西門子S7-300/400PLC完全精通教程

第1篇 基礎(chǔ)入門篇

第1章 可編程序控制器（PLC）基礎(chǔ)2

1.1 概述2

1.1.1 PLC的發(fā)展歷史2

1.1.2 PLC的主要特點(diǎn)3

1.1.3 PLC的應(yīng)用范圍3

1.1.4 PLC的分類與性能指標(biāo)4

1.1.5 PLC與繼電器系統(tǒng)的比較5

1.1.6 PLC與微機(jī)的比較5

1.1.7 PLC的發(fā)展趨勢(shì)6

1.1.8 PLC在我國(guó)6

1.2 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理7

1.2.1 可編程序控制器的硬件組成7

1.2.2 可編程序控制器的工作原理10

1.2.3 可編程序控制器的立即輸入、輸出功能11

第2章 西門子S7-300/400 PLC的硬件介紹13

2.1 西門子S7-300常用模塊及其接線13

2.1.1 西門子PLC簡(jiǎn)介13

2.1.2 西門子S7-300常用模塊及其接線14

2.2 西門子S7-400常用模塊及其接線33

2.2.1 西門子S7-400系列PLC的概述33

2.2.2 西門子S7-400 PLC的機(jī)架34

2.2.3 西門子S7-400常用模塊及其連接36

第3章 STEP 7軟件使用入門46

3.1 STEP 7 簡(jiǎn)介46

3.1.1 初識(shí)STEP 746

3.1.2 安裝STEP 7的軟硬件條件47

3.1.3 安裝STEP 7注意事項(xiàng)47

3.1.4 安裝STEP 7的過程47

3.1.5 卸載STEP 7的過程51

3.2 編程界面的SIMATIC管理器51

3.2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目51

3.2.2 編輯項(xiàng)目53

3.3 硬件組態(tài)與參數(shù)設(shè)置55

3.3.1 硬件組態(tài)55

3.3.2 參數(shù)設(shè)定58

3.3.3 硬件的更新和GSD文件安裝68

3.4 下載和上傳71

3.4.1 下載71

3.4.2 上傳75

3.5 軟件編程77

3.6 打印和歸檔80

3.6.1 打印80

3.6.2 歸檔81

3.7 用STEP 7 V5.5建立一個(gè)完整的項(xiàng)目81

3.8 使用幫助85

3.8.1 查找關(guān)鍵字或者功能86

3.8.2 了解某個(gè)邏輯塊FB/SFB/FC/SFC的功能及引腳的定義86

第4章 西門子S7-300/400 PLC的編程語(yǔ)言88

4.1 西門子S7-300/400 PLC的編程基礎(chǔ)知識(shí)88

4.1.1 編程元件88

4.1.2 數(shù)制和數(shù)據(jù)類型89

4.1.3 尋址方式92

4.1.4 編程語(yǔ)言97

4.2 CPU中的寄存器97

4.2.1 累加器（ACCUx）97

4.2.2 狀態(tài)字寄存器（16 位）98

4.2.3 數(shù)據(jù)塊寄存器98

4.3 位邏輯指令98

4.4 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令104

4.4.1 定時(shí)器104

4.4.2 計(jì)數(shù)器114

4.5 數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算指令119

4.5.1 裝載與傳送指令119

4.5.2 比較指令123

4.5.3 轉(zhuǎn)換指令125

4.5.4 移位與循環(huán)指令130

4.5.5 算術(shù)運(yùn)算指令136

4.5.6 控制指令142

4.6 實(shí)例144

4.6.1 電動(dòng)機(jī)的控制145

4.6.2 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用147

第5章 西門子S7-300/400 的程序結(jié)構(gòu)151

5.1 STEP 7編程方法簡(jiǎn)介151

5.2 功能、數(shù)據(jù)塊和功能塊151

5.2.1 塊的概述151

5.2.2 功能（FC）及其應(yīng)用153

5.2.3 共享數(shù)據(jù)塊（DB）及其應(yīng)用157

5.2.4 自定義數(shù)據(jù)類型（UDT）及其應(yīng)用159

5.2.5 功能塊（FB）及其應(yīng)用161

5.2.6 系統(tǒng)功能（SFC）及其應(yīng)用166

5.3 多重背景168

5.3.1 多重背景的簡(jiǎn)介168

5.3.2 多重背景的應(yīng)用169

5.4 組織塊（OB）及其應(yīng)用171

5.4.1 中斷的概述171

5.4.2 主程序（OB1）173

5.4.3 日期時(shí)鐘中斷組織塊及其應(yīng)用173

5.4.4 循環(huán)中斷組織塊及其應(yīng)用176

5.4.5 硬件中斷組織塊及其應(yīng)用177

5.4.6 錯(cuò)誤組織塊及其應(yīng)用179

5.4.7 背景組織塊186

5.4.8 啟動(dòng)組織塊及其應(yīng)用186

5.5 實(shí)例188

第6章 西門子S7-300/400的編程方法與調(diào)試192

6.1 功能圖192

6.1.1 功能圖的畫法192

6.1.2 梯形圖編程的原則198

6.2 邏輯控制的梯形圖編程方法200

6.2.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法200

6.2.2 功能圖設(shè)計(jì)法201

6.3 西門子S7-300/400 PLC的診斷與調(diào)試方法212

6.3.1 使用狀態(tài)和出錯(cuò)LED進(jìn)行診斷212

6.3.2 使用STEP"para" label-module="para">

6.3.3 用變量監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試216

6.3.4 使用PLCSIM軟件進(jìn)行調(diào)試220

6.3.5 使用交叉參考和符號(hào)表的導(dǎo)入/輸出223

6.4 實(shí)例225

第2篇 應(yīng)用精通篇

第7章 西門子S7-300/400的通信及其應(yīng)用232

7.1 通信基礎(chǔ)知識(shí)232

7.1.1 通信的基本概念232

7.1.2 PLC網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語(yǔ)解釋233

7.1.3 RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行接口233

7.1.4 OSI參考模型234

7.1.5 SIMATIC NET 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)235

7.2 現(xiàn)場(chǎng)總線概述236

7.2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的概念236

7.2.2 主流現(xiàn)場(chǎng)總線的簡(jiǎn)介237

7.2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)237

7.2.4 現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀238

7.2.5 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展238

7.3 MPI通信及其應(yīng)用238

7.3.1 MPI通信簡(jiǎn)介238

7.3.2 西門子S7-200與S7-300間的MPI通信239

7.3.3 西門子S7-300與S7-300間的MPI通信247

7.3.4 西門子S7-300/400與S7-400間的MPI通信255

7.4 PROFIBUS-DP通信及其應(yīng)用260

7.4.1 PROFIBUS-DP通信概述260

7.4.2 西門子S7-300與ET200M的PROFIBUS-DP通信262

7.4.3 西門子S7-300與S7-200間的PROFIBUS-DP通信267

7.4.4 西門子S7-300與S7-300間的PROFIBUS-DP通信277

7.5 以太網(wǎng)通信及其應(yīng)用287

7.5.1 以太網(wǎng)通信基礎(chǔ)287

7.5.2 西門子S7-300間的以太網(wǎng)通信289

7.5.3 西門子S7-400與遠(yuǎn)程IO模塊ET200間的PROFINET通信298

第8章 西門子S7-300的PID控制技術(shù)305

8.1 PID控制簡(jiǎn)介305

8.1.1 PID控制原理簡(jiǎn)介305

8.1.2 PID控制的算法和圖解306

8.1.3 PID控制器的參數(shù)整定309

8.2 利用西門子S7-300進(jìn)行電爐的溫度控制309

第9章 西門子S7-300/400工程應(yīng)用318

9.1 間斷潤(rùn)滑系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)318

9.1.1 系統(tǒng)軟硬件配置318

9.1.2 編寫程序319

9.2 三級(jí)帶裝車系統(tǒng)的PLC控制320

9.2.1 系統(tǒng)軟硬件配置320

9.2.2 編寫程序322

9.3 啤酒灌裝線系統(tǒng)的PLC控制326

9.3.1 系統(tǒng)軟硬件配置327

9.3.2 編寫程序328

9.4 往復(fù)運(yùn)動(dòng)小車PLC控制系統(tǒng)334

9.4.1 系統(tǒng)軟硬件配置334

9.4.2 編寫程序335

9.5 刨床PLC控制系統(tǒng)340

9.5.1 系統(tǒng)軟硬件配置341

9.5.2 編寫控制程序343

參考文獻(xiàn)3462100433B

本書從基礎(chǔ)和實(shí)用出發(fā)，詳細(xì)介紹了西門子S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)。本書分兩個(gè)部分：部分為基礎(chǔ)入門篇，主要介紹西門子S7-300/400 PLC的硬件和接線、STEP7軟件的使用、PLC的編程語(yǔ)言、編程方法與調(diào)試；第二部分為應(yīng)用精通篇，包括PLC的通信、PLC在過程控制中的應(yīng)用和工程應(yīng)用。

本書內(nèi)容豐富，重點(diǎn)突出，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)用性，幾乎每章中都配有大量實(shí)用的例題，便于讀者模仿學(xué)習(xí)。大部分實(shí)例都有詳細(xì)的軟件、硬件配置清單，并配有接線圖和程序。本書的資源中有重點(diǎn)內(nèi)容的程序和操作視頻資料。

本書可供學(xué)習(xí)西門子S7-300/400 PLC 的工程技術(shù)人員使用，也可以作為大中專院校的機(jī)電類、信息類專業(yè)的教材。

《西門子S7-300/400PLC工程應(yīng)用》注重實(shí)際，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用，是一本工程性較強(qiáng)的應(yīng)用類教程，可作為高職高專自動(dòng)化等專業(yè)的PLC教學(xué)實(shí)訓(xùn)一體化教材，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。

《西門子PLC工業(yè)通信完全精通教程》結(jié)合工程應(yīng)用案例，詳細(xì)介紹了西門子PLC工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，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(guān)模塊的使用、OPC通信、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等內(nèi)容。書中所有的例子都是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的，每個(gè)例子都包含軟硬件的配置方案圖、接線圖和程序。對(duì)于比較復(fù)雜的例子，有專門的視頻教學(xué)文件和程序源代碼，讀者可以從光盤中學(xué)習(xí)。

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前言

第一章 西門子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

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的用戶程序結(jié)構(gòu)

第一節(jié) 用戶程序的結(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 西門子PLC通信技術(shù)

第一節(jié) 西門子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