
本书以德国西门子公司的SIMATIC S7-300/400为参考机型,适当兼顾S7-200以及S5系列PLC,结合作者多年的教学经验,系统地介绍可编程序控制器的指令系统、程序设计及故障诊断方法和技巧,并详细讲解MPI网、PROFIBUS—DP网、Industrial Ethernet网等常见的S7工业网络。 本书根据当前高职学生的特点,理论联系实际,注重实用,使读者能够举一反三,掌握PLC控制技术的基础核心内容。 本书技术针对性强,强调实践,可操作性好,适用面广,可作为二年制、三年制高职高专。高等工科院校电气工程、自动化、机电一体化及相关专业学生的教学用书,也可作为从事PLC设计开发及现场维护的工程技术人员的参考资料。
可编程序控制器(Programmable Controller),简称PLC,是近年来发展迅速,应用面广的工业控制装置。它广泛吸收了微电子技术,计算机技术以及通信技术的最新成果,从单机自动化到整条生产线乃至整个工厂的全自动化;从数控机床,工业机器人到分散控制系统;PLC都承担着极其重要的角色。现代企业中应用最广,最实用的自动化设备是PLC及其网络。 本书是教育部高等职业教育示范专业规划教材之一,是编者在多年从事可编程序控制技术的教学、培训及科研基础上编写而成的。本书注重实用,技术针对性强,可作为二年制、三年制高职高专、高等工科院校电气工程类、机电一体化类、自动化类学生用书,也可供相关专业的 工程技术人员参考。 本书的编写以高等技术应用型人才培养目标为依据,以技能培养为本,以强化工程应用能力作为本书的编写原则。结合作者多年的教学培训及工程设计经验,系统地介绍可编程序控制器的基本原理和指令系统,突出程序设计及故障诊断中的方法和技巧,并详细讲解了MPI网,PROFIBUS-DP网,Industrial Ethernet网等常见的S7工业网络。使读者能够单一反三,掌握可编程序控制技术的关键能力。 本书的突出特色是:针对当前市场上众多的产品型号,选取了当今应用最广泛的世界著名PLC厂商SIEMENS产品为应用机型,在编写中增加了程序设计指导和项目练习单元,使读者不仅能掌握指令,而且还能利用指令完成实际控制任务,并给出程序设计的思路,许多工程实例尽量做到深入浅出。 全书共8章,总课时为80学时,各院校可依据实际情况决定内容的取舍。 本书由孙海维副教授主编并统稿,他提出了全书的总体构思及编著的指导思想;程龙泉副教授任副主编。其中第1,2,3,4,6章由天津中德职业技术学院孙海维执笔,第5章由四川机电职业技术学院程龙泉执笔,第7章由湖南工业职业技术学院张志田执笔,第8章由天津中德职业技术学院杨健执笔。 全书由天津工程师范学院崔世钢教授担任主审。他对本书进行了细致,详尽的审阅,提出了许多宝贵意见,在此表示感谢。 在本书的编著过程中得到了天津中德职业技术学院领导的大力支持,在此表示感谢。 限于作者水平,书中难免有错误和疏漏之处,敬请专家、同仁和广大读者给予批评指正。
前言
第1章 可编程序控制器概述
1.1 可编程序控制器的发展过程及基本功能
1.1.1 可编程序控制器的发展过程
1.1.2 可编程序控制器的基本功能
1.2 可编程序控制器的特点、性能指标及分类
1.2.1 可编程序控制器的特点
1.2.2 可编程序控制器的性能指标
1.2.3 可编程序控制器的分类
1.3 可编程序控制器的基本结构及工作原理
1.3.1 可编程序控制器的基本结构
1.3.2 可编程序控制器的工作原理
1.4 可编程序控制器与其他工业控
制装置的比较
1.4.1 PLC与继电器控制系统的比较
1.4.2 PLC与集散控制系统的比较
1.4.3 PLC与工业控制计算机的比较
1.5 PLC的发展趋势
复习思考题
第2章 可编程序控制器硬件组成及系统特性
2.1 S5系列可编程序控制器
2.1.1 S5-90U/95U可编程序控制器
2.1.2 S5—100U可编程序控制器
2.1.3 S5-115U可编程序控制器
2.1.4 S5-135U/155U可编程序控制器
2.2 S7系列可编程序控制器
2.2.1 S7-200可编程序控制器
2.2.2 S7-300可编程序控制器
2.2.3 S7-400可编程序控制器
复习思考题
第3章 STEP 7指令系统及应用
3.1 PLC编程基础
3.1.1 指令及其结构
3.1.2 PLC编程的基本原则
3.1.3 STEP 7软件结构及调用执行
3.2 位逻辑指令及应用
3.2.1 基本逻辑指令及应用
3.2.2 置位/复位指令及应用
3.2.3 边沿识别指令及应用
3.2.4 跳步指令及应用
3.2.5 主控指令及应用
3.3 数据块及数据传送指令
3.3.1 数据块结构及数据格式
3.3.2 数据传送指令
3.4 定时指令及应用
3.4.1 脉冲定时器
3.4.2 扩展脉冲定时器
3.4.3 接通延时定时器
3.4.4 保持型接通延时定时器
3.4.5 关断延时定时器
3.4.6 定时指令的应用
3.4.7 程序设计指导
3.5 计数及比较指令
3.5.1 计数指令及应用
3.5.2 比较指令及应用
3.6 参数/变量声明及应用
3.7 移位/循环、转换及数学运算指令
3.7.1 移位/循环指令
3.7.2 转换指令
3.7.3 数学运算指令
3.7.4 数字逻辑运算指令
3.7.5 高级数学运算指令
复习思考题
第4章 PLC控制系统的设计与故障诊断
4.1 PLC控制系统的总体设计
4.1.1 PLC控制系统设计的基本原则
4.1.2 PLC控制系统设计的基本内容
4.1.3 PLC控制系统的设计步骤
4.2 PLC控制系统硬件设计方法
4.2.1 应用系统总体方案设计
4.2.2 系统硬件设计根据
4.2.3 可编程序控制器的机型选择
4.2.4 输入/输出模板的选择
4.2.5 系统硬件设计文件
4.2.6 可编程序控制器供电系统设计
4.2.7 系统接地设计
4.2.8 电缆设计和敷设
4.3 程序设计与调试
4.3.1 程序结构设计
4.3.2 符号表与符号化编程
4.4 PLC在顺序控制中的应用
4.4.1 顺序控制结构与程序结构
4.4.2 顺序控制系统程序设计实例
4.5 PLC系统的现场调试
4.5.1 信号模拟
4.5.2 寻找/替换与换线
4.5.3 变量监控与修改
4.5.4 输出/输入强制
4.6 组织块OB及其应用
4.6.1 组织块概述
4.6.2 循环控制组织块
4.6.3 中断组织块及应用
4.6.4 初始化模块及应用
4.7 故障特性及故障诊断
4.7.1 故障特性
4.7.2 故障诊断
4.8 模拟量处理
4.8.1 模拟量I/O模板特性及参数设置
4.8.2 模拟量输出信号的量值整定
4.8.3 模拟量的规范化
复习思考题
第5章 PLC系统的硬件组态及I/O扩展
5.1 S7-300 PLC系统的模板特性
5.1.1 PLC的CPU模板
5.1.2 PLC的数字量模板
5.1.3 PLC的模拟量模板
5.1.4 PLC的电源模板
5.1.5 PLC的接口模板
5.2 S7-400 PLC系统的模板特性
5.2.1 PLC的CPU模板
5.2.2 PLC的数字量模板
5.2.3 PLC的模拟量模板
5.2.4 PLC的电源模板
5.2.5 PLC的接口模板
5.3 PLC系统的硬件组态
5.3.1 S7-300 PLC的硬件组态
5.3.2 S7-400 PLC的硬件组态
5.4 可编程序控制器的I/0扩展
5.4.1 S7-300 PLC系统的I/O扩展
5.4.2 S7-400PLC系统的I/O扩展
复习思考题
第6章 PLC通信网络
6.1 通信的基本概念
6.1.1 OSI参考模型
6.1.2 RS232C与RS485标准
6.2 S7-300/S7-400通信处理器
6.2.1 S7-300通信处理器
6.2.2 S7-400通信处理器
6.3 多点接口(MPI)
6.3.1 多点接口(MPI)网络组态
6.3.2 多点接口(MPI)全局数据设置
6.3.3 多点接口(MPI)网络应用
6.4 工业现场总线(PROFIBUS)
6.4.1 PROFIBUS-DP系统及I/O从站
6.4.2 PROFIBUS DP系统组态
6.4.3 PROFIBUS DP网络应用
6,5 工业以太网(1ndustrial Ethernet)
6.5.1 CP 343-1通信处理器
6.5.2 工业以太网(Industrial Ethernet组态
6.6 点到点通信(PTP)
6.6.1 CF340通信模板介绍
6.6.2 CP340的工作原理
6.6.3 CP340的起动及工作特性
6.6.4 CP340的通信功能块
复习思考题
第7章 S7.200可编程序控制器
7.1 S7-200-PLC的硬件配置及编址
7.1.1 S7-200系统基本构成
7.1.2 S7-200模板的特点及技术参数
7.1.3 S7-200 PLC的输入/输出编址
7.1.4 S7-200的工作方式
7.1.5 87-200的编程元件的寻址及CPU组态
7.1.6 S7-200编程语言及程序结构
7.2 S7-200常用指令
7.2.1 基本逻辑指令
7.2.2 定时、计数和比较指令
7.3 S7-200其他指令
7.3.1 算术运算指令
7.3.2 逻辑运算指令
7.3.3 传送类指令
7.3.4 移位指令
7.3.5 转换指令
7.3.6 编码和译码指令
7.4 S7-200PLC应用实例
7.4.1 机械手控制
7.4.2 工作旋转工作台控制
复习思考题
第8章 PLC的应用
8.1 液压送料机控制
8.2 机床走刀机构控制
8.3 打印设备控制
8.4 自动停车场控制
8.5 交通灯控制
8.6 生产线料仓控制
8.7 生产线搬运单元控制
8.8 自动生产线包装单元控制
8.9 切料机控制
8.10 实训练习
8.10.1 生产线传送带控制
8.10.2 百叶窗控制
8.10.3 自动升降机控制
8.10.4 自动加工机床控制
8.10.5 自动生产线检测站控制
参考文献