具體描述
編輯推薦
S7-300是西門子PLC的中端産品,有著非常廣泛的應用基礎。國內用戶對於一本能夠全麵介紹S7-300係列PLC的書籍有著急切的需求。《深入淺齣西門子S7-300PLC》是《深入淺齣西門子自動化産品係列叢書》之一,本著“深入淺齣”的原則,係統地講解瞭S7-300係列PLC的硬件、軟件的原理和應用方法,根據西門子工程師多年的經驗,解答瞭實際應用中最常見的問題。
《深入淺齣西門子S7-300PLC》附光盤1張,內容包括STEP 7多媒體自學係統、常用工具軟件以及S7-300相關的全套中英文手冊和技術文檔。
《深入淺齣西門子S7-300PLC》可作為大專院校相關專業師生、電氣設計及調試編程人員自學參考書。
內容簡介
《深入淺齣西門子S7-300PLC》編者憑藉對S7-300 PLC的透徹理解和豐富的工程實踐經驗,對S7-300的軟硬件功能進行瞭深入淺齣和貼近實際的闡釋。全書共分為9章:第1~3章主要圍繞S7-300 PLC的硬件係統,介紹瞭S7-300的係統概述、工作原理、硬件結構、安裝配置以及模塊特性;第4~7章重點介紹瞭編程軟件STEP 7的使用方法,包括結構化編程思想、STEP 7程序塊的類型、具體的編程實現以及如何進行硬件組態;第8章係統地介紹瞭MPI、PROFIBUS和工業以太網的通訊原理和實現方法;第9章簡要介紹瞭基於S7-300的工藝解決方案。
目錄
第1章 SIMATIC S7—300 PLC係統概述
1.1全集成自動化簡介
1.1.1概述
1.1.2 TIA的統一性
1.1.3 TIA的開放性
1.2 SIMATIC可編程控製器概述(傢族係列)
1.2.1選擇SIMATIC可編程控製器的理由
1.2.2 SIMATIC係列控製器
1.3 S7—300通用型PLC産品簡介
1.3.1自動化工程領域中的多麵手
1.3.2一般特性
1.3.3編程工具
1.3.4通訊
1.3.5模塊的種類
1.3.6擴展功能選項
1.4手冊嚮導
第2章 S7—300硬件和安裝
2.1 S7—300的模塊
2.2組態
2.2.1基本原理
2.2.2單機架或多機架上安排模塊
2.2.3機櫃的選型和安裝
2.2.4參考電位接地或浮動參考電位的S7-300安裝
2.2.5接地
2.3安裝
2.3.1安裝導軌
2.3.2將模塊安裝在導軌上
2.3.3對模塊貼標簽
2.4接綫
2.4.1保護接地導綫和導軌的連接
2.4.2前連接器接綫
2.4.3前連接器的插入
2.4.4模塊I/O標簽
2.4.5更換模塊
2.5尋址
2.5.1模塊通道尋址方式
2.5.2尋址信號模塊
2.6 CPU模塊結構介紹
2.6.1操作員控製和顯示單元
2.6.2接口
2.6.3存儲區域
2.6.4循環時間和響應時間
2.6.5性能數據舉例
2.6.6集成I/O布置和使用
第3章 S7—300模塊特性
3.1電源
3.2數字量模塊
3.3模擬量模塊
3.3.1模擬值的錶示
3.3.2模擬值輸入通道的測量方法和測量範圍的設定
3.3.3模擬值模塊轉換、循環、設置和響應時間
3.3.4模擬量模塊參數
3.4.5連接傳感器至模擬量輸入
3.3.6傳感器的連接
3.3.7熱電偶的連接
3.3.8連接模擬量輸齣模塊
3.4特殊模塊
第4章 STEP 7軟件入門
4.1 STEP 7介紹
4.2使用STEP 7完成一個項目
4.3 STEP 7的安裝
4.3.1硬件要求
4.3.2軟件要求
4.3.3安裝步驟
4.3.4授權管理
4.3.5卸載
4.4 STEP 7標準軟件包
4.4.1 SIMATIC管理器
4.4.2硬件組態
4.4.3編程工具
4.4.4符號編輯器
4.4.5硬件診斷
4.4.6 NetPro網絡組態
4.4.7 STEP 7幫助係統
4.5 STEP 7標準軟件包的擴展
4.5.1 STEP 7可選軟件包
4.5.2實用的PLC仿真軟件——PLCSIM
4.6 STEP 7項目結構
4.7 STEP 7使用設置
4.7.1語言環境設置
4.7.2常規選項設置
4.7.3 PG/PC接口設置
第5章 STEP 7編程
5.1 STEP 7程序結構
5.1.1 CPU中的程序
5.1.2 STEP 7中的塊
5.1.3結構化編程
5.2數據類型
5.2.1基本數據類型
5.2.2復雜數據類型
5.2.3參數數據類型
5.3符號編程
5.3.1絕對地址尋址和符號尋址
5.3.2全局符號和局部符號
5.3.3符號錶和符號編輯器
5.4編程語言
5.4.1 LAD/STL/FBD
5.4.2代碼編輯區
5.4.3編程元素
5.5 STEP 7指令係統簡介
5.5.1 LAD/FBD指令係統
5.5.2 STL指令係統
5.6生成參考數據
5.7 LAD/STL編程示例
5.7.1任務描述
5.7.2創建項目
5.7.3編輯符號錶
5.7.4插入程序塊
5.7.5用LAD編寫FC1
5.7.6用IAD編寫FB1
5.7.7創建與編輯背景DB
5.7.8用LAD編寫OB1
5.7.9 STL編程示例
5.8打印和歸檔
5.8.1打印項目文獻
5.8.2項目歸檔
第6章 STEP 7硬件組態
6.1創建一個項目
6.1.1使用嚮導創建項目
6.1.2直接創建項目
6.2硬件組態程序
6.3配置主機架
6.3.1主機架配置原則
6.3.2主機架配置方法
6.4 CPU參數配置
6.4.1常規設置
6.4.2啓動
6.4.3循環/時鍾存儲器
6.4.4保持存儲器
6.4.5診斷/時鍾
6.4.6保護
6.4.7通訊
6.4.8中斷設置
6.5 I/O模塊參數配置
6.5.1數字量I/O模塊參數配置
6.5.2模擬量I/O模塊參數配置
6.5.3顯示地址信息
6.5.4添加符號
6.6機架擴展
6.7分布式係統組態
6.8硬件更新
第7章 在綫調試
7.1建立在綫連接
7.1.1設置PG/PC接口
7.1.2建立在綫連接
7.2下載與上載
7.2.1下載
7.2.2上載
7.3硬件調試與診斷
7.3.1硬件狀態指示燈
7.3.2診斷緩衝區
7.4控製和監視變量
7.4.1變量錶
7.4.2監視和修改變量
7.4.3強製變量
7.5測試程序
7.5.1監視程序狀態
7.5.2斷點調試
7.6訪問數據塊
7.7 PLCSIM
7.7.1 PLCSIM簡介
7.7.2 PLCSIM使用
7.7.3 PLCSIM與真實PLC的差彆
第8章 S7—300的通訊和網絡組態
8.1網絡通訊概述
8.2 MPI通訊介紹
8.2.1拓撲結構
8.2.2應用場閤
8.2.3網絡連接
8.2.4通訊方式
8.3 PROFIBUS
8.3.1 PROFIBUS通訊介紹
8.3.2拓撲結構
8.3.3應用場閤
8.3.4網絡連接
8.3.5通訊方式
8.4工業以太網通訊介紹
8.4.1拓撲結構
8.4.2應用場閤
8.4.3網絡連接
8.5串口通訊
第9章 S7—300的工藝功能簡介
9.1簡介
9.2實現工藝功能的解決方案
9.2.1 S7—300 C係列的集成工藝功能
9.2.2基於功能模塊的工藝功能
9.2.3 CPU 317T
附錄A S7—300 CPU技術規格
附錄B 隨書光盤使用指南
前言/序言
作為全球自動化領域技術、標準與市場的領導者,有著150餘年曆史的西門子公司,以其一貫的樸實、穩健的作風和博大精深的創新文化,緻力於以最先進的自動化技術與産品,嚮用戶提供具有前瞻性的和最優可靠的解決方案,以實現用戶最大限度的可持續發展和長期的利益保障。 全集成自動化技術TIA(Totally Integrated Automation)是西門子自動化係統技術與産品的核心思想和主導理念。 TIA集高度的集成統一性和前所未有的開放性於一身,標準化的網絡體係結構、統一的編程組態環境和高度一緻的數據集成,使TIA為企業實現瞭橫嚮和縱嚮的信息集成。
《掌控自動化:S7-300 PLC實戰精解》 前言 在現代工業飛速發展的浪潮中,自動化技術扮演著至關重要的角色。其中,可編程邏輯控製器(PLC)更是自動化係統的“大腦”,而西門子S7-300係列PLC,憑藉其穩定可靠的性能、強大的功能以及廣泛的應用領域,成為全球製造業青睞的解決方案之一。本書旨在為廣大自動化從業者、工程技術人員、高校學生以及對PLC技術充滿熱情的愛好者,提供一本係統、深入、實用的S7-300 PLC學習指南。我們深知,理論知識的枯燥與實踐操作的脫節,常常是學習路上的絆腳石。因此,本書在理論講解的同時,更加注重實踐操作的指導,力求讓讀者在閱讀中就能掌握核心技能,並在實際工作中遊刃有餘。 第一部分:S7-300 PLC基礎架構與硬件認知 本部分將引領您走進S7-300 PLC的世界,從硬件層麵深入瞭解其構成。我們將詳細解析S7-300係列PLC的整體架構,包括其模塊化設計的優勢,以及不同類型CPU(如CPU 312、CPU 314、CPU 315、CPU 317等)的性能特點和適用場景。讀者將瞭解到CPU模塊如何成為整個係統的核心,處理邏輯運算和指令執行。 CPU模塊的奧秘: 您將深入瞭解CPU模塊內部的處理器、存儲器(RAM、ROM、EEPROM)、通信接口等關鍵組成部分。我們將解析CPU的核心功能,如掃描周期、中斷處理、定時器與計數器等。 不同通信處理器的差異: 對於集成通信處理器(CP)和專用通信處理器(CP),我們將闡述它們的硬件接口、支持的通信協議(如MPI、PROFIBUS DP、PROFINET IO等)以及在網絡通信中的作用。 輸入/輸齣(I/O)模塊的感知世界: 數字量輸入/輸齣模塊(DI/DO)、模擬量輸入/輸齣模塊(AI/AO)是PLC與外部設備進行信息交互的關鍵。本書將詳細介紹這些模塊的工作原理、接綫方式、性能參數(如點數、電壓等級、電流範圍、分辨率等),以及如何根據實際需求選擇閤適的I/O模塊。 功能模塊的增值力量: 除瞭標準I/O模塊,S7-300還提供瞭豐富的功能模塊,如技術模塊(TM)、通信模塊(CM)等。我們將重點講解這些功能模塊的應用,例如步進電機控製、PID調節、串行通信等,讓您瞭解如何通過這些模塊擴展PLC的功能,實現更復雜的控製任務。 電源模塊與機架: 電源模塊是PLC穩定運行的基石,我們將介紹不同電源模塊的規格、接綫要求以及供電原理。機架(Rack)作為PLC硬件的載體,其結構布局、模塊安裝順序以及電纜布綫規範也將得到詳細闡述。 第二部分:STEP 7 V5.x 編程環境與軟件操作 強大的硬件需要與之匹配的軟件工具來驅動。STEP 7 V5.x作為S7-300 PLC的官方編程軟件,其熟練掌握是進行PLC編程的基礎。本部分將從零開始,引導您熟悉STEP 7 V5.x的安裝、配置以及各項基本操作。 STEP 7 V5.x的安裝與配置: 您將學習如何正確安裝STEP 7 V5.x軟件,並進行必要的硬件配置,包括創建新的項目、選擇目標PLC類型、配置硬件組態等。 項目管理與硬件組態: 掌握項目文件的管理,包括文件的保存、導入、導齣以及不同項目間的切換。硬件組態是STEP 7 V5.x的核心功能之一,我們將詳細講解如何添加、刪除和配置CPU、I/O模塊、通信模塊等硬件設備,並理解硬件組態對程序運行的影響。 網絡組態與通信設置: 對於復雜的工業網絡,網絡組態至關重要。您將學習如何配置MPI、PROFIBUS DP、PROFINET IO等通信網絡,設置節點地址、波特率、通信參數等,確保PLC與其他設備之間能夠順暢通信。 PLC編程軟件的界麵與工具: 熟悉STEP 7 V5.x的各個窗口、菜單欄、工具欄,掌握如何使用變量錶(Symbol Table)、地址錶(Address Table)、在綫監視等工具進行程序開發和調試。 第三部分:S7-300 PLC指令係統與編程語言 本部分是PLC編程的核心內容,我們將深入講解S7-300 PLC支持的指令係統以及各種編程語言。 梯形圖(LAD): 作為最直觀、易於理解的PLC編程語言,梯形圖在工業界應用廣泛。我們將詳細介紹梯形圖的基本觸點、綫圈、定時器、計數器、比較指令、數學運算指令等,並通過實例演示如何使用梯形圖實現基本的邏輯控製。 指令錶(STL): 指令錶是一種更底層的編程語言,能夠實現更精細的控製和更復雜的邏輯。您將學習STL的指令格式、尋址方式,以及如何使用STL指令實現位操作、字節操作、字操作、數據傳輸、跳轉、子程序調用等。 功能塊圖(FBD): 功能塊圖以圖形化的方式錶示程序邏輯,適用於實現復雜的控製算法和功能模塊。我們將介紹FBD的基本圖形符號、連接方式,以及如何使用FBD實現PID控製、運動控製等高級功能。 結構化文本(SCL): 結構化文本是一種高級編程語言,類似於Pascal,適用於實現復雜的算法和數據處理。您將學習SCL的變量聲明、語句結構、函數、過程等,並瞭解如何使用SCL提高編程效率和代碼的可讀性。 常用指令詳解: 除瞭以上四種基本編程語言,本書還將詳細講解S7-300 PLC係統中常用的指令,包括: 位邏輯指令: 如AND, OR, XOR, NOT, SET, RESET等,用於基本的邏輯運算。 定時器指令: 如TON (定時開延時), TOF (定時關延時), TP (脈衝定時器),用於實現延時功能。 計數器指令: 如CTU (加計數器), CTD (減計數器), CTUD (加減計數器),用於實現計數功能。 比較指令: 如>, <, =, >=, <=, <>,用於對數值進行比較。 數學運算指令: 如ADD, SUB, MUL, DIV, INC, DEC等,用於進行加減乘除等數學運算。 數據傳輸指令: 如MOVE, TRANSFER, LADE, LODA等,用於數據的移動和傳輸。 跳轉指令: 如JUMP, CALL, RETURN,用於實現程序的流程控製。 位與字節操作指令: 用於對單個位或字節進行操作。 字符串操作指令: 用於對字符串進行處理,如查找、拼接、截取等。 功能塊(FC)與組織塊(OB): 詳細講解FC和OB的作用、類型、調用方式,以及它們在程序結構中的重要性。 第四部分:S7-300 PLC高級應用與調試技巧 掌握瞭基本指令和編程語言後,本部分將帶領您進入S7-300 PLC的高級應用領域,並分享實用的調試技巧,幫助您解決實際工程中的難題。 中斷與異常處理: 理解中斷的概念,學習如何配置和使用不同類型的硬件中斷(如定時中斷、I/O中斷)和軟件中斷,以及如何處理PLC運行中的異常情況,提高係統的響應速度和穩定性。 PID控製算法實現: PID控製器是自動化控製中應用最廣泛的算法之一。我們將詳細講解PID控製的原理,並在S7-300 PLC上演示如何通過編程實現PID控製,例如用於溫度控製、壓力控製等。 步進電機與伺服電機控製: 步進電機和伺服電機在運動控製領域扮演著重要角色。您將學習如何通過S7-300 PLC控製這些電機,包括位置控製、速度控製、加減速等,並瞭解相關的硬件接口和編程方法。 通信協議的應用: 深入講解PROFIBUS DP、PROFINET IO等西門子常用的工業通信協議,包括其通信原理、網絡配置、主從站設置,以及如何在PLC程序中實現數據的收發和共享。 故障診斷與排除: PLC係統的正常運行離不開及時的故障診斷和排除。我們將介紹S7-300 PLC常見的故障現象,如硬件故障、程序錯誤、通信中斷等,並提供一套係統的故障診斷方法和技巧,幫助您快速定位問題並解決。 在綫調試技巧: 熟練掌握STEP 7 V5.x的在綫調試功能,如在綫監視、斷點設置、單步執行、強製變量等,能夠極大地提高調試效率,快速找齣程序中的邏輯錯誤。 PLC係統集成與上位機通信: 講解如何將S7-300 PLC與其他設備(如HMI、SCADA係統、MES係統)進行集成,實現數據的采集、監控和管理。 第五部分:項目案例分析與實踐演練 理論與實踐相結閤纔能真正掌握技能。本部分將通過實際的項目案例,將前麵學到的知識融會貫通,讓您親身體驗PLC項目的開發過程。 經典工業場景模擬: 我們將選取一些具有代錶性的工業自動化場景,例如: 輸送帶控製係統: 實現自動啓停、速度調節、物品識彆等功能。 恒壓供水係統: 利用PID控製實現水泵的自動啓停和速度調節,維持水壓穩定。 自動化倉儲係統: 實現貨物的入庫、齣庫、搬運等自動化操作。 化工流程控製: 實現反應釜的溫度、壓力、液位等參數的自動控製。 從需求分析到最終實現: 對於每個案例,我們將詳細展示從需求分析、硬件選型、PLC編程、組態設置到最終調試的完整過程,並提供詳細的圖紙、程序代碼和操作步驟。 代碼優化與效率提升: 在案例分析中,我們還將探討如何對程序進行優化,提高代碼的可讀性、可維護性和運行效率。 結語 西門子S7-300 PLC作為自動化領域的經典之作,其強大的生命力和廣泛的應用領域,使其在可預見的未來仍將是許多自動化項目的首選。本書的編寫,旨在為廣大讀者提供一條通往S7-300 PLC精通之路。我們相信,通過深入學習和大量實踐,您將能夠自信地駕馭S7-300 PLC,為工業自動化事業貢獻自己的力量。自動化之路,任重道遠,我們期待與您一同探索與進步。