具体描述
内容介绍
基本信息
| 书名： | 西门子S7-300 PLC项目化教程 |
| 作者： | 李莉 | 开本： | |
| YJ： | 35
| 页数： | |
| 现价： | 见1；CY =CY部 | 出版时间 | 2016-07 |
| 书号： | 9787111533078 | 印刷时间： | |
| 出版社： | 机械工业出版社 | 版次： | |
| 商品类型： | 正版图书 | 印次： | |
内容提要 作者简介 精彩导读 目录 目录前言项目1创建S7控制项目任务1��1认识PLC1��1��1什么是PLC1��1��2PLC的组成和工作原理1��1��3PLC的编程语言1��1��4S7��300 PLC在PLC家族中的地位任务1��2学习S7��300 PLC硬件系统及存储区1��2��1S7��300 PLC的系统结构1��2��2CPU模块1��2��3信号模块1��2��4S7��300模块地址的确定1��2��5S7��300 PLC的存储区任务1��3使用STEP 7软件创建S7项目1��3��1STEP 7软件安装1��3��2创建项目1��3��3组态硬件思考与练习项目2典型机床线路PLC控制设计与调试任务2��1学习基本位逻辑指令及应用2��1��1触点和线圈2��1��2能流取反、中间输出任务2��2设计并调试电动机起停控制程序2��2��1生成用户程序2��2��2下载与调试2��2��3用PLCSIM仿真调试程序2��2��4程序运行状态监视任务2��3设计电动机正反转控制2��3��1正反转控制程序设计2��3��2常闭触点输入处理2��3��3用变量表调试程序任务2��4C650型卧式车床控制系统设计思考与练习项目3四路抢答器程序设计与调试任务3��1学习抢答器相关指令及应用3��1��1置位和复位指令及应用3��1��2RS触发器和SR触发器指令及应用3��1��3跳变沿检测指令及应用任务3��2设计与调试四路抢答器控制程序思考与练习项目4水塔水位控制程序设计与调试任务4��1学习水塔水位相关指令及应用4��1��1定时器指令及应用4��1��2访问CPU的时钟存储器任务4��2设计与调试水塔水位控制程序思考与练习项目5音乐喷泉控制程序设计与调试任务5��1学习音乐喷泉控制相关指令及应用5��1��1数据处理基础5��1��2装入和传送指令及应用任务5��2设计与调试音乐喷泉控制程序思考与练习项目6天塔之光设计与调试任务6��1学习计数器指令及应用6��1��1计数器指令6��1��2计数器指令应用实例任务6��2学习比较指令及应用任务6��3设计与调试天塔之光控制程序思考与练习项目7自动售货机控制系统程序设计与调试任务7��1学习算术运算指令及应用任务7��2设计与调试自动售货机控制系统程序思考与练习项目8装配流水线控制程序设计与调试任务8��1学习装配流水线控制相关指令及应用8��1��1移位指令及应用8��1��2其他数据处理指令及应用任务8��2设计与调试装配流水线控制程序思考与练习项目9液体混合装置控制设计与调试任务9��1认识用户程序的基本结构9��1��1用户程序中的块9��1��2用户程序使用的堆栈9��1��3用户程序结构任务9��2学习功能的生成与调用9��2��1编辑功能FC19��2��2调用FC1和程序仿真任务9��3学习功能块的生成与调用9��3��1编辑功能块9��3��2在OB1中调用功能块及仿真9��3��3功能与功能块的区别任务9��4应用多重背景任务9��5应用组织块9��5��1组织块9��5��2使用循环中断的彩灯控制程序任务9��6设计与调试液体混合装置控制程序9��6��1液体混合装置控制程序设计——使用开关量9��6��2液体混合装置控制程序设计——使用模拟量思考与练习项目10十字路口交通信号灯控制设计与调试任务10��1认识顺序控制功能图10��1��1顺序控制及系统结构10��1��2顺序功能图10��1��3顺序功能图的结构类型任务10��2应用S7�睪RAPH10��2��1创建顺序功能图10��2��2顺序功能图设置与调试任务10��3设计与调试十字路口交通信号灯控制程序10��3��1单序列实现十字路口交通信号灯控制10��3��2并行序列实现十字路口交通信号灯控制思考与练习项目11网络通信设计与调试任务11��1MPI网络通信组建11��1��1西门子PLC网络概述11��1��2MPI网络通信11��1��3无组态连接的MPI通信方式11��1��4有组态连接的MPI通信方式任务11��2CPU31x��2DP之间的DP通信组建11��2��1PROFIBUS现场总线通信技术11��2��2PROFIBUS�睤P设备分类11��2��3CPU31x��2DP之间的主�泊油ㄐ�11��2��4CPU31x��2DP通过DP接口连接远程I/O站思考与练习参考文献
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探索西门子S7-300 PLC 的奥秘：从理论到实践的深度解析 这本教程，旨在为您揭示西门子S7-300 PLC 这一强大自动化平台的内在运作机制，并引领您步入项目化开发的实践殿堂。我们将跳脱单纯的指令罗列，深入剖析 S7-300 在工业自动化领域的核心地位，探讨其架构设计、功能特性、以及在实际工程应用中的价值。 第一部分：S7-300 PLC 硬件架构与核心原理 在正式踏入项目开发之前，充分理解 S7-300 的硬件构成是至关重要的。本部分将对 S7-300 系列PLC 的核心组件进行详细的解析，包括： CPU 模块（Central Processing Unit）： 深入分析不同型号 CPU 的性能差异、内存配置、处理速度以及它们如何影响项目的规模和复杂性。我们将详细讲解 CPU 的工作流程，包括扫描周期、指令执行、数据管理等，帮助您理解 PLC 的“大脑”是如何思考和工作的。 电源模块（Power Supply Module）： 探讨 S7-300 PLC 系统对电源的需求，不同功率电源模块的选择依据，以及电源模块在系统稳定运行中的关键作用。我们将讲解电源模块的保护机制，例如过载保护、短路保护等，确保您能根据实际项目需求做出最优选择。 输入/输出（I/O）模块： 详尽介绍数字量输入/输出模块（DI/DO）、模拟量输入/输出模块（AI/AO）的功能、接线方式、以及它们与现场传感器、执行器之间的交互原理。我们将深入探讨不同电压等级、电流规格的 I/O 模块，以及如何根据工艺要求选择合适的 I/O 类型，例如开关量、脉冲量、电流信号、电压信号等。 通信模块（Communication Module）： 重点阐述 S7-300 PLC 在网络化应用中的重要性，详细讲解 MPI（Multi-Point Interface）、DP（Decentralized Periphery）通信，以及以太网通信等。我们将探讨这些通信方式的拓扑结构、通信协议、以及在分布式控制系统中的应用场景，让您理解 PLC 如何与其他设备和系统协同工作。 特殊功能模块（Function Modules）： 介绍如计数器模块（Counter Module）、定位模块（Positioning Module）、PID 控制模块（PID Control Module）等，分析它们在特定自动化任务中的应用，并初步讲解其配置和编程方法。我们将通过具体的应用案例，展示这些特殊功能模块如何简化复杂控制任务，提高系统性能。 机架（Rack）与背板（Backplane Bus）： 解析机架和背板在 S7-300 系统中的作用，以及不同机架尺寸如何支持不同规模的系统扩展。我们将讲解背板总线的数据传输原理，以及模块在机架上的安装顺序和注意事项。 第二部分：STEP 7 编程环境与基础指令解析 STEP 7 是西门子 S7-300 PLC 的官方编程软件，本部分将引导您熟悉 STEP 7 的操作界面，并深入学习 PLC 编程的基础知识和常用指令。 STEP 7 软件界面与项目创建： 详细介绍 STEP 7 V5.x 的主要窗口、菜单栏、工具栏，以及如何新建、打开、保存和管理 S7-300 PLC 项目。我们将一步步指导您完成项目创建流程，包括选择目标 CPU、配置硬件等。 数据类型与数据块（Data Blocks）： 讲解 S7-300 PLC 中的基本数据类型（如 BIT, BYTE, WORD, DWORD, INT, DINT, REAL 等），以及如何创建和管理数据块，用于存储和组织程序所需的数据。我们将深入解析不同数据类型的应用场景，以及如何进行类型转换。 组织块（Organization Blocks - OBs）： 深入理解各种组织块（OB1, OB100, OB20, OB35 等）的作用，特别是 OB1 的扫描周期执行机制，以及其他中断 OB 的触发条件和应用。我们将详细讲解 OB 的调用机制，以及它们如何实现程序的周期性、事件驱动性等多种运行模式。 功能块（Function Blocks - FBs）与函数（Functions - FCs）： 区分 FB 和 FC 的概念，讲解它们的特点、参数传递方式，以及在模块化编程中的重要性。我们将通过实例演示如何创建和调用 FB 和 FC，提高程序的可读性和可维护性。 指令集（Instruction Set）详解： 基本逻辑指令： 详尽解析 LD, OR, AND, NOT, XOR 等逻辑运算指令，以及接触器（Contact）和线圈（Coil）的梯形图表示法。 位逻辑指令： 介绍 SET, RESET, RS, SR 等位逻辑控制指令，以及它们的应用场景。 定时器指令： 深入讲解 TOF (延时关断定时器)、TON (延时开通定时器)、TP (脉冲定时器) 的工作原理、参数设置和应用。我们将通过实际例子，展示如何使用定时器实现延时控制、周期性触发等功能。 计数器指令： 详细介绍 CTU (加计数器)、CTD (减计数器)、CTUD (加减计数器) 的工作原理、参数设置和应用。我们将演示如何利用计数器实现计数、限位等功能。 比较指令： 讲解 EQ, NE, LT, LE, GT, GE 等比较指令，以及它们在条件判断中的应用。 传送指令： 介绍 MOVE 指令，以及如何进行数据块之间、寄存器之间的数据传输。 算术指令： 讲解 ADD, SUB, MUL, DIV 等基本算术运算指令。 位块传送指令： 介绍 BLKMOV 指令，用于高效传输连续的位块数据。 特殊功能指令： 介绍如 INC, DEC (增减指令), NEG (取反指令) 等。 程序组织与调试： 讲解程序块的调用关系、优先级，以及如何在 STEP 7 中进行在线监控、单步执行、断点设置等调试操作，确保程序的正确运行。 第三部分：S7-300 PLC 项目化开发流程与实例分析 本部分将引领您进入 S7-300 PLC 的项目化开发实战。我们将遵循标准项目开发流程，通过一系列由浅入深的实例，让您掌握实际工程应用中的关键技术和方法。 项目需求分析与硬件选型： 理解自动化需求： 如何从工艺流程图中提炼 PLC 控制需求，确定输入、输出点数量和类型。 PLC 硬件配置： 根据项目规模、性能要求、通信需求、环境条件等因素，选择合适的 CPU、I/O 模块、通信模块，并进行机架配置。我们将演示如何利用 STEP 7 的硬件组态工具进行硬件的集成和校验。 PLC 程序设计原则与架构： 模块化编程思想： 强调将大型项目分解为可管理的程序块（FC, FB），提高程序的可读性、可维护性和可重用性。 分层控制策略： 讲解如何根据功能将程序划分为不同层次，例如：输入信号处理层、逻辑控制层、输出控制层、通信处理层等。 状态机设计： 介绍状态机的概念，以及如何利用状态机来管理复杂流程的各个运行状态，实现流程的有序切换。 实例一：简单机械设备自动化控制 项目描述： 以一台简单的传送带、电机启停、光电开关检测等为例。 硬件组态： PLC CPU、数字量输入/输出模块的选择与组态。 程序编写： 输入信号采集与处理（如急停按钮、启动按钮、到位检测信号）。 基本逻辑控制（如电机启停、正反转控制）。 使用定时器实现延时启停或故障保护。 输出信号驱动（如电机、指示灯）。 调试与验证： 在线监控、参数调整、故障排查。 实例二：多工位生产线协同控制 项目描述： 模拟一条包含多个工位的生产线，需要工位之间的联动和信号交换。 硬件组态： 考虑使用 MPI 或 DP 通信模块，连接多个 PLC 或分布式 I/O。 程序编写： 实现工位间的信号同步（如一个工位完成后，通知下一个工位开始）。 使用计数器实现产品计数或生产节拍控制。 设计状态机来管理每个工位的运行状态。 数据块的应用，用于存储工位间的状态信息或生产参数。 通信配置： 配置 MPI 或 DP 通信，实现 PLC 之间的数据交换。 实例三：模拟量控制与 PID 调节 项目描述： 控制一个简单的温度或压力系统，使用模拟量输入采集传感器信号，并利用 PID 算法进行闭环控制。 硬件组态： 模拟量输入/输出模块的选择。 程序编写： 模拟量信号的读取、缩放和工程单位转换。 PID 控制器的参数设置与整定（介绍简单 PID 原理）。 输出模拟量控制信号，调节执行器（如阀门、加热器）。 调试与优化： 观察控制效果，调整 PID 参数以获得最佳性能。 实例四：故障诊断与报警系统设计 项目描述： 为项目增加故障检测与报警功能，提高系统的鲁棒性。 程序编写： 监测关键设备的运行状态，判断是否出现故障。 利用报警处理块（如 ALARM_DQ）或自定义报警机制。 实现报警的优先级、显示和记录功能。 故障恢复与联锁逻辑。 项目文档规范与归档： 强调项目文档的重要性，包括硬件清单、接线图、程序注释、操作手册等，以及项目文档的归档与管理。 第四部分：S7-300 PLC 进阶应用与扩展 在掌握了基础的项目化开发之后，本部分将进一步拓展您的视野，介绍 S7-300 PLC 的进阶应用和相关技术。 S7-300 PLC 的高级通信： 工业以太网（Industrial Ethernet）： 深入讲解 PROFINET（RT, IRT）在 S7-300 中的应用，以及其在高性能、实时性要求高的场景下的优势。 OPC 通信： 介绍 OPC Server/Client 技术，S7-300 如何通过 OPC 与 SCADA 系统、MES 系统等上位应用集成。 S7-300 PLC 在特殊应用中的实践： 运动控制（Motion Control）： 介绍 S7-300 如何与伺服驱动器、步进电机等配合，实现定位、插补等运动控制功能。 配方管理（Recipe Management）： 讲解如何利用 S7-300 实现配方管理功能，适应多品种、小批量的生产需求。 数据记录与趋势显示： 介绍 S7-300 如何配合上位系统进行数据记录和趋势显示，用于过程优化和质量追溯。 S7-300 PLC 的维护与故障排除： 常用故障现象及分析。 诊断工具的应用。 程序备份与恢复策略。 S7-300 PLC 与其他西门子自动化产品协同： 与 HMI（Human-Machine Interface）的集成： 介绍如何利用 WinCC 或其他 HMI 软件与 S7-300 PLC 进行数据交互，实现人机界面的可视化操作。 与其他 PLC 系列的配合： 简单介绍 S7-400、S7-1200、S7-1500 等系列，以及它们在不同应用场景下的互补性。 通过本书的学习，您将能够从零开始，系统地掌握西门子 S7-300 PLC 的硬件知识、编程技巧，并能够独立完成小型到中型的自动化项目。我们将注重理论与实践的结合，通过丰富的实例，让您真正理解 PLC 在工业自动化领域的核心价值，并为您的职业发展奠定坚实的基础。
