机械电气控制与西门子PLC应用详解

第1章西门子PLC及应用基础 /001

1.1西门子PLC概述/001

1.1.1西门子PLC的发展历程/001

1.1.2产品分类/001

1.2西门子PLC在机械电气控制的应用/003

1.2.1基于PLC的机械电气控制/003

1.2.2PLC机械电气控制系统设计/004

1.2.3西门子PLC机电控制主要应用/005

第2章西门子S7-200 PLC /007

2.1西门子S7-200 PLC概况/007

2.1.1S7-200 PLC的结构/007

2.1.2S7-200存储器的数据类型与寻址方式/009

2.2S7-200系列PLC的基本指令/010

2.2.1基本逻辑指令/010

2.2.2程序控制指令/015

2.2.3PLC顺序控制程序设计/017

2.2.4顺序控制指令/018

2.3S7-200系列PLC功能指令/020

2.3.1数据处理指令/020

2.3.2算术和逻辑运算指令/023

2.3.3表功能指令/026

2.3.4转换指令/027

2.3.5中断指令/029

2.3.6高速处理指令/029

2.4S7-200 PLC编程软件及应用/030

2.4.1编程软件系统概述/030

2.4.2STEP 7-Micro/WIN32软件功能/031

2.4.3程序编程/033

2.4.4调试及运行监控/035

第3章西门子S7-200 PLC机电控制设计实例 /036

3.1基于S7-200 PLC的变频调速电梯控制系统的设计/036

3.1.1电梯结构与性能要求/036

3.1.2PLC的系统配置及控制功能/038

3.1.3FR-A540变频器的参数设置/041

3.1.4系统框图及电气图设计/042

3.1.5电梯的控制方式与系统程序设计/045

3.2基于S7-200 PLC的闸门卷扬启闭机测控系统设计/050

3.2.1闸门卷扬启闭机测控系统需求分析/050

3.2.2闸门卷扬启闭机测控系统总体框架/052

3.2.3闸门卷扬启闭机测控系统通信网络/053

3.2.4闸门卷扬启闭机测控系统主回路设计/056

3.2.5闸门卷扬启闭机测控系统控制回路设计/058

3.2.6闸门卷扬启闭机测控系统数据采集模块设计/060

3.2.7S7-200 PLC程序设计/065

3.2.8触摸屏及上位机组态软件程序设计/071

3.3液压泵-马达综合试验台PLC系统设计开发/076

3.3.1液压泵-马达综合试验台功能需求分析/076

3.3.2液压泵-马达综合试验台液压技术方案/077

3.3.3测试系统设计/079

3.3.4PLC控制系统设计/084

3.3.5测试系统的软件开发/088

第4章西门子S7-300/400PLC /092

4.1S7-300/400 PLC概况/092

4.1.1S7-300 PLC概况/092

4.1.2S7-300 PLC模块/095

4.1.3S7 400 PLC概况/103

4.1.4S7-300/400 PLC存储区/105

4.2S7-300/400编程语言与指令系统/108

4.2.1STEP 7编程语言/108

4.2.2STEP 7数据类型/110

4.2.3S7-300/400指令基础/112

4.2.4位逻辑指令/115

4.2.5定时器与计数器指令/123

4.2.6数字指令/133

4.2.7控制指令/145

4.3STEP 7使用初步/148

4.3.1STEP 7软件安装/148

4.3.2SIMATIC管理器的应用/151

4.3.3STEP 7快速入门/153

4.3.4下载和调试程序/161

第5章西门子S7-300/400 PLC机电控制设计实例 /163

5.1基于S7-300 PLC的车门包边机控制系统设计开发/163

5.1.1包边机工艺要求和控制要求/163

5.1.2包边机控制系统硬件设计/166

5.1.3包边机PLC控制系统软件设计/169

5.1.4包边机人机界面设计/176

5.2基于S7-300 PLC的水套加热炉控制系统设计/178

5.2.1水套加热炉控制系统总体结构/178

5.2.2加热炉燃烧器选型/178

5.2.3PLC及其模块选取/180

5.2.4人机界面选型/182

5.2.5现场仪表选型/182

5.2.6PLC硬件组态与编程方式选择/184

5.2.7控制程序设计/186

5.2.8人机界面设计/194

5.3基于双S7-300 PLC卡轨车冗余控制系统的设计/197

5.3.1卡轨车系统参数及工艺/198

5.3.2PLC控制系统硬件设计/199

5.3.3双S7-300 PLC冗余控制系统软件设计/201

5.3.4显示屏设计/219

5.3.5远程通信设计/223

5.4基于西门子S7-400系列PLC的原料煤储运系统的设计/225

5.4.1原料煤储运系统概况/225

5.4.2PLC控制系统总体设计/226

5.4.3PLC控制系统硬件选型/227

5.4.4PLC控制系统软件设计/228

参考文献/231 2100433B

西门子PLC控制性能优异，在各行业机电控制中得到了十分广泛的应用。本书结合一系列实例，详细介绍了基于西门子PLC的机械电气控制系统设计方法与步骤，包括：控制系统的需求分析，选择PLC机型，系统硬件设计，系统软件设计等。全书共5章，第1章是概论，介绍西门子PLC的发展历程及应用情况；第2章与第4章分别介绍西门子S7-200系列与S7-300/400系列PLC的基础知识；第3章与第5章分别是西门子S7-200系列PLC与西门子S7-300/400系列PLC机电控制实例详解。

本书取材新颖、技术实用、案例典型，适合机械电气控制系统设计开发人员、西门子PLC应用人员阅读，本书也可作为高校相关专业师生的教学参考书。

电气控制与西门子PLC应用技术

所属类别

科技 >> 电工电子 >> 自动控制

作者：郭明良 主编 任思璟、李忠勤 副主编

出版日期：2018年7月

书号：978-7-122-31511-3

开本：16K　787×1092　1/16

装帧：平版次：1版1次

页数：235页

本书在介绍电气控制知识的基础上，以西门子S7-200系列PLC为对象，介绍了PLC的组成、工作原理、指令系统、通信技术和系统设计方法等。内容包括：常用低压电器、电气控制基础、典型机械设备电气控制系统、可编程控制器的基础知识、S7-200 PLC的基本指令及应用、S7-200 PLC的功能指令及应用、step 7-Micor/WIN编程软件、PLC的通信与自动化通信网络、PLC基础实验、WinCC flexible入门。书中引用了大量的编程实例，能帮助初学者快速提高对PLC认识能力，熟练掌握编程技巧。

本书既可以作为高等学校电气类及相关专业本科生的教材，也可供大专、成人教育等相关专业使用，还可作为电气技术人员的参考书。

第1章可编程控制器的组成及工作原理

1.1电气控制基础1

1.1.1继电器-接触器控制1

1.1.2PLC常用的外围器件5

1.2PLC工业控制应用的基本模式9

1.3PLC的功能11

1.4PLC的特点12

1.4.1可编程控制器的特点12

1.4.2PLC与“继电器-接触器”控制系统的比较13

1.4.3PLC与微机(PC)的区别13

1.4.4PLC与DCS的区别14

1.5PLC的典型应用14

1.6PLC的组成15

1.7PLC的工作原理20

1.8PLC的性能指标26

1.9PLC的分类26

第2章可编程控制器的硬件系统

2.1PLC的特点及应用29

2.2PLC的技术规格与分类29

2.3PLC的硬件结构31

2.4S7-200 SMART扩展模块32

2.5适用于S7-200 SMART的HMI设备37

2.6PLC的通信37

2.7PLC的安装38

第3章可编程控制器的软件系统

3.1PLC的编程语言与程序结构41

3.2数据类型与寻址方式43

3.2.1数制43

3.2.2数据类型45

3.2.3CPU的存储区47

3.2.4直接寻址与间接寻址49

3.3STEP7-Micro/WIN SMART软件的使用50

3.3.1软件安装和卸载50

3.3.2软件的界面介绍53

3.3.3桌面菜单的结构54

3.3.4新建、打开、保存项目文件56

3.3.5关闭和显示窗口56

3.3.6隐藏或动态隐藏窗口57

3.3.7系统块57

3.3.8设置CPU时钟58

3.3.9新建、编辑、下载和调试一个程序59

3.3.10变量符号表64

3.3.11数据块68

3.3.12交叉引用71

3.3.13状态图表73

3.3.14向导和工具介绍75

3.3.15如何使用在线帮助76

第4章PLC的指令系统及编程方法

4.1PLC的指令系统概述79

4.2S7-200 SMART的基本指令79

4.2.1触点指令与逻辑堆栈指令79

4.2.2输出类指令与其他指令84

4.3定时器指令与计数器指令86

4.3.1定时器指令86

4.3.2计数器指令91

4.4编程规则与技巧93

4.5S7-200 SMART的功能指令概述97

4.6程序控制指令99

4.7局部变量与子程序103

4.8数据处理指令108

4.8.1比较指令与数据传送指令108

4.8.2移位与循环移位指令111

4.8.3数据转换指令112

4.8.4表格指令114

4.8.5数据运算指令116

4.8.6逻辑运算指令119

4.8.7中断程序与中断指令120

4.8.8高速计数器与高速脉冲输出指令125

4.8.9数据块应用与字符串指令128

4.8.10PID指令133

第5章顺序控制梯形图程序设计方法

5.1顺序控制设计法与顺序功能图145

5.1.1步与动作145

5.1.2有向连线与转换条件147

5.1.3顺序功能图的基本结构148

5.1.4顺序功能图中转换实现的规则151

5.2使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法152

5.2.1单序列的编程方法152

5.2.2选择序列与并行序列的编程方法154

5.2.3应用举例155

5.3使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法158

5.3.1顺序控制继电器指令158

5.3.2选择序列与并行序列的编程方法160

5.3.3应用举例161

5.4具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法163

5.4.1系统的硬件结构与工作方式163

5.4.2公用程序与手动程序165

5.4.3自动程序166

第6章PLC控制系统的设计与应用

6.1PLC控制系统的设计方法及步骤171

6.1.1PLC控制系统设计的基本步骤171

6.1.2PLC硬件系统设计173

6.1.3PLC软件系统设计一般步骤175

6.2PLC系统控制程序设计方法176

6.2.1经验设计法176

6.2.2逻辑设计方法179

6.2.3移植设计法186

6.2.4顺序功能图设计法190

6.3变频器及其PLC控制190

6.3.1变压变频调速原理190

6.3.2变频器的基本结构和分类191

6.3.3变频器的选用、运行和维护192

6.3.4变频器的操作方式及使用193

第7章菌菇温室控制系统

7.1工程介绍和设计要求195

7.2菌菇温室控制系统工程设计196

7.2.1元件选型196

7.2.2PLC的I/O口地址分配197

7.2.3程序设计197

第8章PLC在828D数控系统中的应用

8.1828D数控系统209

8.1.1SINUMERIK 828D概述209

8.1.2828D系统特点210

8.1.3828D系统功能211

8.1.4828D系统PLC接口地址212

8.1.5828D调试工具213

8.2828D数控系统的PLC控制214

8.2.1PLC系统的配置215

8.2.2PLC的控制流程216

8.3PLC输入输出板的接线设计216

8.4PLC控制机床面板的设计218

8.5PLC控制机床手轮的设计221

8.6PLC控制数控系统上电顺序的设计223

8.7PLC与NC数据交换程序设计224

8.8PLC与NC驱动交换数据230

8.9828D读写NC或驱动变量231 2100433B