了得網計算機/網絡_西門子PLC完全精通教程（第2版）

編輯推薦

本書具有如下特點：

1.內容由淺入深、由基礎到應用，理論聯繫實際，既適合初學者學習使用，也可以供有一定基礎的人結合書中大量的實例，深入學習西門子PLC的工程應用。

2.用實例引導讀者學習。本書的內容全部用精選的例子來講解，例如，用例子說明現場總線通信的實現全過程。同時所有的例子都包含軟硬件的配置方案圖、接線圖和程序，而且為確保程序的正確性，程序已經在PLC上運行通過。

3.對於比較復雜的例子，均配有學習資源，包含視頻和程序源代碼。如工業以太網通信的硬件組態較復雜，就配有視頻和程序源代碼，方便讀者學習。

4.本書包括了西門子S7-200/200smart/1200/300/400等繫列PLC技術的講解，內容全面實用，是一部介紹西門子PLC技術非常全面的圖書，通過本書讀者就可以學會西門子主要繫列PLC的應用技術。

內容簡介

本書從基礎和實用出發，繫統介紹了西門子S7-200/200SMART/1200/300/400等繫列PLC技術。全書分兩個部分：*部分為入門篇，主要介紹了可編程序控制器（PLC）基礎、西門子PLC的硬件、西門子PLC的軟件、西門子PLC的指令繫統、邏輯控制編程的編寫方法與調試；第二部分為精通篇，包括PLC在過程控制中的應用、PLC在運動控制中的應用、PLC在變頻器調速繫統中的應用、PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信、工業以太網通信、西門子PLC其他應用技術、西門子PLC工程應用案例等。本書內容豐富，重點突出，強調知識的實用性，同時配有大量實用的例題，便於讀者模仿學習。大部分實例都有詳細的軟件、硬件配置清單，並配有接線圖和程序。本書所配電子資源中有重點內容的程序和操作視頻資料。本書可供從事PLC應用的技術人員學習使用，也可以作為大中專院校的機電類、信息類專業的教材。

第1篇入門篇

第1章可編程序控制器（PLC）基礎2

1.1概述2

1.1.1PLC的發展歷史2

1.1.2PLC的主要特點3

1.1.3PLC的應用範圍3

1.1.4PLC的分類與性能指標4

第1篇入門篇

第1章可編程序控制器（PLC）基礎2

1.1概述2

1.1.1PLC的發展歷史2

1.1.2PLC的主要特點3

1.1.3PLC的應用範圍3

1.1.4PLC的分類與性能指標4

1.1.5PLC與繼電器繫統的比較5

1.1.6PLC與微機的比較5

1.1.7PLC的發展趨勢5

1.1.8PLC在我國6

1.2可編程序控制器的結構和工作原理6

1.2.1可編程序控制器的硬件組成6

1.2.2可編程序控制器的工作原理9

1.2.3可編程序控制器的立即輸入、輸出功能10

第2章西門子PLC的硬件12

2.1西門子PLC概述12

2.2S7-200繫列PLC13

2.2.1S7-200CPU模塊13

2.2.2S7-200CPU的接線14

2.3S7-200擴展模塊17

2.3.1數字量I/O擴展模塊17

2.3.2模擬量I/O擴展模塊18

2.3.3其他擴展模塊20

2.4S7-200電源需求計算23

2.4.1I/O配置23

2.4.2電源需求計算23

2.5S7-300PLC常用模塊及其接線24

2.5.1S7-300PLC的基本結構24

2.5.2S7-300PLC的CPU模塊25

2.5.3數字量模塊28

2.5.4模擬量模塊33

2.5.5S7-300PLC的通信處理模塊37

2.5.6S7-300PLC的功能模塊37

2.5.7S7-300PLC的其他模塊38

2.6S7-400PLC常用模塊簡介38

2.6.1S7-400PLC的概述38

2.6.2S7-400PLC的機架39

第3章西門子PLC的軟件42

3.1西門子PLC編程軟件的簡介42

3.1.1LOGO！的編程軟件42

3.1.2S7-200的編程軟件42

3.1.3S7-200SMART的編程軟件42

3.1.4S7-1200的編程軟件42

3.1.5S7-300/400的編程軟件42

3.2S7-200的編程軟件STEP7-Micro/WIN的使用42

3.2.1STEP7-Micro/WIN軟件的界面介紹42

3.2.2編譯STEP7-Micro/WIN項目45

3.2.3用STEP7-Micro/WIN建立一個完整的項目53

3.2.4S7-200仿真軟件的使用59

3.3S7-300/400編程軟件STEP7的使用61

3.3.1STEP7軟件簡介61

3.3.2編程界面的SIMATIC管理器62

3.3.3硬件組態與參數設置65

3.3.4STEP7的下載和上傳80

3.3.5STEP7軟件編程85

3.3.6用STEP7建立一個完整的項目86

第4章西門子PLC的指令繫統93

4.1西門子PLC的編程基礎知識93

4.1.1數據的存儲類型93

4.1.2編程語言95

4.2S7-200繫列PLC的指令繫統96

4.2.1S7-2件的功能與地址分配96

4.2.2位邏輯指令100

4.2.3定時器與計數器指令104

4.2.4功能指令118

4.2.5S7-200PLC的程序控制指令及其應用137

4.3S7-300/400繫列PLC的指令繫統146

4.3.1S7-300/40件與數據類型146

4.3.2尋址方式150

4.3.3CPU中的寄存器153

4.3.4位邏輯指令156

4.3.5定時器與計數器指令162

4.3.6其他常用指令168

4.4S7-300/400PLC的程序結構172

4.4.1功能、功能塊和數據塊173

4.4.2共享數據塊（DB）及其應用176

4.4.3組織塊（OB）184

4.5S7-300/400實例194

第5章邏輯控制編程的編寫方法與調試197

5.1順序功能圖197

5.1.1順序功能圖的畫法197

5.1.2梯形圖編程的原則202

5.1.3流程圖設計法204

5.2應用實例219

5.2.1液體混合的PLC控制219

5.2.2全自動洗衣機的PLC控制223

5.3程序的調試方法228

5.3.1用變量監控表進行調試228

5.3.2使用PLCSIM軟件進行調試（對於S7-300/400）231

5.4故障診斷233

5.4.1使用狀態和出錯LED進行故障診斷234

5.4.2用STEP7快速視圖進行故障診斷236

5.4.3用通信塊的輸出參數/返回值（RET_VAL）診斷故障242

第2篇精通篇

第6章PLC在過程控制中的應用246

6.1PID控制簡介246

6.1.1PID控制原理簡介246

6.1.2PID控制器的參數整定249

6.2利用PID指令編寫過程控制程序251

第7章PLC在運動控制中的應用273

7.1PLC控制步進電動機273

7.1.1步進電動機簡介273

7.1.2直接使用PLC的高速輸出點控制步進電動機274

7.1.3步進電動機的調速控制287

7.1.4步進電動機的正反轉控制289

7.2PLC控制伺服繫統291

7.2.1伺服繫統基礎291

7.2.2直接使用PLC的高速輸出點控制伺服繫統293

第8章PLC在變頻器調速繫統中的應用305

8.1西門子MM440變頻器使用簡介305

8.1.1認識變頻器305

8.1.2西門子MM440變頻器使用簡介306

8.2變頻器多段頻率給定309

8.3變頻器模擬量頻率給定314

8.3.1模擬量模塊的簡介314

8.3.2電流信號頻率給定（利用S7-200）316

8.3.3電壓信號頻率給定（利用S7-300）318

8.4變頻器的通信頻率給定319

8.4.1MM440變頻器通信的基本知識319

8.4.2S7-200與MM440變頻器的USS通信頻率給定322

8.4.3S7-1200PLC與MM440的USS通信327

8.4.4S7-300與MM440變頻器的場總線通信頻率給定333

8.5使用變頻器時電動機的制動和正反轉338

8.5.1使用變頻器時電動機的制動338

8.5.2使用變頻器時電動機的正反轉339

第9章PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信341

9.1通信基礎知識341

9.1.1通信的基本概念341

9.1.2RS-485標準串行接口344

9.1.3OSI參考模型345

9.2SIMATICNET工業通信網絡346

9.2.1工業通信網絡結構346

9.2.2通信網絡技術說明347

9.3PPI通信347

9.3.1初識PPI協議347

9.3.2S7-200繫列PLC之間的PPI通信348

9.4MPI通信352

9.4.1MPI通信概述352

9.4.2無組態連接通信方式352

9.5PROFIBUS現場總線通信359

9.5.1PROFIBUS現場總線概述359

9.5.2PROFIBUS通信概述360

9.5.3PROFIBUS總線拓撲結構362

9.5.4S7-300與ET200M的PROFIBUS-DP通信364

9.5.5S7-300與S7-200間的PROFIBUS-DP通信370

9.5.6S7-300與S7-300間的PROFIBUS-DP通信379

9.6MODBUS通信概述387

9.6.1MODBUS通信概述387

9.6.2MODBUS傳輸模式388

9.6.3S7-200PLC間MODBUS通信388

9.6.4S7-1200與S7-1200的MODBUS通信392

第10章工業以太網通信397

10.1以太網通信概述397

10.1.1以太網通信簡介397

10.1.2工業以太網通信簡介398

10.2S7-200PLC的以太網通信399

10.3S7-1200PLC的以太網通信407

10.3.1S7-1200繫列PLC間的以太網通信407

10.3.2S7-1200繫列PLC與S7-300繫列PLC間的以太網通信412

10.4S7-300/400繫列PLC的以太網通信418

10.4.1S7-300間的以太網通信418

10.4.2S7-400與遠程I/O模塊ET200間的PROFINET通信427

10.4.3S7-400與S7-200SMART間的以太網通信433

第11章西門子PLC其他應用技術439

11.1高速計數器的應用439

11.1.1高速計數器的簡介439

11.1.2高速計數器在轉速測量中的應用441

11.2PWM449

11.2.1PWM功能簡介449

11.2.2PWM功能應用舉例450

11.3其他技巧/難點453

11.3.1安裝和使用西門子軟件注意事項453

11.3.2創建和使用S7-200的庫函數454

11.3.3指針的應用457

第12章西門子PLC工程應用案例459

12.1壓力數據采集PLC控制繫統459

12.1.1繫統軟硬件配置459

12.1.2編寫控制程序459

12.2物料混合機的PLC控制464

12.2.1繫統軟硬件配置464

12.2.2編寫控制程序466

12.3小型攪拌機的PLC控制467

12.3.1繫統軟硬件配置468

12.3.2控制程序的編寫468

12.4啤酒灌裝線繫統的PLC控制471

12.4.1繫統軟硬件配置472

12.4.2控制程序的編寫474

12.5往復運動小車PLC控制繫統479

12.5.1繫統軟硬件配置479

12.5.2控制程序的編寫481

參考文獻485

前言

隨著計算機技術的發展，以可編程序控制器、變頻器調速和計算機通信等技術為主體的新型電氣控制繫統已經逐漸取代傳統的繼電器電氣控制繫統，並廣泛應用於各行業。由於西門子PLC具有的卓越的性能，因此在工控市場占有非常大的份額，應用十分廣泛。雖然PLC入門相對比較容易，但對於那些西門子PLC剛入門的讀者來說，要繫統掌握PLC的應用還不太容易（如PLC通信、運動控制、PID控制等技術）。編者曾經編寫出版了一繫列PLC技術圖書，讀者反映較好。因此，為了使讀者能既容易讀懂，又更好地掌握綜合應用技術，我們總結長期的教學經驗和工程實踐經驗，聯合企業相關人員，共同編寫了《西門子PLC完全精通教程》，本書出版後，深受廣大讀者的歡迎，有很多讀者發來郵件與我們探討PLC技術問題，並對本書的內容提出了寶貴意見。近年來，隨著PLC技術的進步，我們又對版的內容進行了優化、調整，並增加了大量的經典小程序和工程實例，使本書的內容更加全面和實用。我們在編寫過程中，除了全面繫統地介紹了西門子PLC技術的基礎知識外，還結合實際應用，將一些生動的操作實例融入到書中，以提高讀者的學習興趣。本書具有以下特點。（1）內容由淺入深、由基礎到應用，理論聯繫實際，既適合初學者學習使用，也可以供有一定基礎的人結合書中大量的實例，深入學習西門子PLC的工程應用。（2）用實例引導讀者學習。本書的內容全部用精選的例子來講解，例如，用例子說明現場總線通信的實現全過程。同時所有的例子都包含軟硬件的配置方案圖、接線圖和程序，而且為確保程序的正確性，程序已經在PLC上運行通過。（3）對於比較復雜的例子，均配有學習資源，包含視頻和程序源代碼。如工業以太網通信的硬件組態較復雜，就配有視頻和程序源代碼，讀者可以在出版社的網站http://download.cip.com.cn/“配書資源”一欄中下載，便於讀者學習。本書由向曉漢、黎雪芬主編，奚茂龍任副主編，無錫職業技術學院的奚小網教授任主審。全書共分12章。第1章由無錫小天鵝股份有限公司的蘇高峰編寫；第2章由無錫職業技術學院的奚茂龍博士編寫；第3章由桂林電子科技大學的向定漢教授編寫；第4、9和12章由無錫職業技術學院的向曉漢編寫；第5章由無錫雪浪環境科技股份有限公司的劉搖搖編寫；第6章由無錫雪浪環境科技股份有限公司的王飛飛編寫；第7章由無錫雷華科技有限公司的歐陽慧彬編寫；第8章由無錫雷華科技有限公司的陸彬編寫；第10章由無錫職業技術學院的黎雪芬編寫；第11章由無錫小天鵝股份有限公司的李潤海編寫。由於編者水平有限，不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。編者

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