了得網工業技術_PLC與觸摸屏從入門到精通

產品特色

編輯推薦

學習PLC的***開悟書

觸摸屏原理以及組態軟件的安裝和功能介紹

西門子、三菱、歐姆龍PLC控制繫統的設計方法

3個工程實例詳解助您快速掌握PLC應用
結合實例，可與實際工程直接接軌

理論與實際操作相結合，讀者可以邊學邊用

內容簡介

本書首先介紹PLC和觸摸屏的基本概念及其工作原理，然後分別介紹三菱、歐姆龍、西門子等PLC的硬件結構、指令繫統以及它們的編程軟件的使用，從工程應用角度出發通過多個實例，深入淺出地講解人機界面和PLC在工程實踐中的應用方法。書中的每個實例均給出了詳細的設計思路、設計步驟以及觸摸屏界面。

作者簡介

豈興明

清華大學工程熱物理博士學位，現任中國艦船研究設計中心工程師，具有二十餘年自動化控制繫統設計經驗。擔任1500噸級科考船、6500噸級救助船等多型號的動力繫統主任設計師。承擔《動力總體技術》等3項十二五預研課題。累計發表科技論文23篇（其中EI檢索14篇，ISTP檢索3篇），出版專著20本，發明專利8項。

基礎篇

第 1章可編程控制器概述3

1.1 PLC的產生與發展3

1.1.1 PLC的定義3

1.1.2 PLC技術的產生4

1.1.3 PLC的發展歷史4

1.1.4 PLC技術的發展趨勢5
基礎篇

第 1章可編程控制器概述3

1.1 PLC的產生與發展3

1.1.1 PLC的定義3

1.1.2 PLC技術的產生4

1.1.3 PLC的發展歷史4

1.1.4 PLC技術的發展趨勢5

1.2 PLC的特點和應用範圍6

1.2.1 PLC的特點6

1.2.2 PLC的功能和應用範圍9

1.3 PLC的基本結構10

1.3.1 PLC的硬件結構10

1.3.2 PLC的軟件繫統16

1.4 PLC的工作原理19

1.4.1 PLC的掃描工作方式19

1.4.2 PLC的輸入/輸出原則21

1.4.3 PLC的中斷處理21

1.5 可編程控制器的分類21

1.5.1 按照PLC的控制規模分類21

1.5.2 按照PLC的控制性能分類22

1.5.3 按照PLC的結構分類22

1.6 部分品牌PLC簡介23

1.6.1 西門子PLC23

1.6.2 三菱PLC27

1.6.3 歐姆龍PLC30

1.6 本章小結31

第 2章觸摸屏基礎32

2.1 觸摸屏概述32

2.1.1 觸摸屏的定義32

2.1.2 觸摸屏的功能與技術特點34

2.1.3 觸摸屏的發展趨勢36

2.2 觸摸屏的分類38

2.2.1 電阻式觸摸屏39

2.2.2 電容式觸摸屏40

2.2.3 紅外式觸摸屏41

2.2.4 表面聲波式觸摸屏41

2.2.5 各種觸摸屏特性比較42

2.3 觸摸屏的基本結構及工作原理43

2.3.1 觸摸屏的工作原理44

2.3.2 觸摸屏的基本結構44

2.3.3 CPU模塊45

2.3.4 觸摸屏模塊47

2.3.5 LCD模塊48

2.3.6 串行通信模塊49

2.3.7 存儲模塊49

2.3.8 以太網模塊51

2.3.9 電源模塊52

2.4 本章小結52

第3章觸摸屏組態軟件53

3.1 組態軟件簡介53

3.1.1 組態軟件概述53

3.1.2 組態軟件主要產品55

3.2 組態軟件結構57

3.2.1 按照繫統環境劃分57

3.2.2 按照軟件功能劃分58

3.3 組態軟件功能61

3.3.1 圖形組態功能62

3.3.2 工程管理功能62

3.3.3 數據點管理62

3.3.4 通信功能63

3.3.5 網絡功能63

3.4 組態軟件使用63

3.4.1 組態的典型步驟63

3.4.2 組態工程的要求64

3.5 組態軟件發展趨勢66

3.6 本章小結68

第4章各品牌觸摸屏人機界面及其組態軟件69

4.1 西門子觸摸屏人機界面及其組態軟件69

4.1.1 西門子觸摸屏及組態軟件簡介69

4.1.2 西門子觸摸屏及組態軟件安裝72

4.1.3 西門子觸摸屏及組態軟件功能73

4.1.4 西門子觸摸屏及組態軟件發展74

4.2 三菱觸摸屏人機界面及其組態軟件74

4.2.1 三菱觸摸屏及組態軟件簡介74

4.2.2 三菱觸摸屏及組態軟件安裝76

4.2.3 三菱觸摸屏及組態軟件功能81

4.2.4 三菱觸摸屏及組態軟件發展83

4.3 歐姆龍觸摸屏人機界面及其組態軟件85

4.3.1 歐姆龍HMI及組態軟件簡介86

4.3.2 歐姆龍觸摸屏組態軟件安裝88

4.3.3 歐姆龍HMI及組態軟件發展92

4.4 本章小結93

提高篇

第5章西門子S7-200 PLC 控制繫統設計方法94

5.1 S7-200 PLC設計選型94

5.1.1 S7-200 PLC型號94

5.1.2 S7-200 PLC硬件選型97

5.2 S7-200 PLC軟件編程103

5.2.1 程序的基本結構103

5.2.2 存儲器地址結構106

5.2.3 中斷功能112

5.2.4 PTO/PWM功能編程115

5.3 繫統仿真與調試120

5.3.1 S7-200 PLC仿真軟件設置120

5.3.2 S7-200 PLC調試123

5.4 優化設計124

5.4.1 S7-200 PLC編程地址優化124

5.4.2 S7-200 PLC程序組織優化125

5.5 本章小結126

第6章三菱Q繫列PLC控制繫統127

6.1 三菱Q繫列PLC硬件選型127

6.1.1 Q繫列PLC模塊分類128

6.1.2 Q繫列PLC選型要點140

6.1.3 Q繫列硬件繫統構成144

6.2 三菱Q繫列PLC軟件編程146

6.2.1 軟件安裝147

6.2.2件152

6.2.3 順控程序155

6.3 繫統調試與仿真157

6.3.1 繫統調試158

6.3.2 繫統仿真159

6.4 本章小結161

第7章歐姆龍C200H PLC 控制繫統的設計方法162

7.1 C200H 繫列PLC硬件設計162

7.1.1 C200H 繫列PLC結構分類163

7.1.2 C200H 繫列PLC硬件選型166

7.2 C200H 繫列PLC軟件設計178

7.2.1 創建一個工程184

7.2.2 PLC I/O設置186

7.2.3 符號地址的生成187

7.2.4 程序編輯189

7.2.5 PLC 網絡配置196

7.2.6 在線模式198

7.3 C200H繫列PLC軟件仿真199

7.4 本章小結206

第8章西門子WinCC組態207

8.1 組態項目207

8.1.1 變量組態207

8.1.2 庫的使用209

8.2 畫面對像組態210

8.2.1 I/O域組態211

8.2.2 按鈕組態212

8.2.3 開關組態215

8.2.4 圖形輸入輸出組態217

8.2.5 面板組態221

8.3 報警與用戶管理223

8.3.1 組態報警223

8.3.2 報警組態225

8.3.3 用戶管理229

8.4 傳送與觸摸屏的參數設置233

8.4.1 傳送233

8.4.2 觸摸屏（HMI）設備參數設置237

8.4.3 HMI通信設備與設置239

8.5 指定運行繫統屬性241

8.5.1 WinCC flexible與STEP7的集成屬性241

8.5.2 數據存儲方式與記錄方式242

8.6 模擬運行與在線調試244

8.6.1 離線模擬244

8.6.2 在線模擬245

8.6.3 集成模擬245

8.7 本章小結247

第9章歐姆龍NTZ-Designer組態工程設計248

9.1 組態項目248

9.1.1 項目創建248

9.1.2 宏設置250

9.1.3 庫的使用256

9.2 畫面對像組態260

9.2.1 按鈕組態260

9.2.2 儀表組態270

9.2.3 各種形狀圖組態271

9.2.4 指示燈及動態圖組態276

9.2.5 資料顯示及輸入組態280

9.2.6 繪圖、曲線及歷史記錄組態283

9.3 報警信息組態291

9.3.1 報警設定291

9.3.2 報警信息組態293

9.4 人機設定296

9.4.1 常規選項296

9.4.2 通信設置297

9.4.3 默認值設定298

9.4.4 其他選項299

9.4.5 組態項目編譯300

9.5 本章小結300

第 10章三菱GT Designer組態工程設計301

10.1 組態工程創建簡介301

10.1.1 工程創建301

10.1.2 公共設置304

10.1.3 庫的使用305

10.2 畫面對像組態306

10.2.1 指示燈組態306

10.2.2 觸摸開關組態309

10.2.3 數值/文本組態309

10.2.4 圖表/儀表組態311

10.3 報警與用戶管理311

10.3.1 報警對像功能312

10.3.2 報警和擴展報警區別314

10.4 腳本語言314

10.4.1 腳本語言功能和特點314

10.4.2 腳本語言的規格316

10.4.3 腳本語言的設置321

10.4.4 腳本語言示例322

10.5 配方組態324

10.5.1 配方介紹325

10.5.2 配方操作325

10.5.3 配方示例327

10.6 畫面仿真功能328

10.6.1 畫面仿真簡介328

10.6.2 仿真步驟330

10.6.3 注意事項332

10.7 本章小結333

第 11章部分品牌觸摸屏介紹334

11.1 西門子觸摸屏334

11.1.1 HMI Comfort繫列觸摸屏334

11.1.2 TD 400C觸摸屏336

11.1.3 TP 177micro觸摸屏337

11.1.4 HMI KP300 單色觸摸屏338

11.1.5 HMI KTP300 彩色觸摸屏338

11.1.6 HMI KTP1000 彩色觸摸屏339

11.2 三菱觸摸屏339

11.2.1 GOT1000繫列觸摸屏340

11.2.2 GOT2000繫列觸摸屏342

11.2.3 GS2000繫列觸摸屏343

11.2.4 GT2000繫列觸摸屏345

11.3 歐姆龍觸摸屏346

11.3.1 NA繫列觸摸屏346

11.3.2 NB繫列觸摸屏348

11.3.3 NS繫列觸摸屏349

11.3.4 NV繫列觸摸屏351

11.3.5 NT繫列觸摸屏352

11.4 本章小結353

實踐篇

第 12章歐姆龍C200HS PLC及觸摸屏在重型龍門銑床上的應用355

12.1 重型龍門銑床的概述355

12.1.1 龍門銑床組成356

12.1.2 龍門銑床電氣選型356

12.1.3 PLC I/O 點數分配357

12.2 龍門銑床觸摸屏畫面組態361

12.3 龍門銑床PLC程序設計367

12.3.1 龍門銑床PLC梯形圖程序367

12.3.2 龍門銑床指令助記符程序378

12.4 通信設置381

12.5 本章小結383

第 13章扭矩模擬量輸入觸摸屏組態384

13.1 組態任務384

13.1.1 組態描述384

13.1.2 變量名與PLC地址分配385

13.2 模擬量輸入的觸摸屏組態387

13.3 PLC編程391

13.3.1 硬件連接圖391

13.3.2 梯形圖393

13.4 扭矩模擬量輸入的運行與調試396

13.4.1 WinCC flexible組態離線模擬396

13.4.2 運行與在線調試397

13.5 本章小結397

第 14章 TP177A在汽車配件夾具上的應用398

14.1 組態任務398

14.1.1 組態描述398

14.1.2 變量名與PLC地址分配399

14.2 塗油裝配觸摸屏組態402

14.2.1 主界面組態設置402

14.2.2 操作界面組態設置404

14.2.3 手動操作界面組態設置406

14.2.4 調試界面組態設置408

14.2.5 模板界面組態設置410

14.2.6 繫統設置界面組態設置411

14.2.7 繫統信息界面組態設置413

14.2.8 項目信息界面組態設置413

14.2.9 用戶管理界面組態設置414

14.2.10 診斷畫面界面組態設置414

14.3 PLC編程416

14.3.1 塗油裝配工作臺416

14.3.2 端口地址分配417

14.3.3 電氣控制繫統418

14.3.4 設備控制程序419

14.4 程序運行與調試432

14.4.1 觸摸屏與PLC通信連接432

14.4.2 WinCC flexible組態離線模擬432

14.4.3 運行與在線調試432

14.5 本章小結432

第 15章歐姆龍C200H PLC及觸摸屏在軋輥車床上的應用433

15.1 軋輥車床的概述433

15.1.1 C84型軋輥車床組成433

15.1.2 C84型軋輥車床參數434

15.1.3 C84125型軋輥車床控制繫統構成及其選型435

15.2 軋輥車床硬件接線及地址分配439

15.2.1 C200HS PLC輸入/輸出硬件接線439

15.2.2 主軸及刀架硬件接線442

15.2.3 PLC地址分配444

15.3 軋輥車床觸摸屏畫面組態447

15.3.1 主軸畫面組態449

15.3.2 刀架畫面組態451

15.3.3 液壓站組態452

15.3.4 速度顯示組態和報警組態452

15.4 C84125型軋輥車床 PLC程序設計453

15.4.1 主軸控制部分453

15.4.2 左刀架程序部分458

15.4.3 軋輥車床的指令助記符程序463

15.5 軋輥車床PLC與人機界面的連接466

15.6 本章小結468

前言

前言隨著工業自動化技術的不斷發展，各種生產設備對控制性能的要求不斷提高，以PLC和觸摸屏為代表的控制器技術不斷完善與成熟，越來越多的設計者使用PLC來完成控制任務，可以說，PLC已經成為工業控制繫統中的一個組成部分。目前，市場上PLC與觸摸屏的生產廠家眾多，同繫列的產品型號繁多，本書以主流品牌西門子、三菱和歐姆龍的產品作為講解重點。
本書基礎篇主要介紹PLC的基本知識和人機界面的相關知識，並介紹西門子等3種組態軟件的安裝及功能。人機界面硬件部分介紹了CPU、觸摸屏和顯示器、通信模塊、電源及外設，軟件部分則介紹了其結構和基本功能。了解人機界面的軟硬件繫統結構，對使用和保養人機界面都是大有益處的。基礎篇還詳細講解了西門子、三菱和歐姆龍三大廠家的組態軟件及其功能，讀者可以掌握組態軟件的安裝過程以及組態軟件的功能特點。
提高篇針對不同的PLC和人機界面，詳細講解其基本操作步驟以及繫統設計方法，還詳細講解了西門子S7-200、三菱Q繫列和歐姆龍C200Hα PLC控制繫統的設計方法，硬件模塊功能、選型，硬件繫統構建，PLC編程軟件的安裝過程及基本操作，編程軟件的初步設計，並深入淺出地講解了使用西門子WinCC flexible 2007、歐姆龍NTZ-Designer、GT Designer2組態工程設計對觸摸屏進行組態和模擬仿真的基本方法和技巧。前言

隨著工業自動化技術的不斷發展，各種生產設備對控制性能的要求不斷提高，以PLC和觸摸屏為代表的控制器技術不斷完善與成熟，越來越多的設計者使用PLC來完成控制任務，可以說，PLC已經成為工業控制繫統中的一個組成部分。目前，市場上PLC與觸摸屏的生產廠家眾多，同繫列的產品型號繁多，本書以主流品牌西門子、三菱和歐姆龍的產品作為講解重點。

本書基礎篇主要介紹PLC的基本知識和人機界面的相關知識，並介紹西門子等3種組態軟件的安裝及功能。人機界面硬件部分介紹了CPU、觸摸屏和顯示器、通信模塊、電源及外設，軟件部分則介紹了其結構和基本功能。了解人機界面的軟硬件繫統結構，對使用和保養人機界面都是大有益處的。基礎篇還詳細講解了西門子、三菱和歐姆龍三大廠家的組態軟件及其功能，讀者可以掌握組態軟件的安裝過程以及組態軟件的功能特點。

提高篇針對不同的PLC和人機界面，詳細講解其基本操作步驟以及繫統設計方法，還詳細講解了西門子S7-200、三菱Q繫列和歐姆龍C200Hα PLC控制繫統的設計方法，硬件模塊功能、選型，硬件繫統構建，PLC編程軟件的安裝過程及基本操作，編程軟件的初步設計，並深入淺出地講解了使用西門子WinCC flexible 2007、歐姆龍NTZ-Designer、GT Designer2組態工程設計對觸摸屏進行組態和模擬仿真的基本方法和技巧。

實踐篇則以翔實的實際應用案例深入地講解了PLC 與觸摸屏相結合的繫統設計全過程，包括歐姆龍PLC及觸摸屏在重型龍門銑床上的綜合應用實例、S7-200 PLC和TP270觸摸屏的扭矩模擬量輸入觸摸屏組態、TP177A在配件夾具上的應用實例、歐姆龍C200HαPLC及觸摸屏在軋輥車床上的應用。

本書由豈興明、辛宇、孫鋒、張鵬編著，書中如有不足與疏漏之處，望廣大讀者朋友批評指正。

編者

2018年11月

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