全書以S7-300為樣機,以SIMATIC STEP7 v5.5軟件為平臺,從工程應用出發(fā),以典型項目案例為媒介,按照"項目引導、任務驅(qū)動”為中心,將PLC的相關知識與技能劃分為9個項目、31個任務之中,力爭通過一系列項目的學習與訓練,使學員逐步掌握S7-300/400 PLC硬件系統(tǒng)配置及硬件調(diào)試,STEP7軟件的應用及仿真,PLC程序結構、LAD語言程序設計及系統(tǒng)調(diào)試,順序功能圖的結構、順序功能圖的設計及調(diào)試,PROFIBUS DP網(wǎng)絡組態(tài)及網(wǎng)絡調(diào)試的方法和技巧,并具備可編程控制器程序設計員(師)所要求的基本能力。
郁琰,江陰職業(yè)技術學院電子系教師,具備較為豐富的教學經(jīng)驗,有教材出版經(jīng)驗,主持和參與過多項教科研項目活動,對PLC的應用具備較為扎實的實踐知識。
第1模塊 基礎應用 1
項目一 小車控制系統(tǒng) 1
1.1任務1――認識S7-300PLC 2
任務描述與分析 2
相關知識與技能 2
1.1.1 S7-300的系統(tǒng)結構 2
任務實施與拓展 12
1.1.2 S7-300的硬件安裝 12
1.1.3 S7-300的硬件維護 15
1.2任務2――安裝STEP7和仿真軟件PLCSIM 17
任務描述與分析 17
相關知識與技能(STEP7和PLCSIM簡介) 17
1.2.1 STEP7簡介 17
1.2.2 S7-PLCSIM簡介 17
任務實施與拓展 18
1.2.3 安裝STEP 7 18
1.2.4 安裝S7-PLCSIM 21
1.3任務3――小車控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 22
任務描述與分析 22
相關知識與技能(項目生成與硬件組態(tài)簡介) 22
1.3.1項目生成 22
1.3.2硬件組態(tài) 24
任務實施與拓展 28
1.3.3小車控制系統(tǒng)的硬件電路 28
1.3.4小車控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 29
1.4任務4――小車控制系統(tǒng)的控制程序 29
任務描述與分析 29
相關知識與技能――PLC的循環(huán)處理過程、位指令 29
1.4.1 PLC的循環(huán)處理過程 29
1.4.2位邏輯指令 31
任務實施與拓展 38
1.4.3小車控制系統(tǒng)用戶程序的生成 38
1.5任務5――小車控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 40
任務描述與分析 40
相關知識與技能 40
1.5.1仿真調(diào)試 40
1.5.2硬件PLC的在線操作 40
1.5.3仿真PLC與實際PLC的區(qū)別 40
任務實施與拓展 41
1.5.4小車控制系統(tǒng)的仿真調(diào)試 41
1.5.5小車控制系統(tǒng)的硬件PLC在線操作 43
項目小結 43
能力測試 43
思考練習 44
項目二 運輸帶控制系統(tǒng) 45
2.1任務1――運輸帶控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 45
任務描述與分析 45
任務實施與拓展 46
2.1.1控制系統(tǒng)的硬件電路 46
2.1.2控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 47
2.2任務2――運輸帶控制系統(tǒng)的控制程序 47
任務描述與分析 47
相關知識與技能――定時器指令 47
2.2.1定時器指令 47
2.2.2定時器指令的應用舉例 53
任務實施與拓展 55
2.2.3 運輸帶控制系統(tǒng)程序設計 55
任務拓展 57
2.3任務3――運輸帶控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 63
任務描述與分析 63
相關知識與技能――用仿真軟件調(diào)試倉庫存儲控制系統(tǒng)程序 63
任務實施與拓展 64
項目小結 65
能力測試 66
思考練習 66
項目三 倉庫存儲控制系統(tǒng) 68
3.1任務1――倉庫存儲控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 69
任務描述與分析 69
相關知識與技能――光電開關 69
3.1.1光電開關 69
任務實施與拓展 70
3.1.2控制系統(tǒng)的硬件電路 70
3.1.3控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 72
3.2任務2――倉庫存儲控制系統(tǒng)的控制程序 72
任務描述與分析 72
相關知識與技能――計數(shù)器指令、轉換指令、算術指令、比較指令 72
3.2.1計數(shù)器指令 72
3.2.2轉換指令 78
3.2.3算術指令 88
3.2.4比較指令 99
任務實施與拓展 101
3.2.5倉庫存儲控制系統(tǒng)梯形圖程序 101
3.2.6任務拓展 105
3.3任務3――倉庫存儲控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 108
任務描述與分析 108
相關知識與技能――用程序狀態(tài)功能調(diào)試程序 108
3.3.1程序狀態(tài)功能的起動與顯示 108
任務實施與拓展 108
3.3.2用程序狀態(tài)功能調(diào)試倉庫存儲控制系統(tǒng)程序 108
3.3.3用仿真軟件調(diào)試倉庫存儲控制系統(tǒng)程序 111
項目小結 112
能力測試 112
思考練習 113
項目四 工業(yè)機械手順序控制系統(tǒng) 114
4.1任務1――工業(yè)機械手順序控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 115
任務描述與分析 115
相關知識與技能――電磁閥 115
4.1.1電磁閥 116
任務實施與拓展 117
4.1.2控制系統(tǒng)的硬件電路 117
4.1.3控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 119
4.2任務2――工業(yè)機械手順序控制系統(tǒng)的控制程序 119
任務描述與分析 119
相關知識與技能――順序控制設計法 120
4.2.1順序控制設計法 120
4.2.2順序功能圖的基本結構 120
任務實施與拓展 121
4.2.2工業(yè)機械手順序控制系統(tǒng)梯形圖程序 121
4.2.3任務拓展――繪制順序功能圖的注意事項 130
4.3任務3――工業(yè)機械手順序控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 131
任務描述與分析 131
相關知識與技能――用變量表調(diào)試程序 131
4.3.1變量表的基本功能 131
4.3.2變量表的生成 131
4.3.3變量表的使用 132
任務實施與拓展 134
4.3.4用變量表調(diào)試工業(yè)機械手順序控制系統(tǒng)程序 134
4.3.5用仿真軟件調(diào)試工業(yè)機械手控制系統(tǒng)程序 136
項目小結 137
能力測試 137
思考練習 138
項目五 四臺電機順序控制系統(tǒng) 138
5.1任務1――四臺電機順序控制系統(tǒng)的硬件組態(tài) 139
任務描述與分析 139
任務實施與拓展 139
5.1.1控制系統(tǒng)的硬件電路 139
5.1.2控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 141
5.2任務2――四臺電機順序控制系統(tǒng)的控制程序 141
任務描述與分析 141
相關知識與技能――用戶程序結構 141
5.2.1用戶程序結構 142
任務實施與拓展 143
5.2.2編輯四臺電機順序控制系統(tǒng)的功能(FC) 143
5.2.3在OB1中調(diào)用有參功能(FC)實現(xiàn)四臺電機順序啟?刂 145
5.3任務3――四臺電機順序控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 149
任務描述與分析 149
相關知識與技能――用變量表調(diào)試程序 149
5.3.1用變量表調(diào)試程序的基本步驟 149
任務實施與拓展 150
5.3.2用變量表調(diào)試四臺電機順序控制系統(tǒng)程序 150
5.3.3用仿真軟件調(diào)試四臺電機順序控制系統(tǒng)程序 152
項目小結 153
能力測試 153
思考練習 154
項目六 交通信號燈控制系統(tǒng) 154
6.1任務1――交通信號燈控制系統(tǒng)的硬件組態(tài) 155
任務描述與分析 156
任務實施與拓展 156
6.1.1控制系統(tǒng)的硬件電路 156
6.1.2控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 157
6.2任務2――交通信號燈控制系統(tǒng)的控制程序 157
任務描述與分析 157
相關知識與技能――功能塊、數(shù)據(jù)塊、背景數(shù)據(jù)塊 157
6.2.1功能塊 158
6.2.2數(shù)據(jù)塊 158
6.2.3背景數(shù)據(jù)塊 158
任務實施與拓展 158
6.2.4編輯交通信號燈控制系統(tǒng)的功能塊(FB1) 158
6.2.5編輯啟動組織塊OB100 163
6.2.6在OB1中調(diào)用功能塊(FB1)實現(xiàn)交通信號燈的控制 164
6.3任務3――交通信號燈控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 167
任務描述與分析 167
相關知識與技能――背景數(shù)據(jù)塊的監(jiān)視 167
6.3.1背景數(shù)據(jù)塊的監(jiān)視 168
任務實施與拓展 168
6.3.2用監(jiān)視背景數(shù)據(jù)塊來調(diào)試交通信號燈控制系統(tǒng)程序 168
6.3.3用仿真軟件調(diào)試交通信號燈控制系統(tǒng)程序 169
項目小結 169
能力測試 170
思考練習 170
第2模塊 綜合應用 171
項目七 S7-300PLC的通信 171
7.1任務1――SIMATIC S7-300 PLC的AS-Interface 通信 172
任務描述與分析 172
相關知識與技能 172
7.1.1 AS-i的特點與功能 173
7.1.2 AS-i的組成 173
7.1.3 AS-i 的硬件設置 174
7.1.4 AS-i的硬件配置 175
任務實施與拓展 184
7.2任務2――S7-300PLC的PROFIBUS 現(xiàn)場總線通信 186
7.2.1 SIMATIC S7-300 PLC PROFIBUS DP分布式I/O通信 186
任務描述與分析 186
相關知識與技能 186
任務實施與拓展 187
7.2.2 SIMATIC S7-300 PLC PROFIBUS DP與S7-200PLC的通信 189
相關知識與技能 190
任務實施與拓展 190
7.2.3 SIMATIC S7-300 PLC PROFIBUS DP主站與智能從站的通信 193
任務描述與分析 193
相關知識與技能 193
任務實施與拓展 194
7.3 任務3――SIMATIC S7-300 PLC的以太網(wǎng)通信 201
任務描述與分析 202
相關知識與技能 202
7.3.1 以太網(wǎng)技術 202
7.3.2 工業(yè)以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡的比較 202
7.3.3 西門子工業(yè)以太網(wǎng)技術 203
7.3.4 S7-300PLC的工業(yè)以太網(wǎng)通信方法 204
7.3.5 S7-300PLC利用S5兼容的通信協(xié)議進行工業(yè)以太網(wǎng)通信 205
7.3.6 S7-300PLC利用S7通信協(xié)議進行工業(yè)以太網(wǎng)通信 219
任務實施與拓展 225
項目小結 227
能力測試 227
思考練習 227
項目八 基于MM440與S7-300的自動生產(chǎn)線多段速控制系統(tǒng) 228
8.1任務1――自動生產(chǎn)線多段速控制系統(tǒng)的硬件設計 230
任務描述與分析 230
相關知識與技能――MM440簡介及相關參數(shù)設置 230
8.1.1 MM440簡介及相關參數(shù)設置 230
任務實施與拓展 236
8.1.2 自動生產(chǎn)線多段速控制系統(tǒng)的硬件電路 236
8.1.3控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 238
8.2任務2――自動生產(chǎn)線多段速控制的軟件設計 238
任務描述與分析 238
相關知識與技能――自動生產(chǎn)線多段速控制的工作原理 238
8.2.1自動生產(chǎn)線多段速控制的工作原理 238
任務實施與拓展 239
8.2.2自動生產(chǎn)線多段速控制系統(tǒng)的梯形圖程序 239
8.3 任務3――自動生產(chǎn)線的多段速控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 248
任務描述與分析 248
任務實施與拓展 248
8.3.1自動生產(chǎn)線多段速控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 248
項目小結 249
能力測試 250
思考練習 250
項目九 基于S7-300、變頻器、觸摸屏的水箱水位控制系統(tǒng) 251
9.1任務1――水箱水位控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集 253
任務描述與分析 253
相關知識與技能――壓力傳感器、模擬輸入輸出量的數(shù)據(jù)采集 253
9.1.1 壓力傳感器 253
9.1.2模擬輸入輸出量的數(shù)據(jù)采集 253
9.1.3 MM440變頻器的模擬信號控制 257
任務實施與拓展 258
9.1.4系統(tǒng)的硬件電路 258
9.1.5控制系統(tǒng)的項目生成與硬件組態(tài) 259
9.2任務2――水箱水位控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理 260
任務描述與分析 260
相關知識與技能――模擬輸入輸出量的規(guī)范化 260
9.2.1模擬輸入輸出量的規(guī)范化 260
任務實施與拓展 262
9.2.2水箱水位控制系統(tǒng)的模擬量輸入控制 262
9.3 任務3――基于PLC的水箱水位控制實現(xiàn) 263
任務描述與分析 263
相關知識與技能――組織塊與中斷 263
9.3.1組織塊與中斷 263
9.3.2 SFB41/FB41指令 265
任務實施與拓展 268
9.3.3水箱水位控制系統(tǒng)的PID控制梯形圖 268
9.4 任務4――水箱水位控制系統(tǒng)人機界面的設計 271
任務描述與分析 271
相關知識與技能――SIMATIC人機界面與組態(tài)軟件 271
9.4.1 SIMATIC人機界面與組態(tài)軟件 271
任務實施與拓展 272
9.4.2 創(chuàng)建項目和HMI站點 272
9.4.3 組態(tài)指示燈 274
9.4.4 組態(tài)按鈕 275
9.4.5 組態(tài)文本域與IO域 276
9.5任務5――基于S7-300、變頻器、觸摸屏的水箱水位控制系統(tǒng)的調(diào)試與運行 276
任務描述與分析 277
相關知識與技能――PLC與人機界面的模擬調(diào)試 277
9.5.1 PLC與人機界面的模擬調(diào)試 277
任務實施與拓展 277
9.5.2模擬調(diào)試 277
9.5.3硬件調(diào)試 278
項目小結 279
能力測試 279
思考練習 280