导语

  

内容提要

  

    西门子S7系列PLC性能卓越，功能强大，市场占有率高，是面向系统解决方案的通用型PLC，在工业自动化领域得到了广泛的应用。
    本书从PLC基础入门和工程实用出发，涵盖内容包括电气控制基础、PLC编程入门及工程应用实践。电气控制部分包括常用低压电器的工作原理及选型、电气控制电路的分析与设计等；PLC编程技术介绍以西门子S7-300/400可编程控制器为主线，详细介绍了其硬件结构和编程体系，并对梯形图（LAD）和语句表（STL）编程进行了深入的讲解。重点讲解了经典SIMATIC STEP 7及最新TIA博途软件的使用，并将指令系统的介绍贯穿于PLC工程应用实践中，同时还介绍了通用组态软件和西门子PLC的通信方法。
    本书涵盖了西门子主流S7系列PLC的理论知识和工程应用，并介绍了最新集成开发环境TIA博途软件的使用。内容组织由浅入深、循序渐进，覆盖全面，语言简单易懂，注重理论结合实例，实用性较强，适合想了解掌握S7-300/400 PLC工程应用的读者，读者通过本书学习可以快速掌握西门子自动化的相关技术和工程应用。
    本书可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、机电一体化、计算机控制、机械电子工程及相关专业的教材，也可作为工程技术人员培训及自学参考使用，对从事PLC应用系统设计的工程技术人员也是很好的参考书和自学教材。

第1章  低压电器及基本控制线路
  1.1  常用低压电器
    1.1.1  刀开关
    1.1.2  熔断器
    1.1.3  断路器
    1.1.4  接触器
    1.1.5  控制继电器
    1.1.6  主令电器
  1.2  电气图形符号和文字符号
    1.2.1  电气文字符号
    1.2.2  电气图形符号
  1.3  电气控制电路图绘制原则
  1.4  三相异步电动机的基本控制电路
    1.4.1  基本控制环节
    1.4.2  三相异步电动机启动控制
    1.4.3  三相异步电动机制动控制
    1.4.4  三相异步电动机调速控制线路
  习题
第2章  可编程控制器(PLC)概述
  2.1  PLC的介绍与特点
    2.1.1  PLC的产生
    2.1.2  PLC的定义
    2.1.3  PLC的分类
    2.1.4  PLC的发展
    2.1.5  PLC的特点
    2.1.6  PLC性能指标
  2.2  PLC硬件组成
  2.3  PLC开发环境和工作原理
    2.3.1  PLC编程语言及编程软件
    2.3.2  PLC的工作原理
  2.4  PLC应用及发展趋势
  2.5  PLC在工业自动化中的地位
  2.6  PLC产品概况
    2.6.1  国外PLC品牌
    2.6.2  国产PLC品牌
  2.7  西门子自动化产品介绍
    2.7.1  西门子PLC系列
    2.7.2  全集成自动化
  习题
第3章  S7-300/400 PLC硬件系统
  3.1  S7-300 PLC硬件简介
  3.2  S7-300机架
  3.3  S7-300电源模块
  3.4  S7-300 CPU模块
    3.4.1  CPU模块的分类
    3.4.2  CPU面板介绍
    3.4.3  CPU模块通信接口
    3.4.4  CPU模块存储器
  3.5  S7-300接口模块
  3.6  S7-300信号模块
    3.6.1  数字量模块
    3.6.2  模拟量模块
    3.6.3  数字量仿真模块
  3.7  功能模块
  3.8  编程设备PG/PC
  3.9  S7-300模块的安装与扩展
    3.9.1  模块配放原则
    3.9.2  模块安装规范
    3.9.3  模块安装步骤
    3.9.4  模块扩展
  3.10  S7-300模块编址
    3.10.1  数字量模块编址
    3.10.2  模拟量模块编址
    3.10.3  自由编址
  3.11  S7-400硬件系统
    3.11.1  S7-400系统结构
    3.11.2  S7-400 CPU模块
    3.11.3  S7-400电源模块
    3.11.4  S7-400机架与接口模块
    3.11.5  S7-400信号模块及编址
  习题
第4章  SIMATIC STEP 7及TIA博途软件使用
  4.1  STEP 7概述
  4.2  STEP 7安装与卸载
    4.2.1  安装系统配置
    4.2.2  STEP 7授权
    4.2.3  安装STEP
    4.2.4  卸载STEP
  4.3  SIMATIC管理器概述
  4.4  项目的管理与创建
    4.4.1  STEP 7创建项目步骤
    4.4.2  项目结构
    4.4.3  创建项目
    4.4.4  编辑项目
  4.5  硬件组态
    4.5.1  硬件组态步骤
    4.5.2  参数设置
    4.5.3  硬件组态目录更新
  4.6  符号表
    4.6.1  符号表的创建
    4.6.2  符号表的管理
  4.7  逻辑块的生成
    4.7.1  逻辑块的组成
    4.7.2  程序编辑器的设置
    4.7.3  输入程序的方式
    4.7.4  程序块上锁
    4.7.5  程序编辑器
  4.8  硬件接口与程序下载、上传
    4.8.1  硬件接口
    4.8.2  程序下载、上传
  4.9  程序调试工具PLCSIM
    4.9.1  S7-PLCSIM介绍
    4.9.2  S7-PLCSIM使用
    4.9.3  S7-PLCSIM 调试
    4.9.4  PLCSIM与真实PLC的差别
  4.10  西门子TIA博途软件使用入门
    4.10.1  TIA博途软件构成
    4.10.2  TIA博途软件的安装
    4.10.3  TIA博途软件的授权
    4.10.4  TIA博途软件项目创建与硬件组态
  习题
第5章  S7-300/400 PLC编程语言与指令系统
  5.1  S7-300/400编程语言
    5.1.1  PLC编程语言的国际标准
    5.1.2  STEP 7的编程语言
    5.1.3  PLC编程原则
  5.2  S7-300/400 CPU的存储区
    5.2.1  数制
    5.2.2  基本数据类型
    5.2.3  系统存储器
    5.2.4  CPU中的寄存器
    5.2.5  寻址方式
  5.3  位逻辑指令
    5.3.1  梯形图指令
    5.3.2  位逻辑运算指令
    5.3.3  位操作指令
    5.3.4  位测试指令
  5.4  定时器指令
    5.4.1  定时器指令概述
    5.4.2  定时器指令
    5.4.3  定时器编程举例
  5.5  计数器指令
    5.5.1  计数器指令概述
    5.5.2  计数器指令
    5.5.3  计数器编程举例
  5.6  数据传送与转换指令
    5.6.1  装入指令与传送指令
    5.6.2  比较指令
    5.6.3  数据转换指令
  5.7  运算指令
    5.7.1  整数与浮点数数学运算指令
    5.7.2  字逻辑运算指令与累加器指令
    5.7.3  移位指令
  5.8  控制指令
    5.8.1  逻辑控制指令
    5.8.2  程序控制指令
    5.8.3  主控继电器指令与数据块指令
  5.9  库分类及应用
    5.9.1  库的分类
    5.9.2  库的应用
    5.9.3  库的生成
  5.10  指令综合使用举例
  习题
第6章  S7-300/400 PLC结构化编程
  6.1  编程方式和程序结构
    6.1.1  编程方式
    6.1.2  程序结构
  6.2  结构化编程的实现
    6.2.1  结构化编程
    6.2.2  实现形式
  6.3  功能与功能块
    6.3.1  功能块
    6.3.2  功能
    6.3.3  功能的调用
    6.3.4  功能块的调用
  6.4  结构化程序设计实例
    6.4.1  编辑并调用有参功能(FC)
    6.4.2  多重背景使用举例
  习题
第7章  数据块和组织块的使用
  7.1  数据块
    7.1.1  数据块的类型
    7.1.2  数据块的生成
    7.1.3  数据块的访问
  7.2  S7-300/400的组织块
    7.2.1  组织块的分类
    7.2.2  中断
    7.2.3  启动组织块
    7.2.4  时间延时中断组织块
    7.2.5  硬件中断组织块
  7.3  定期执行组织块
    7.3.1  日期时间中断组织块
    7.3.2  循环中断组织块
  7.4  错误处理组织块
    7.4.1  错误处理概述
    7.4.2  错误的分类
    7.4.3  同步错误组织块
    7.4.4  冗余错误组织块
  习题
第8章  S7-300/400模拟量处理技术
  8.1  PID控制器
    8.1.1  PID控制的基本原理
    8.1.2  PID控制器的数字化
    8.1.3  PID控制器参数与系统性能关系
  8.2  连续PID控制模块FB
    8.2.1  设定值与过程变量的处理
    8.2.2  控制器算法
    8.2.3  输出值的处理
  8.3  脉冲发生器模块FB
    8.3.1  脉冲发生器的功能与结构
    8.3.2  两步控制器
    8.3.3  三步控制器
  8.4  模拟量输入/输出规范化
    8.4.1  模拟量输入规范化
    8.4.2  模拟量输出规范化
  8.5  闭环控制系统设计举例
    8.5.1  系统简介
    8.5.2  硬件选型及信号类型设置
    8.5.3  程序设计
  习题
第9章  组态软件与西门子PLC通信应用
  9.1  人机界面与组态软件介绍
    9.1.1  人机界面与触摸屏
    9.1.2  人机界面的组成
    9.1.3  SIMATIC人机界面
    9.1.4  组态软件介绍
    9.1.5  PC机通用组态软件
  9.2  iFIX组态软件介绍
    9.2.1  iFIX软件介绍
    9.2.2  iFIX软件结构
    9.2.3  iFIX数据
  9.3  iFIX软件安装与S7-300通信配置
    9.3.1  iFIX软件安装
    9.3.2  西门子PLC驱动配置
  习题
第10章  PLC控制系统设计及工程应用
  10.1  系统设计的原则和内容
    10.1.1  设计原则
    10.1.2  设计内容
    10.1.3  设计步骤
  10.2  硬件设计
    10.2.1  PLC的选型
    10.2.2  I/O模块的选型
    10.2.3  PLC容量估算
  10.3  软件设计
    10.3.1  设计前准备工作
    10.3.2  编写程序
    10.3.3  程序测试
  10.4  系统调试
    10.4.1  调试步骤
    10.4.2  调试方法
    10.4.3  系统开发技巧
  10.5  基于S7-300 PLC的温度控制系统设计
    10.5.1  温度控制意义
    10.5.2  系统功能需求
    10.5.3  控制方案设计
    10.5.4  硬件系统设计
    10.5.5  程序设计
    10.5.6  上位机软件设计
    10.5.7  系统调试
  10.6  基于S7-300 PLC和OPC的液位实时控制系统设计
    10.6.1  控制系统结构
    10.6.2  控制系统原理
    10.6.3  PLC程序设计
    10.6.4  MATLAB/Simulink在线链接
    10.6.5  建立Simulink实时控制工作空间
  习题
参考文献