S7-300/400系列PLC应用设计指南

书籍目录

前言

第1章PLC基础1

1.1PLC的产生与发展过程1

1.2PLC的分类4

1.3 PLC的功能与特点6

1.3.1PLC的主要功能6

1.3.2 PLC的性能指标7

1.3.3PLC的主要特点8

1.4PLC的组成与工作原理10

1.4.1PLC的组成10

1.4.2PLC的工作过程14

1.5PLC的编程环境16

第2章S7-300/400系列PLC的硬件组成20

2.1S7-300/400系列PLC概述20

2.1.1S7-300/400系列PLC简介20

2.1.2S7-300/400系列PLC的系统组成22

2.2S7-300/400系列PLC的CPU模块26

2.2.1S7-300系列PLC的CPU模块26

2.2.2S7-400系列PLC的CPU模块30

2.3S7-300/400系列PLC的I/O模块33

2.3.1S7-300系列PLC的I/O模块33

2.3.2S7-400系列PLC的I/O模块42

2.4ET-200分布式I/O44

2.5其他模块简介46

2.6CPU的存储器51

2.6.1装载存储器51

2.6.2工作存储器52

2.6.3系统存储器53

2.6.4累加器与状态字寄存器53

2.7PLC的系统配置55

2.7.1S7-300/400系列PLC的结构55

2.7.2I/O模块地址分配57

第3章S7-300/400系列PLC的基本指令及其应用61

3.1系统存储区和数据类型61

3.1.1系统存储区61

3.1.2S7-300/400系列PLC的数据类型63

3.2定义符号和寻址方式67

3.2.1定义符号67

3.2.2寻址方式68

3.3位逻辑指令及其应用71

3.3.1位逻辑指令71

3.3.2位逻辑指令的应用举例77

3.4比较指令79

3.5计数器指令80

3.5.1计数器的基本知识80

3.5.2加减计数器（SCUD）80

3.5.3加计数器（SCU）82

3.5.4减计数器（SCD）83

3.5.5加减计数器的线圈指令83

3.6定时器指令85

3.6.1定时器85

3.6.2脉冲定时器（SP）86

3.6.3扩展脉冲定时器(SPEXT)88

3.6.4接通延时定时器（SODT）88

3.6.5保持型接通延时定时器(SODTS)89

3.6.6断电延时定时器(SOFFDT)89

3.6.7定时器应用90

3.7基本指令的应用91

3.8顺序控制的设计方法94

3.8.1顺序控制设计法94

3.8.2顺序功能图的基本概念95

3.8.3顺序功能图的构成规则96

3.8.4顺序功能图的结构类型97

3.8.5顺序功能图的梯形图编程方法98

第4章S7-300/400系列PLC的高级指令及其应用104

4.1高级指令概述104

4.1.1LAD与FBD指令104

4.1.2STL指令系统108

4.2转换指令113

4.3数据块指令120

4.4逻辑控制指令120

4.5整数算术运算指令122

4.6浮点型数学运算指令128

4.7数据传送指令136

4.8程序控制指令137

4.8.1功能调用指令137

4.8.2MCR相关指令142

4.9移位和循环指令145

4.9.1移位指令145

4.9.2循环移位指令148

4.10状态位指令149

4.11字逻辑指令154

第5章S7-300/400系列PLC的编程环境158

5.1STEP7编程软件概述158

5.1.1STEP7编程软件的主要功能、版本和许可证密钥158

5.1.2STEP7编程软件的标准软件包和扩展软件包160

5.1.3安装STEP7163

5.2STEP7的使用设置168

5.2.1项目语言环境的设置168

5.2.2常规选项设置169

5.2.3程序编辑器的设置169

5.2.4PG/PC接口的设置171

5.3利用STEP7创建和编辑项目172

5.3.1SIMATICManager项目的分层结构172

5.3.2项目的创建173

5.3.3项目的编辑177

5.4硬件组态178

5.4.1硬件组态概述178

5.4.2硬件组态工具179

5.4.3组态S7-300/400系列PLC的中央机架和扩展机架180

5.4.4I/O模块参数设置183

5.4.5CPU模块参数设置187

5.5STEP7在程序编辑和调试中的应用196

5.5.1建立符号表196

5.5.2程序的编辑197

5.5.3程序的下载和上传200

5.5.4用程序状态监控功能调试程序203

5.6仿真软件PLCSIM介绍204

5.6.1S7－PLCSIM的特性简介204

5.6.2用S7-PLCSIM调试程序205

5.6.3用变量表调试程序207

第6章S7-300/400系列PLC的通信网络212

6.1通信与网络知识概述212

6.1.1通信基础知识212

6.1.2网络基本知识215

6.2S7－300/400系列PLC的通信网络简介216

6.2.1工厂自动化网络结构216

6.2.2S7-300/400系列PLC的通信网络217

6.2.3通信的分类218

6.3工业以太网218

6.3.1工业以太网简介218

6.3.2西门子工业以太网219

6.3.3S7-300/400系列PLC工业以太网通信方法220

6.3.4工业以太网的交换机技术235

6.3.5工业以太网的网络方案235

6.4MPI网络236

6.4.1MPI概述236

6.4.2MPI网络236

6.4.3设置MPI参数238

6.4.4全局数据包通信方式239

6.4.5无组态连接的MPI通信方式241

6.4.6有组态连接的MPI通信方式244

6.5PROFIBUS通信246

6.5.1PROFIBUS概述246

6.5.2PROFIBUS协议247

6.5.3PROFIBUS传输技术248

6.5.4PROFIBUS数据链路层249

6.5.5PROFIBUS-DP设备分类249

6.5.6CPU31x-2DP之间的DP主从通信250

6.5.7CPU31x-2DP通过DP接口连接远程I/O站252

6.5.8CP342-5作主站的PROFIBUS-DP组态应用258

6.5.9CP342-5作从站的PROFIBUS-DP组态应用260

6.5.10PROFIBUS-DP从站之间的DX方式通信262

6.6点对点通信266

6.6.1点对点通信概述266

6.6.2点对点通信的通信协议267

6.6.3点对点通信网络组态形式272

6.6.4NETR/NETW指令272

6.7AS-i网络278

6.7.1AS-i简介278

6.7.2AS-i总线网络组成和结构278

6.7.3AS-i总线网络系统的特点279

6.7.4AS-i的工作模式279

6.7.5AS-i通信过程280

第7章PLC控制系统的应用设计285

7.1概述285

7.1.1PLC控制系统设计原则及步骤285

7.1.2PLC的选型286

7.2程序设计291

7.2.1用户程序的基本结构291

7.2.2功能块及功能的生成与调用294

7.2.3数据块302

7.2.4多重背景306

7.2.5组织块及中断处理307

7.2.6结构化程序设计318

7.3S7-300/400系列PLC的调试319

7.4S7-300/400系列PLC系统的安装320

7.5S7-300/400系列PLC的故障诊断321

7.5.1S7-300系列PLC的故障诊断与排除323

7.5.2S7-400系列PLC的故障诊断与排除326

7.6PLC应用的可靠性设计329

7.7应用系统设计实例334

7.7.1基于S7-300系列PLC的空压机监控系统的设计334

7.7.2基于S7-300系列PLC的盘管泄

漏检测系统336

参考文献340

作者简介

本书以S7-300/400系列PLC为例，系统地介绍PLC的产生与发展过程、结构、工作原理、系统的硬件组成、指令系统、编程环境和网络通信等内容，并从实际工程设计的角度出发，详细阐述了采用PLC进行控制系统设计的一般过程和方法，提供了一些应用实例，内容系统而实用。

本书可作为电气控制与机电一体化等领域从事PLC设计、开发与维护的工程技术人员的自学参考书和设计参考书，也可作为高等院校自动化、电气工程、机电及机械工程等相关专业的教材，还可作为应用技术培训教材。

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