西门子 S7-300/400 PLC 应用案例解析2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 PLC概述1

1．1 PLC发展概况1

1．1．1 PLC的产生1

1．1．2 PLC的发展历史2

1．1．3 PLC的发展趋势2

1．2 PLC的分类及特点3

1．2．1 PLC的分类3

1．2．2 PLC的特点4

1．2．3 PLC的应用6

1．3 PLC的结构与工作原理7

1．3．1 PLC的基本结构7

1．3．2 PLC的工作原理9

1．4 S7系列PLC简介10

1．5 PLC控制系统设计11

第2章 S7-300／400 PLC的硬件与安装14

2．1 S7-300 PLC概述14

2．1．1 S7-300 PLC的分类14

2．1．2 S7-300 PLC的结构20

2．1．3 S7-300 PLC的组成22

2．1．4 S7-300 CPU模块的面板22

2．1．5 S7-300 CPU模块的外部连接25

2．2 S7-300 PLC的信号模块26

2．2．1数字量模块27

2．2．2模拟量模块33

2．2．3模拟量输入模块与传感器的连接38

2．2．4传感器的连接40

2．2．5热电偶的连接42

2．2．6模拟量输出模块的连接43

2．2．7模拟量模块的诊断与中断45

2．3电源模块45

2．4通信及功能模块47

2．4．1通信处理器（CP）模块47

2．4．2功能模块49

2．5人机操作界面（HMI）与分布式I/O54

2．5．1人机操作界面HMI54

2．5．2分布式I／O55

2．6硬件模块的安装与编址57

2．6．1硬件模块的安装57

2．6．2 S7-300的编址60

2．7 S7-400 PLC简介62

2．7．1产品分类64

2．7．2 S7-400 PLC的基本结构67

2．8 S7-400的电源与CPU模块70

2．8．1 S7-400的电源模块70

2．8．2 S7-400的CPU模块72

2．9 S7-400 PLC的信号与功能模块78

2．9．1数字量I／O模块78

2．9．2模拟量I／O模块80

2．9．3功能模块82

2．10 S7-400 PLC的通信及接口模块83

2．10．1通信模块83

2．10．2接口模块85

2．11 S7-400 PLC的扩展86

2．11．1扩展配置要求86

2．11．2扩展形式86

第3章 S7-300／400 PLC的指令系统91

3．1 PLC编程语言与内部资源91

3．1．1 STEP 7编程语言91

3．1．2 PLC的内部资源94

3．1．3 CPU中的寄存器98

3．2 S7-300／400 PLC的编程基础100

3．2．1数据类型和格式标记100

3．2．2操作数106

3．2．3寻址方式107

3．3位逻辑指令111

3．3．1触点指令112

3．3．2线圈指令116

3．3．3 RLO操作指令118

3．3．4立即读与立即写118

3．4定时器与计数器指令120

3．4．1定时器指令120

3．4．2计数器指令125

3．5数据处理指令128

3．5．1装入与传送指令128

3．5．2比较指令132

3．5．3转换指令135

3．6数学运算指令137

3．6．1整数运算指令138

3．6．2浮点数运算指令139

3．6．3字逻辑运算指令141

3．6．4累加器指令143

3．6．5移位和循环移位指令145

3．7控制指令149

3．7．1逻辑控制指令149

3．7．2梯形图中的状态位触点指令152

3．7．3循环指令156

3．7．4程序控制指令157

3．7．5主控继电器指令160

3．7．6数据块指令162

3．8梯形图编程规则164

3．8．1梯形图的优化164

3．8．2典型梯形图的设计164

第4章 S7-300／400PLC的用户程序结构及结构化编程170

4．1概述170

4．1．1结构化编程170

4．1．2用户程序中的块171

4．1．3用户程序使用的堆栈174

4．2功能块与功能的调用175

4．2．1功能块的组成175

4．2．2功能块局部变量声明176

4．2．3功能块的调用及内存分配177

4．2．4功能块与功能的应用举例179

4．3数据块181

4．3．1数据块的分类及使用181

4．3．2访问数据块183

4．3．3建立数据块185

4．4结构化程序设计187

4．4．1逻辑块的编程187

4．4．2 FC和FB程序设计实例192

4．5使用有参功能的结构化程序设计方法198

4．5．1编辑有参功能199

4．5．2在OB1中调用有参功能201

4．6组织块与中断处理202

4．6．1中断的基本概念与组织块的变量202

4．6．2日期时间中断组织块（OB 10～OB 17）203

4．6．3时间延时中断组织块205

4．6．4循环中断组织块207

4．6．5硬件中断组织块与背景组织块208

4．6．6启动组织块OB 100／OB 101／OB 102211

4．6．7故障处理组织块213

4．6．8同步错误组织块218

第5章 STEP7编程软件的使用219

5．1概述219

5．1．1 STEP 7标准软件包219

5．1．2 STEP 7的安装和硬卡接口220

5．1．3 STEP 7软件安装220

5．2 SIMATIC管理器225

5．3 STEP 7快速入门227

5．3．1项目的创建与项目的结构227

5．3．2定义符号232

5．3．3创建逻辑块234

5．4 STEP 7编程技术236

5．4．1创建一个具有功能块和数据块的程序236

5．4．2对功能FC的编程240

5．4．3对共享数据块的编程243

5．4．4使用多重背景编程244

5．5 S7-PLCSIM仿真软件248

5．5．1 S7-PLCSIM的主要功能248

5．5．2 S7-PLCSIM的使用方法248

5．5．3 S7-PLCSIM的应用举例250

5．5．4仿真PLC与真实PLC的区别251

第6章 S7-300／400 PLC的通信与网络252

6．1 S7-300／400的集成通信网络252

6．1．1工厂自动化系统的典型结构252

6．1．2 S7-300／400 PLC的通信网络253

6．1．3 S7通信的分类255

6．2 MPI网络通信256

6．2．1 MPI网络256

6．2．2全局数据包（GD）通信方式260

6．2．3无组态连接的MPI通信方式268

6．2．4需要组态连接的通信方式270

6．3工业以太网技术272

6．3．1工业以太网概述272

6．3．2工业以太网的连接274

6．3．3工业以太网的交换技术276

6．3．4工业以太网的网卡与通信处理器276

6．3．5工业以太网的通信278

6．4 PROFIBUS现场总线技术281

6．4．1 PROFIBUS的主要构成281

6．4．2 PROFIBUS协议及通信方式283

6．4．3 PROFIBUS的数据传输与总线拓扑287

6．4．4 PROFIBUS-DP290

6．4．5 PROFIBUS-DP的主从通信293

6．4．6通过DP接口连接远程I／O站和模拟量模块299

6．4．7 DP从站之间的DX方式通信306

第7章 S7-300／400 PLC工程应用实例312

7．1 S7-300 PLC在料车卷扬调速系统中的应用312

7．1．1系统概述312

7．1．2主要设备的选择313

7．1．3 PLC控制与变频调速系统设计314

7．2 S7-300 PLC在中厚板精整控制系统中的应用318

7．2．1系统概述318

7．2．2总线连接318

7．2．3变频器的设置318

7．2．4 PROFIBUS-DP的电磁干扰320

7．3 S7-400H冗余系统在透平机转速控制中的应用320

7．3．1系统概述320

7．3．2控制系统的组成320

7．3．3透平机的启动升速调节322

7．3．4升速过程的控制323

7．4 S7-300 PLC在深孔镀铬控制系统中的应用325

7．4．1原控制系统简介325

7．4．2控制内容及要求326

7．4．3系统总体设计326

7．4．4控制程序的设计328

7．5 S7-300 PLC在包装机同步控制系统中的应用330

7．5．1包装机工作原理及控制要点330

7．5．2控制系统设计331

7．5．3同步控制实现方法333

7．6 S7-300 PLC在定氧加铝控制系统中的应用334

7．6．1系统概述334

7．6．2定氧加铝自动控制系统335

7．6．3 MM440变频器的控制337

7．7 S7-300 PLC在钢铁生产线中的应用339

7．7．1系统概述339

7．7．2系统网络结构及配置340

7．7．3 PLC程序设计341

7．7．4变频器参数设置及系统分析341

7．8 S7-300 PLC在提升机调速系统中的应用343

7．8．1系统概述343

7．8．2系统硬件组成344

7．8．3 S曲线速度给定与实现346

附录A348

参考文献352