西門子PLC完全精通教程序言

隨著計算機技術的發(fā)展，以可編程序控制器、變頻器調速和計算機通信等技術為主體的新型電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的繼電器電氣控制系統(tǒng)，并廣泛應用于各行業(yè)。由于西門子PLC具有的卓越的性能，因此在工控市場占有非常大的份額，應用十分廣泛。筆者曾在2011年編寫了《西門子PLC S7-200/300/400/1200應用案例精講》一書，本書出版后深受讀者的好評。很多讀者都發(fā)來郵件或打來電話，他們認為所講案例非常實用，但也有讀者反映本書內容缺乏基礎性的內容，不太適合初入門的讀者學習。因此，為了滿足讀者不同階段的需求，我們在吸收讀者意見的基礎上，又進一步總結了長期的教學經(jīng)驗和工程實踐，并聯(lián)合相關企業(yè)人員，共同編寫了本書，希望能夠在最大程度上滿足讀者的需求。

我們在編寫過程中，將一些生動的操作實例融入到實際中，以提高讀者的學習興趣。本書具有以下特點。

① 用實例引導讀者學習。該書的內容全部用精選的例子講解。例如，用例子說明現(xiàn)場總線通信的實現(xiàn)的全過程；

② 所有的例子都包含軟硬件的配置方案圖、接線圖和程序，而且為確保程序的正確性，程序已經(jīng)在PLC上運行通過。

③ 對于比較復雜的例子，本書附帶配有錄像和程序源代碼的光盤。如工業(yè)以太網(wǎng)通信的硬件組態(tài)較復雜，就配有錄像和程序源代碼，讀者可以通過光盤進行學習。

本書由向曉漢任主編、奚茂龍任副主編，并由無錫職業(yè)技術學院奚小網(wǎng)教授審。全書共分11章，其中第1章由無錫小天鵝股份有限公司的蘇高峰編寫；第2、3章由桂林電子科技大學的向定漢教授編寫；第4章由無錫雷華科技有限公司的陸彬編寫；第5章由無錫雪浪環(huán)境科技股份有限公司的劉搖搖編寫；第6章由無錫雪浪環(huán)境科技股份有限公司的王飛飛編寫；第7章由無錫雷華科技有限公司的歐陽慧彬編寫；第8~10章由無錫職業(yè)技術學院的向曉漢、奚茂龍編寫；第11章由無錫小天鵝股份有限公司的李潤海編寫。

由于編者水平有限，不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編 者2100433B

第1篇西門子PLC基礎篇

第1章可編程序控制器（PLC）基礎

1.1概述

1.1.1PLC的發(fā)展歷史

1.1.2PLC的主要特點

1.1.3PLC的應用范圍

1.1.4PLC的分類與性能指標

1.1.5PLC與繼電器系統(tǒng)的比較

1.1.6PLC與微機的比較

1.1.7PLC的發(fā)展趨勢

1.1.8PLC在我國

1.2可編程序控制器的結構和工作原理

1.2.1可編程序控制器的硬件組成

1.2.2可編程序控制器的工作原理

1.2.3可編程序控制器的立即輸入、輸出功能

小結

習題

第2章西門子PLC的硬件

2.1西門子PLC概述

2.2S7—200系列PLC

2.2.1S7—200CPU模塊

2.2.2S7—200CPU的接線

2.3S7—200擴展模塊

2.3.1數(shù)字量I/O擴展模塊

2.3.2模擬量I/O擴展模塊

2.3.3其他擴展模塊

2.4S7—200電源需求計算

2.4.1最大I/O配置

2.4.2電源需求計算

2.5S7—300PLC常用模塊及其接線

2.5.1S7—300PLC的基本結構

2.5.2S7—300PLC的CPU模塊

2.5.3數(shù)字量模塊

2.5.4模擬量模塊

2.5.5S7—300PLC的通信處理模塊

2.5.6S7—300PLC的功能模塊

2.5.7S7—300PLC的其他模塊

2.6S7—400PLC常用模塊簡介

2.6.1S7400PLC的概述

2.6.2S7400PLC的機架

小結

習題

第3章西門子PLC的軟件

3.1西門子PLC編程軟件的簡介

3.1.1LOGO！的編程軟件

3.1.2S7—200的編程軟件

3.1.3S7—200SMART的編程軟件

3.1.4S7—1200的編程軟件

3.1.5S7—300/400的編程軟件

3.2S7—200的編程軟件STEP7—Micro/WIN的使用

3.2.1STEP7—Micro/WIN軟件的界面介紹

3.2.2編譯STEP7—Micro/WIN項目

3.2.3用STEP7—Micro/WIN建立一個完整的項目

3.2.4S7—200仿真軟件的使用

3.3S7—300/400編程軟件STEP7的使用

3.3.1STEP7軟件簡介

3.3.2編程界面的SIMATIC管理器

3.3.3硬件組態(tài)與參數(shù)設置

3.3.4STEP7的下載和上傳

3.3.5STEP7軟件編程

3.3.6STEP7的打印和歸檔

3.3.7用STEP7V5.5建立一個完整的項目

重點和難點

習題

第4章西門子PLC的指令系統(tǒng)

4.1西門子PLC的編程基礎知識

4.1.1數(shù)據(jù)的存儲類型

4.1.2編程語言

4.2S7—200系列PLC的指令系統(tǒng)

4.2.1S7—200的元件的功能與地址分配

4.2.2位邏輯指令

4.2.3定時器與計數(shù)器指令

4.2.4功能指令

4.2.5S7—200PLC的程序控制指令及其應用

4.3S7—300/400系列PLC的指令系統(tǒng)

4.3.1S7—300/400編程元件與數(shù)據(jù)類型

4.3.2尋址方式

4.3.3CPU中的寄存器

4.3.4位邏輯指令

4.3.5定時器與計數(shù)器指令

4.3.6其他常用指令

4.4S7—300/400PLC的程序結構

4.4.1功能、功能塊和數(shù)據(jù)塊

4.4.2組織塊（OB）

4.5S7—300/400實例

小結

習題

第5章邏輯控制編程的編寫方法與調試

5.1順序功能圖

5.1.1順序功能圖的畫法

5.1.2梯形圖編程的原則

5.1.3流程圖設計法

5.2應用實例

5.2.1交通燈的PLC控制

5.2.2液體混合的PLC控制

5.2.3搬運站控制系統(tǒng)的設計

5.2.4全自動洗衣機的PLC控制

5.3程序的調試方法

5.3.1硬件調試與診斷

5.3.2用變量監(jiān)控表進行調試

5.3.3使用PLCSIM軟件進行調試（對于S7—300/400）

小結

習題

第2篇西門子PLC應用篇

第6章PLC在過程控制中的應用

6.1PID控制簡介

6.2利用PID指令編寫過程控制程序

6.2.1電爐的溫度控制

6.2.2利用PID指令編寫水箱的水位控制程序

小結

習題

第7章PLC在運動控制中的應用

7.1PLC控制步進電機

7.1.1步進電動機簡介

7.1.2直接使用PLC的高速輸出點控制步進電動機

7.1.3使用定位模塊控制步進電動機

7.2PLC控制伺服系統(tǒng)

7.2.1伺服系統(tǒng)簡介

7.2.2直接使用PLC的高速輸出點控制伺服系統(tǒng)

小結

習題

第8章PLC在變頻器調速系統(tǒng)中的應用

8.1西門子MM440變頻器使用簡介

8.1.1認識變頻器

8.1.2西門子MM440變頻器使用簡介

8.2變頻器多段調速

8.3變頻器模擬量調速

8.3.1模擬量模塊的簡介

8.3.2電流信號調速（利用S7—200）

8.3.3電壓信號調速（利用S7—300）

8.4變頻器的通信調速

8.4.1MM440變頻器通信的基本知識

8.4.2S7—200與MM440變頻器的USS通信調速

8.4.3S7—1200PLC與MM440的USS通信

8.4.4S7—300與MM440變頻器的場總線通信調速

8.5使用變頻器時，電動機的制動和正反轉

8.5.1使用變頻器時，電動機的制動

8.5.2使用變頻器時，電動機的正反轉

小結

習題

第9章PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信

9.1通信基礎知識

9.1.1通信的基本概念

9.1.2RS—485標準串行接口

9.1.30SI參考模型

9，2SIMATICNET工業(yè)通信網(wǎng)絡

9.2.1工業(yè)通信網(wǎng)絡結構

9.2.2通信網(wǎng)絡技術說明

9.3認識PPI協(xié)議

9.3.1初識PPI協(xié)議

9.3.2PPI主站的定義

9.4S7—200系列PLC之間的PPI通信

9.4.1方法1—用指令向導

9.4.2方法2—用網(wǎng)絡讀/寫指令

9.5MPI通信

9.5.1MPI通信概述

9.5.2無組態(tài)連接通信方式

9.6PRIFOIBUS現(xiàn)場總線通信

9.6.1PRIFOIBUS現(xiàn)場總線概述

9.6.2S7—300系列PLC與第三方設備的PROFIBUS—DP通信

9.6.3PROFIBUS—DP連接智能從站的應用

9.7Modbus通信概述

9.7.1Modbus通信概述

9.7.2Modbus傳輸模式

9.7.3Modbus消息幀

9.7.4S7—200PLC間Modbus通信

9.7.5S7—200PLC與S7—1200PLC間的Modbus通信

9.7.6S7—1200與S7—1200的Modbus通信

小結

習題

第10章工業(yè)以太網(wǎng)通信

10.1以太網(wǎng)通信概述

10.1.1以太網(wǎng)通信簡介

10.1.2工業(yè)以太網(wǎng)通信簡介

10.2S7—200PLC的以太網(wǎng)通信

10.2.1S7—200PLC間的以太網(wǎng)通信

10.2.2S7—200系列PLC與S7—300系列PLC間的以太網(wǎng)通信

10.2.3S7—200系列PLC與組態(tài)王的以太網(wǎng)通信

10.3S7—1200PLC的以太網(wǎng)通信

10.3.1S7—1200系列PLC間的以太網(wǎng)通信

10.3.2S7—200系列PLC與S7—1200系列PLC間的以太網(wǎng)通信

10.3.3S7—1200系列PLC與S7—300系列PLC間的以太網(wǎng)通信

10.4S7—300/400系列PLC的以太網(wǎng)通信

10.4.1西門子工業(yè)以太網(wǎng)通信方式簡介

10.4.2S7300/400工業(yè)以太網(wǎng)通信舉例

小結

習題

第11章西門子PLC其他應用技術

11.1電源需求計算

11.1.1S7—200的電源需求計算

11.1.2S7—1200的電源需求計算

11.2高速計數(shù)器的應用

11.2.1高速計數(shù)器的簡介

11.2.2高速計數(shù)器在轉速測量中的應用

11.3PWM

11.3.1PWM功能簡介

11.3.2PWM功能應用舉例

11.4程序的下載方法

11.4.1S7—200系列PLC的程序下載方法

11.4.2S7—1200系列PLC的程序下載方法

11.4.3S7—300系列PLC的程序下載方法

小結

習題

參考文獻

本書系統(tǒng)介紹了西門子S7-200/300/400/1200等系列PLC技術。全書分兩個部分，第一部分為基礎篇，主要介紹了可編程序控制器（PLC）基礎、可編程序控制器（PLC）基礎、西門子PLC的軟件、西門子PLC的指令系統(tǒng)、邏輯控制編程的編寫方法與調試；第二部分為應用篇，包括PLC在過程控制中的應用、PLC在運動控制中的應用、PLC在變頻器調速系統(tǒng)中的應用、PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信、西門子PLC其他應用技術等。

本書內容豐富，重點突出，強調知識的實用性，幾乎每章中都配有大量實用的例題，便于讀者模仿學習，另外每章配有習題供讀者訓練之用。大部分實例都有詳細的軟件、硬件配置清單，并配有接線圖和程序。本書所配光盤中有重點內容的程序和操作視頻資料。

《西門子PLC工業(yè)通信完全精通教程》結合工程應用案例，詳細介紹了西門子PLC工業(yè)通信網(wǎng)絡應用技術，包括：西門子PLC的自由口通信、西門子PLC與變頻器的USS通信、西門子PLC的Modbus通信、西門子PLC的PPI通信、西門子PLC的MPI通信、西門子PLC的PROFIBUS通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信、第三方網(wǎng)關模塊的使用、OPC通信、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用等內容。書中所有的例子都是經(jīng)過實踐檢驗的，每個例子都包含軟硬件的配置方案圖、接線圖和程序。對于比較復雜的例子，有專門的視頻教學文件和程序源代碼，讀者可以從光盤中學習。

《西門子PLC工業(yè)通信完全精通教程》可供PLC應用技術人員學習使用，也可供大中專院校相關專業(yè)師生參考使用。

西門子PLC完全精通教程》從基礎和實用出發(fā)，系統(tǒng)介紹了西門子S7-200/300/400/1200等系列PLC技術。全書分兩個部分，第一部分為基礎篇，主要介紹了可編程序控制器（PLC）基礎、西門子PLC的硬件、西門子PLC的軟件、西門子PLC的指令系統(tǒng)、邏輯控制編程的編寫方法與調試；第二部分為應用篇，包括PLC在過程控制中的應用、PLC在運動控制中的應用、PLC在變頻器調速系統(tǒng)中的應用、PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信、西門子PLC其他應用技術等。

本書內容豐富，重點突出，強調知識的實用性，幾乎每章中都配有大量實用的例題，便于讀者模仿學習，另外每章配有習題供讀者訓練之用。大部分實例都有詳細的軟件、硬件配置清單，并配有接線圖和程序。本書所配光盤中有重點內容的程序和操作視頻資料。

本書可供從事PLC應用的工程技術人員學習使用，也可以作為大中專院校的機電類、信息類專業(yè)的教材。

本書從基礎和實用出發(fā)，系統(tǒng)介紹了西門子S7-200/200SMART/1200/300/400等系列PLC技術。

全書分兩個部分：第一部分為入門篇，主要介紹了可編程序控制器（PLC）基礎、西門子PLC的硬件、西門子PLC的軟件、西門子PLC的指令系統(tǒng)、邏輯控制編程的編寫方法與調試；第二部分為精通篇，包括PLC在過程控制中的應用、PLC在運動控制中的應用、PLC在變頻器調速系統(tǒng)中的應用、PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信、西門子PLC其他應用技術、西門子PLC工程應用案例等。

本書內容豐富，重點突出，強調知識的實用性，同時配有大量實用的例題，便于讀者模仿學習。大部分實例都有詳細的軟件、硬件配置清單，并配有接線圖和程序。本書所配電子資源中有重點內容的程序和操作視頻資料。

本書可供從事PLC應用的技術人員學習使用，也可以作為大中專院校的機電類、信息類專業(yè)的教材。