工程案例化西門(mén)子S7-300/400 PLC 編程技術(shù)及應(yīng)用

模塊1　初步認(rèn)識(shí)PLC （1）

任務(wù)1.1　PLC的基礎(chǔ)知識(shí) （3）

1.1.1　PLC的組成 （4）

1.1.2　PLC的基本工作原理 （8）

1.1.3　PLC的性能指標(biāo)、特點(diǎn)及分類(lèi) （11）

1.1.4　PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 （13）

鞏固練習(xí) （14）

任務(wù)1.2　認(rèn)識(shí)西門(mén)子S7家族產(chǎn)品 （15）

1.2.1　LOGO!簡(jiǎn)介 （15）

1.2.2　S7-200簡(jiǎn)介 （16）

1.2.3　S7-1200簡(jiǎn)介 （18）

1.2.4　S7-300/400簡(jiǎn)介 （20）

1.2.5　S7-1500簡(jiǎn)介 （20）

鞏固練習(xí) （22）

模塊2　S7-300/400硬件認(rèn)識(shí)與硬、軟件的安裝 （23）

任務(wù)2.1　S7-300硬件系統(tǒng)的認(rèn)識(shí) （24）

任務(wù)2.2　S7-400硬件系統(tǒng)的認(rèn)識(shí) （36）

子任務(wù)　S7-300 PLC模塊的安裝 （44）

技能訓(xùn)練　安裝一個(gè)典型的S7-300 PLC硬件系統(tǒng) （48）

鞏固練習(xí) （49）

任務(wù)2.3　STEP 7編程軟件和PLCSIM仿真軟件的安裝 （52）

子任務(wù)1　STEP 7編程軟件的安裝 （52）

子任務(wù)2　PLCSIM仿真軟件的安裝 （58）

鞏固練習(xí) （60）

模塊3 S7-300/400指令程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 （61）

任務(wù)3.1 位邏輯指令的應(yīng)用 （61）

3.1.1 S7-300 PLC的數(shù)據(jù)類(lèi)型與存儲(chǔ)區(qū) （61）

3.1.2 位邏輯指令 （65）

子任務(wù)1 四路搶答器PLC控制 （70）

子任務(wù)2 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制 （82）

子任務(wù)3 風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)PLC監(jiān)控 （85）

子任務(wù)4 地下停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛出入PLC控制 （88）

技能訓(xùn)練1 多臺(tái)電動(dòng)機(jī)單個(gè)按鈕PLC控制 （92）

鞏固練習(xí) （93）

任務(wù)3.2 定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令的應(yīng)用 （94）

3.2.1 定時(shí)器 （95）

3.2.2 計(jì)數(shù)器 （101）

子任務(wù)1 多級(jí)傳送帶運(yùn)輸系統(tǒng)PLC控制 （105）

子任務(wù)2 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位計(jì)數(shù)PLC控制 （107）

子任務(wù)3 四彩燈的依次間隔啟動(dòng)循環(huán)的PLC控制 （108）

子任務(wù)4 運(yùn)貨小車(chē)PLC控制 （110）

技能訓(xùn)練2 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)星/三角降壓?jiǎn)?dòng)PLC控制 （112）

鞏固練習(xí) （114）

任務(wù)3.3 功能指令應(yīng)用 （117）

3.3.1 比較指令 （117）

3.3.2 傳送指令 （121）

3.3.3 跳轉(zhuǎn)指令 （122）

3.3.4 轉(zhuǎn)換指令 （123）

3.3.5 運(yùn)算指令 （125）

3.3.6 移位和循環(huán)指令 （129）

子任務(wù)1 十字路口的交通燈PLC控制（比較指令） （133）

子任務(wù)2 霓虹燈廣告的循環(huán)PLC控制（移位類(lèi)指令） （135）

子任務(wù)3 灌裝生產(chǎn)線(xiàn)包裝PLC控制（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)運(yùn)算指令） （137）

技能訓(xùn)練3 壓力設(shè)定與顯示的PLC控制（運(yùn)算類(lèi)指令） （140）

鞏固練習(xí) （142）

模塊4　S7-300/400結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 （144）

任務(wù)4.1　功能FC的編程與應(yīng)用 （147）

子任務(wù)1　基于FC（不帶參數(shù)）星/三角降壓?jiǎn)?dòng)PLC控制 （149）

子任務(wù)2　基于FC（不帶參數(shù)）攪拌控制系統(tǒng)PLC控制 （152）

子任務(wù)3　基于FC（帶參數(shù)）星/三角降壓?jiǎn)?dòng)PLC控制 （156）

技能訓(xùn)練1　四臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)與逆序停止 （158）

鞏固練習(xí) （159）

任務(wù)4.2　功能FB的編程與應(yīng)用 （160）

子任務(wù)1　基于FB背景數(shù)據(jù)的星/三角降壓?jiǎn)?dòng)PLC控制 （162）

子任務(wù)2　基于FB背景數(shù)據(jù)交通信號(hào)燈PLC控制 （166）

子任務(wù)3　基于FB多重背景數(shù)據(jù)的星/三角降壓?jiǎn)?dòng)PLC控制 （171）

子任務(wù)4　水泵、油泵、氣泵星/三角降壓?jiǎn)?dòng)與大型設(shè)備運(yùn)行的PLC控制 （175）

技能訓(xùn)練2　基于FC和FB的化工反應(yīng)過(guò)程PLC控制 （182）

鞏固練習(xí) （184）

任務(wù)4.3　組織塊與中斷處理的編程與應(yīng)用 （184）

子任務(wù)1　使用循環(huán)中斷OB35的彩燈PLC控制 （188）

子任務(wù)2　使用時(shí)間中斷組織塊OB10的設(shè)備啟動(dòng)PLC控制 （191）

子任務(wù)3　使用硬件中斷組織塊OB40的輸入硬件中斷PLC控制 （193）

子任務(wù)4　使用延時(shí)中斷組織塊OB20的時(shí)間讀取PLC控制 （191）

技能訓(xùn)練3　使用循環(huán)中斷OB35進(jìn)行數(shù)據(jù)采集PLC控制 （198）

鞏固練習(xí) （199）

模塊5　S7-300/400順序控制編程與S7 Graph應(yīng)用 （200）

任務(wù)5.1　順序控制PLC編程 （200）

子任務(wù)1　三條運(yùn)輸帶PLC控制 （205）

子任務(wù)2　物料混合裝置PLC控制 （207）

子任務(wù)3　專(zhuān)用鉆床的PLC控制 （210）

技能訓(xùn)練1　自動(dòng)攪拌裝置的PLC控制 （215）

鞏固練習(xí) （216）

任務(wù)5.2　S7 Graph的編程與應(yīng)用 （217）

子任務(wù)1　交通信號(hào)燈順序控制Graph編程 （218）

子任務(wù)2　多種工作方式機(jī)械手控制Graph編程 （229）

技能訓(xùn)練2　傳送機(jī)分檢大小球控制系統(tǒng)的Graph編程 （233）

鞏固練習(xí) （236）

模塊6 S7-300/400在模擬量閉環(huán)控制中的程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 （237）

任務(wù)6.1 模擬量模塊接線(xiàn)及模擬量指令 （238）

任務(wù)6.2 PID指令及其應(yīng)用 （251）

子任務(wù)1 污水處理廠(chǎng)循環(huán)池液位的PID控制 （256）

子任務(wù)2 化工廠(chǎng)聚合釜溫度和流量的PID串級(jí)控制 （260）

子任務(wù)3 基于PWM的溫度PID調(diào)節(jié) （264）

技能訓(xùn)練 恒液位控制系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié) （266）

鞏固練習(xí) （269）

參考文獻(xiàn) （270）2100433B

本書(shū)以西門(mén)子S7-300/400 PLC機(jī)型為例，以工程應(yīng)用為目的，以編程指令應(yīng)用為主線(xiàn)，借助大量典型案例講解PLC編程方法和技巧；通過(guò)分析工藝控制要求，進(jìn)行硬件配置和軟件編程，系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)施，由淺入深、循序漸進(jìn)地講解相關(guān)知識(shí)、訓(xùn)練技能，提升學(xué)生綜合編程技術(shù)應(yīng)用能力。本書(shū)將西門(mén)子S7-300/400 PLC相關(guān)內(nèi)容整合成6個(gè)模塊，每個(gè)模塊又分成若干個(gè)任務(wù)，共有15個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)又細(xì)分成若干個(gè)子任務(wù)來(lái)實(shí)施。模塊1為初步認(rèn)識(shí)PLC；模塊2為S7-300/400硬件認(rèn)識(shí)與硬、軟件的安裝；模塊3為S7-300/400 指令程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；模塊4為S7-300/400結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)及調(diào)試；模塊5為S7-300/400順序控制編程與S7 Graph應(yīng)用；模塊6為S7-300/400在模擬量閉環(huán)控制中的程序設(shè)計(jì)及調(diào)試。每個(gè)任務(wù)均包含任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)描述、知識(shí)準(zhǔn)備、任務(wù)實(shí)施、技能訓(xùn)練、鞏固練習(xí)等內(nèi)容。本書(shū)可作為高職高專(zhuān)院校電氣自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、機(jī)電一體化、機(jī)械制造及自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的PLC課程教材，也可供從事PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)的工程技術(shù)人員自學(xué)或作為培訓(xùn)教材使用。

自動(dòng)控制技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，PLC技術(shù)也成為自動(dòng)化相關(guān)行業(yè)的核心應(yīng)用技術(shù)。西門(mén)子S7-300/400 PLC是目前市場(chǎng)占用率極高的中大型PLC，在冶金、化工、汽車(chē)等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。為了使廣泛讀者能通俗易懂地學(xué)會(huì)這種PLC，結(jié)合目前PLC使用情況，我們特編寫(xiě)了本書(shū)。

本書(shū)的內(nèi)容包括：西門(mén)子S7-300/400 PLC的硬件模塊、編程軟件STEP 7的使用、編程基礎(chǔ)以及常用PLC指令、S7-300/400 PLC的用戶(hù)程序結(jié)構(gòu)、中斷、順序控制與S7GRAPH編程、S7-300/400 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用，以及西門(mén)子PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。對(duì)于一些重點(diǎn)和難點(diǎn)，都采用案例項(xiàng)目的方法，結(jié)合仿真軟件PLCSIM進(jìn)行了具體講解。

針對(duì)初學(xué)者的特點(diǎn)，全書(shū)在編排上注意了由簡(jiǎn)及繁、由淺入深和循序漸進(jìn)，力求通俗易懂、簡(jiǎn)潔實(shí)用。

本書(shū)特點(diǎn)：

強(qiáng)調(diào)應(yīng)用。在本書(shū)中，介紹知識(shí)點(diǎn)時(shí)列舉的例題都重在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，意在學(xué)以致用。內(nèi)容系統(tǒng)。本書(shū)以S7-300/400 PLC初學(xué)者為對(duì)象，從入門(mén)到提高，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地介紹S7-300，/400 PLC的常用功能。

形象生動(dòng)。本書(shū)采用圖解的方式，把枯燥的被動(dòng)接受變?yōu)橛信d趣的學(xué)習(xí)，使讀者易于掌握，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性。

本書(shū)適合學(xué)習(xí)S7-300/400 PLC的初、中級(jí)用戶(hù)，也適合作為PLC培訓(xùn)教材，同時(shí)還可供從事自動(dòng)化行業(yè)各類(lèi)人員自學(xué)使用。

西門(mén)子S7-300及S7-400是面向系統(tǒng)解決方案的通用型PLC，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。本書(shū)主要分為六大部分：第一部分是對(duì)S7-300及S7-400的系統(tǒng)概述，介紹了S7-300和S7-400的工作原理，硬件結(jié)構(gòu)，安裝配置及模塊特性，使讀者對(duì)PLC系統(tǒng)的體系架構(gòu)有一定的了解；第二部分介紹了STEP7的編程環(huán)境、硬件組態(tài)及調(diào)試方法；第三部分介紹了基于IEC61131-1的編程語(yǔ)言及先進(jìn)的編程技術(shù)思想：順序功能圖(S7Graph)和狀態(tài)圖(S7HiGraph)；第四部分介紹了組織塊和系統(tǒng)功能塊的作用；第五部分介紹工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的基本方法和人機(jī)界面的通信；第六部分介紹了工程設(shè)計(jì)步驟和兩個(gè)工程實(shí)例。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)案例和真實(shí)的工程實(shí)例使學(xué)習(xí)和實(shí)踐能融會(huì)貫通；通過(guò)實(shí)用編程技術(shù)的介紹，提供易于交流的平臺(tái)和清晰的編程思路。這些是本書(shū)所崇尚的宗旨。隨書(shū)我們還將附贈(zèng)學(xué)習(xí)光盤(pán)一張，包括STEP7V5.4編程軟件、程序、參考課件和軟硬件參考手冊(cè)。本書(shū)注重實(shí)用效果，可供工程技術(shù)人員自學(xué)和參考。也可作為高等院校本科自動(dòng)化及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的參考教材。

前言

第一章 西門(mén)子S7-300/400PLC可編織序控制器

第一節(jié) S7-300PLC簡(jiǎn)介

第二節(jié) S7-300PLC模塊簡(jiǎn)介

第三節(jié) S7-400PLC簡(jiǎn)介

第四節(jié) S7-300/400PLC存儲(chǔ)區(qū)簡(jiǎn)介

第二章 STEP編織軟件的使用

第一節(jié) 軟件的安裝

第二節(jié) SIMATIC管理器

第三節(jié) STEP7快速入門(mén)

第三章 S7-300/400PLC編織基礎(chǔ)

第一節(jié) STEP7編程語(yǔ)言

第二節(jié) 數(shù)據(jù)類(lèi)型

第三節(jié) S7-300/400PLC的指令基礎(chǔ)

第四章 S7-300/400PLC位邏輯指令

第一節(jié) 觸點(diǎn)與線(xiàn)圈

第二節(jié) 基本邏輯指令

第三節(jié) 置位和復(fù)位指令

第四節(jié) RS和SR觸發(fā)器指令

第五節(jié) 跳變沿檢測(cè)指令

第五章 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

第一節(jié) 定時(shí)器及其應(yīng)用

第二節(jié) CPU時(shí)鐘存儲(chǔ)器的應(yīng)用

第三節(jié) 計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用

第六章 常用功能指令

第一節(jié) 數(shù)字指令

第二節(jié) 算術(shù)運(yùn)算指令

第三節(jié) 控制指令

第七章 S7-300/400PLC的用戶(hù)程序結(jié)構(gòu)

第一節(jié) 用戶(hù)程序的結(jié)構(gòu)與執(zhí)行

第二節(jié) 數(shù)據(jù)塊

第三節(jié) 邏輯塊的結(jié)構(gòu)與編程

第四節(jié) 不帶參數(shù)功能FC的編程與應(yīng)用

第五節(jié) 帶參數(shù)功能FC的編程與應(yīng)用

第六節(jié) 功能塊FB的編程與應(yīng)用

第七節(jié) 多重背景數(shù)據(jù)塊的使用

第八節(jié) 組織塊與中斷處理

第八章 順序控制與S7GRAPH編程

第一節(jié) 順序控制與功能圖基本概念

第二節(jié) 順控器設(shè)計(jì)舉例

第三節(jié) S7GRAPH的編程與應(yīng)用

第四節(jié) 多種工作方式系統(tǒng)的順序控制編程

第九章 S7-300/400PLC在模擬量閉控制中的應(yīng)用

第一節(jié) 閉環(huán)控制與PID調(diào)節(jié)器

第二節(jié) 使用系統(tǒng)功能塊實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制

第三節(jié) 基于PID調(diào)節(jié)的恒水位控制

第十章 西門(mén)子PLC通信技術(shù)

第一節(jié) 西門(mén)子PLC網(wǎng)絡(luò)

第二節(jié) MPI網(wǎng)絡(luò)與全局?jǐn)?shù)據(jù)通信

第三節(jié) PROF、IBUS的結(jié)構(gòu)與硬件

第四節(jié) CPU31x-2DP之間的DP主從通信

第五節(jié) CPU31x-2DP通過(guò)DP接口連接遠(yuǎn)程I/0站

第六節(jié) CP342-5作主站的PROFTBUS-DP組態(tài)應(yīng)用

第七節(jié) CP342-5作從站的：PROFIBUS-DP組態(tài)應(yīng)用

第八節(jié) PROFIBUS-DP從站之間的DX方式通信

第九節(jié) CPU31x-2DP與S7-200PLC之間的PROFIBUS-DP主從通信

第十節(jié) CPU31x-2DP與MM440變頻器之間的PROFIBUS-DP主從通信2100433B