.4 通过ppi下载 188
第8章 profibus-dp现场总线通信网络 190
8.1 s7-300/400和s7-300/400的profibus-dp不打包通信 193
8.1.1 网络组建 193
8.1.2 软件编程 199
8.2 s7-300/400和s7-300/400的profibus-dp打包通信 201
8.2.1 sfc15和sfc14简介 201
8.2.2 网络组建 201
8.2.3 软件编程 206
8.3 s7-200与s7-300/400的profibus-dp通信 210
8.3.1 em277的使用 210
8.3.2 通信区的设定 210
8.3.3 网络组态举例 211
8.3.4 软件编程 217
8.4 s7-300与et200s之间的profibus-dp通信 218
8.4.1 profibus-dp远程i/o网络组态 218
8.4.2 软件编程及运行监控 221
第9章 工业以太网通信技术 222
9.1 s7-200之间的客户机/服务器通信 224
9.1.1 c/s网络客户端配置 225
9.1.2 c/s网络服务器端配置 229
9.1.3 程序编写 230
9.2 s7-300与s7-200 plc之间的ie通信 234
9.2.1 两台cpu222客户端组态 234
9.2.2 s7-300的服务器组态 235
9.2.3 编写通信程序 236
9.2.4 项目下载 237
9.2.5 通信结果监控 237
9.3 多台s7-300plc之间的ie通信 238
9.3.1 网络组建 238
9.3.2 程序编写 241
9.3.3 项目下载及运行监控 244
9.4 s7-300与et200s的profinet远程i/o通信 245
9.4.1 profinet网络组建 245
9.4.2 程序编写及验证 247
第10章 现场总线(modbus)通信 248
10.1 modbus通信协议简介 249
10.2 modbus rtu通信协议 249
10.3 s7-300/400与s7-200的modbus通信 250
10.3.1 通信方案设计 250
10.3.2 s7-300的设置 253
10.3.3 s7-200 plc的设置 268
10.3.4 s7-300/400与s7-200的modbus通信软硬件联调 272
第三篇 组件的使用
第11章 模拟量输入/输出模块及其应用 279
11.1 概述 280
11.1.1 模拟量模块工程应用 280
11.1.2 模拟量模块数值表示 281
11.1.3 模拟量模块调试使用概述 284
11.2 s7-300的模拟量控制指令及编程 286
11.2.1 模块简介 286
11.2.2 sm331模块的使用 288
11.2.3 sm334模块的使用 292
11.3 基于pid控制的模拟量水位控制系统 297
11.3.1 pid算法基本原理 298
11.3.2 pid在系统中的作用 299
11.3.3 pid控制功能模块的使用 299
11.3.4 输入过程量量程转换 301
11.3.5 输出过程量量程转换 301
11.3.6 pid水位控制系统的实现 302
第12章 变频器的应用 306
12.1 变频器基础知识 307
12.2 西门子mm 4系列变频器概述 310
12.2.1 概述 310
12.2.2 mm440变频器的技术规格及可选件 314
12.2.3 基本操作 317
12.2.4 本章示例所用相关设备规格参数说明 322
12.3 基本操作面板(bop)控制mm440变频器示例 322
12.4 mm440变频器加plc实现固定频率控制示例 325
12.5 plc加模拟量模块控制mm440变频器示例 329
12.6 plc通过profibus控制多台变频器示例 332
第四篇 人机界面(hmi)及其应用
第13章 wincc flexible软件 347
13.1 wincc flexible软件介绍 348
13.1.1 概述 348
13.1.2 与simatic protool组态软件的比较 348
13.1.3 wincc flexible的组成部分 349
13.2 wincc flexible软件的编程环境 349
13.3 wincc flexible软件使用基础 352
13.4 报警 352
13.4.1 报警的基本概念和功能 352
13.4.2 报警的分类 353
13.4.3 显示报警 353
13.4.4 报警视图的组态 354
13.4.5 组态报警 355
13.4.6 在运行系统中测试 358
13.4.7 小结 359
13.5 数据记录与趋势视图 359
13.5.1 数据记录的基本概念 359
13.5.2 数据记录的组态 359
13.5.3 趋势视图的组态 361
13.5.4 在运行系统中的测试 363
13.5.5 小结 364
13.6 运行脚本 364
13.6.1 功能概述 364
13.6.2 编辑脚本的工具 365
13.6.3 组态脚本 366
13.6.4 调试脚本 368
13.6.5 在运行系统中测试 368
13.6.6 小结 369
13.7 用户管理 369
13.7.1 用户管理的原理 369
13.7.2 访问对象的流程 370
13.7.3 用户管理的基本组态 371
13.7.4 用户视图 373
13.7.5 实例:组态具有访问保护的命令按钮和i/o域 373
13.7.6 在运行系统中测试 374
13.7.7 小结 375
第14章 触摸屏的应用 376
14.1 工程实例1(应用tp170a触摸屏) 377
14.1.1 实例要求 377
14.1.2 系统硬件 377
14.1.3 建立变量 379
14.1.4 在wincc flexible中组态项目 379
14.1.5 离线测试项目 385
14.1.6 在线下载项目(传送) 385
14.1.7 plc组态及程序 388
14.2 工程实例2(应用tp270触摸屏) 389
14.2.1 实例要求 389
14.2.2 系统硬件 389
14.2.3 建立变量 391
14.2.4 触摸屏的画面设计 395
14.2.5 plc硬件组态 402
14.2.6 plc程序设计 403
参考文献 406
第一篇 s7-300/400 plc编程技术
第1章 simatic管理器 2
1.1 编程环境简介 3
1.1.1 编程软件step 7的安装 5
1.1.2 硬件目录的更新和下载 5
1.1.3 程序的归档 6
1.2 硬件组态 6
1.2.1 通过项目向导进行硬件组态 7
1.2.2 普通的硬件组态 8
1.2.3 i/o口地址设置 10
1.2.4 下载 11
1.3 重要参数设置 13
第2章 基础编程语言 16
2.1 step 7编程基础 17
2.1.1 数据类型 17
2.1.2 状态字 18
2.2 位逻辑指令 19
2.2.1 触点指令 20
2.2.2 置位复位指令 22
.2.2.3 触发指令 23
2.2.4 边沿检测指令 25
2.3 定时器指令 27
2.3.1 定时器字 27
2.3.2 脉冲定时器 28
2.3.3 扩展脉冲定时器 29
2.3.4 接通延时定时器 30
2.3.5 保持型接通延时定时器 32
2.3.6 断开延时定时器 32
2.4 计数器指令 36
2.4.1 加法计数器 36
2.4.2 减法计数器 37
2.4.3 加减可逆计数器 37
2.5 高速计数器 41
2.5.1 高速计数器概述 42
2.5.2 高速计数器使用实例 44
2.6 数据处理指令 48
2.6.1 传送指令 48
2.6.2 比较指令 50
2.6.3 数据转换指令 60
2.6.4 移位指令和循环移位指令 63
2.7 数据运算指令 69
2.7.1 整数运算指令 69
2.7.2 浮点数算术运算指令 70
2.7.3 字逻辑运算指令 77
2.8 控制指令 78
2.8.1 逻辑控制指令 78
2.8.2 程序控制指令 81
2.9 综合应用实例 82
第3章 调试方法 91
3.1 可视化的硬件检查(利用led指示灯调试) 92
3.2 硬件调试方法 92
3.2.1 下载组态的调试 92
3.2.2 建立在线连接 93
3.2.3 诊断符号 94
3.2.4 利用“模块信息”工具调试 94
3.2.5 离线/在线程序块的比较 95
3.2.6 硬件组态窗口中信号的检测与修改 96
3.3 软件调试方法 97
3.3.1 利用程序状态调试 97
3.3.2 利用变量表调试 98
3.3.3 利用“诊断缓冲区”调试 101
3.3.4 参考数据 103
3.3.5 结构化程序的调试 104
3.4 s7-plcsim的应用 105
3.4.1 s7-plcsim介绍 105
3.4.2 s7-plcsim的使用方法 105
3.4.3 仿真plc与真实plc的区别 107
第4章 顺序功能图 109
4.1 顺序功能图的绘制原则 110
4.1.1 顺序功能图基本概念 110
4.1.2 顺序功能图绘制要点 112
4.1.3 顺序功能图的基本结构 112
4.1.4 顺序功能图的转换规则 112
4.2 顺序功能图的梯形图实现 113
4.2.1 控制程序和输出程序的具体实现 113
4.2.2 单序列的编程方法 114
4.2.3 选择序列的编程方法 115
4.2.4 并行序列的编程方法 118
4.2.5 具有多种工作方式系统的顺序功能图的编程方法 124
4.2.6 s7 graph编程语言 130
第5章 结构化编程 137
5.1 step 7中程序的基本结构 138
5.1.1 概述 138
5.1.2 块的含义 138
5.2 功能块和功能的编程及调用 141
5.2.1 块之间调用关系及区别 141
5.2.2 变量声明表 141
5.2.3 功能编程举例 142
5.2.4 功能块编程举例 145
5.3 功能和功能块程序设计实例 147
第二篇 网络通信应用
第6章 网络通信概论 158
6.1 网络的基本概念 159
6.2 网络的分类 160
6.2.1 按照拓扑结构分 160
6.2.2 按照地域分 160
6.3 通信方式 163
6.3.1 并行通信与串行通信 163
6.3.2 单工、半双工与全双工通信 163
6.3.3 串行通信接口标准 164
6.4 工业网络通信基础 164
第7章 mpi网络通信 167
7.1 s7-300与s7-300 plc之间的mpi通信 168
7.1.1 mpi网络的硬件组态 168
7.1.2 在通信双方编写程序(双边编程) 171
7.1.3 在通信一方编写程序(单边编程) 177
7.2 s7-300与s7-200 plc之间的mpi通信 180
7.2.1 s7-300侧的组态 180
7.2.2 step 7-micro/win中的mpi参数设置 180
7.2.3 程序编写 181
7.2.4 程序运行监控 182
7.3 项目的下载方式 182
7.3.1 通过mpi协议下载 183
7.3.2 通过profibus协议下载 185
7.3.3 通过tcp/ip下载 185
7.3.4 通过ppi下载 188
第8章 profibus-dp现场总线通信网络 190
8.1 s7-300/400和s7-300/400的profibus-dp不打包通信 193
8.1.1 网络组建 193
8.1.2 软件编程 199
8.2 s7-300/400和s7-300/400的profibus-dp打包通信 201
8.2.1 sfc15和sfc14简介 201
8.2.2 网络组建 201
8.2.3 软件编程 206
8.3 s7-200与s7-300/400的profibus-dp通信 210
8.3.1 em277的使用 210
8.3.2 通信区的设定 210
8.3.3 网络组态举例 211
8.3.4 软件编程 217
8.4 s7-300与et200s之间的profibus-dp通信 218
8.4.1 profibus-dp远程i/o网络组态 218
8.4.2 软件编程及运行监控 221
第9章 工业以太网通信技术 222
9.1 s7-200之间的客户机/服务器通信 224
9.1.1 c/s网络客户端配置 225
9.1.2 c/s网络服务器端配置 229
9.1.3 程序编写 230
9.2 s7-300与s7-200 plc之间的ie通信 234
9.2.1 两台cpu222客户端组态 234
9.2.2 s7-300的服务器组态 235
9.2.3 编写通信程序 236
9.2.4 项目下载 237
9.2.5 通信结果监控 237
9.3 多台s7-300plc之间的ie通信 238
9.3.1 网络组建 238
9.3.2 程序编写 241
9.3.3 项目下载及运行监控 244
9.4 s7-300与et200s的profinet远程i/o通信 245
9.4.1 profinet网络组建 245
9.4.2 程序编写及验证 247
第10章 现场总线(modbus)通信 248
10.1 modbus通信协议简介 249
10.2 modbus rtu通信协议 249
10.3 s7-300/400与s7-200的modbus通信 250
10.3.1 通信方案设计 250
10.3.2 s7-300的设置 253
10.3.3 s7-200 plc的设置 268
10.3.4 s7-300/400与s7-200的modbus通信软硬件联调 272
第三篇 组件的使用
第11章 模拟量输入/输出模块及其应用 279
11.1 概述 280
11.1.1 模拟量模块工程应用 280
11.1.2 模拟量模块数值表示 281
11.1.3 模拟量模块调试使用概述 284
11.2 s7-300的模拟量控制指令及编程 286
11.2.1 模块简介 286
11.2.2 sm331模块的使用 288
11.2.3 sm334模块的使用 292
11.3 基于pid控制的模拟量水位控制系统 297
11.3.1 pid算法基本原理 298
11.3.2 pid在系统中的作用 299
11.3.3 pid控制功能模块的使用 299
11.3.4 输入过程量量程转换 301
11.3.5 输出过程量量程转换 301
11.3.6 pid水位控制系统的实现 302
第12章 变频器的应用 306
12.1 变频器基础知识 307
12.2 西门子mm 4系列变频器概述 310
12.2.1 概述 310
12.2.2 mm440变频器的技术规格及可选件 314
12.2.3 基本操作 317
12.2.4 本章示例所用相关设备规格参数说明 322
12.3 基本操作面板(bop)控制mm440变频器示例 322
12.4 mm440变频器加plc实现固定频率控制示例 325
12.5 plc加模拟量模块控制mm440变频器示例 329
12.6 plc通过profibus控制多台变频器示例 332
第四篇 人机界面(hmi)及其应用
第13章 wincc flexible软件 347
13.1 wincc flexible软件介绍 348
13.1.1 概述 348
13.1.2 与simatic protool组态软件的比较 348
13.1.3 wincc flexible的组成部分 349
13.2 wincc flexible软件的编程环境 349
13.3 wincc flexible软件使用基础 352
13.4 报警 352
13.4.1 报警的基本概念和功能 352
13.4.2 报警的分类 353
13.4.3 显示报警 353
13.4.4 报警视图的组态 354
13.4.5 组态报警 355
13.4.6 在运行系统中测试 358
13.4.7 小结 359
13.5 数据记录与趋势视图 359
13.5.1 数据记录的基本概念 359
13.5.2 数据记录的组态 359
13.5.3 趋势视图的组态 361
13.5.4 在运行系统中的测试 363
13.5.5 小结 364
13.6 运行脚本 364
13.6.1 功能概述 364
13.6.2 编辑脚本的工具 365
13.6.3 组态脚本 366
13.6.4 调试脚本 368
13.6.5 在运行系统中测试 368
13.6.6 小结 369
13.7 用户管理 369
13.7.1 用户管理的原理 369
13.7.2 访问对象的流程 370
13.7.3 用户管理的基本组态 371
13.7.4 用户视图 373
13.7.5 实例:组态具有访问保护的命令按钮和i/o域 373
13.7.6 在运行系统中测试 374
13.7.7 小结 375
第14章 触摸屏的应用 376
14.1 工程实例1(应用tp170a触摸屏) 377
14.1.1 实例要求 377
14.1.2 系统硬件 377
14.1.3 建立变量 379
14.1.4 在wincc flexible中组态项目 379
14.1.5 离线测试项目 385
14.1.6 在线下载项目(传送) 385
14.1.7 plc组态及程序 388
14.2 工程实例2(应用tp270触摸屏) 389
14.2.1 实例要求 389
14.2.2 系统硬件 389
14.2.3 建立变量 391
14.2.4 触摸屏的画面设计 395
14.2.5 plc硬件组态 402
14.2.6 plc程序设计 403
参考文献 406
编著者还有:柴瑞娟、孙承志、陈海霞、熊田忠、任庆海
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