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第1章 绪论1

1.1西门子工业自动化系统概述1

1.1.1全集成自动化概念1

1.1.2SIMATIC系统特性2

1.2自动化生产线工程项目设计4

1.3可编程序控制器基础4

1.3.1可编程序控制器的产生和定义4

1.3.2可编程序控制器的特点5

1.3.3可编程序控制器的分类6

1.3.4可编程序控制器的硬件组成7

1.3.5可编程序控制器的工作特点9

第2章 工程项目12

2.1控制任务12

2.1.1自动化生产线模型12

2.1.2控制系统技术要求13

2.2控制方案设计原则13

2.2.1确定系统控制任务与设计要求13

2.2.2制定电气控制方案13

2.2.3确定控制系统的输入输出信号14

2.2.4PLC选型与硬件配置15

2.2.5I／O分配15

2.2.6控制程序设计15

2.2.7现场运行调试15

2.2.8项目归档15

第3章 PLC的硬件系统16

3.1S7-300／400硬件模块16

3.1.1机架16

3.1.2电源模块17

3.1.3CPU17

3.1.4信号模块20

3.1.5通信模块21

3.1.6功能模块21

3.1.7接口模块21

3.1.8占位模块22

3.1.9仿真器模块23

3.2硬件安装23

3.2.1S7-300安装规范23

3.2.2S7-400安装规范24

3.2.3更换模块25

3.3硬件接线25

3.3.1模块选择25

3.3.2I／O分配表25

3.3.3I／O接线图27

3.4组态硬件28

3.4.1创建一个项目28

3.4.2硬件配置32

3.4.3更新硬件目录41

3.4.4复位CPU和暖启动43

任务1灌装项目硬件设计44

第4章 PLC的软件设计45

4.1STEP 7编程基础45

4.1.1数制和编码45

4.1.2数据类型及表示格式46

4.1.3S7-300／400的内部资源48

4.1.4存储区的寻址方式50

4.1.5STEP 7编程语言52

4.2程序结构设计55

4.2.1程序块类型55

4.2.2程序结构形式55

4.2.3工程项目程序结构56

4.3程序块的编辑57

4.3.1新建用户程序块57

4.3.2LAD／STL／FBD编辑器57

4.3.3保存块58

4.3.4在OB1中调用块59

4.3.5下载块到CPU59

4.3.6监视程序运行60

任务2设计手动运行程序60

4.4符号表61

4.4.1定义全局符号61

4.4.2使用全局符号62

任务3编辑项目的符号表63

4.5开关量的控制64

4.5.1逻辑与、或、异或指令64

4.5.2置位、复位指令65

4.5.3触发器的置位／复位指令66

4.5.4影响RLO的指令66

4.5.5边沿检测指令66

任务4设计启动灌装生产线运行的程序68

4.6数据传送指令69

4.7计数器的使用——计数统计70

4.7.1计数器各引脚的功能70

4.7.2加减计数器的功能图71

4.8定时器的使用——时间控制71

4.8.1接通延时定时器ODT72

4.8.2带保持的接通延时定时器ODTS73

4.8.3关断延时定时器OFFDT73

4.8.4脉冲定时器PULSE73

4.8.5扩展脉冲定时器PEXT74

任务5设计灌装生产线自动运行的程序75

4.9数据的运算操作78

4.9.1基本数学运算指令78

4.9.2比较指令79

4.9.3转换指令80

任务6生产线数据处理81

4.10程序调试方法84

4.10.1S7-PLCSIM仿真软件84

4.10.2使用程序编辑器调试程序85

4.10.3使用变量表调试程序86

4.11数据块的使用88

4.11.1数据的类型88

4.11.2定义全局数据块89

4.11.3完全表示方法访问数据块91

4.11.4数据块的应用91

4.11.5恢复数据块的初值94

任务7应用数据块进行计数统计95

4.12编辑带形参的函数95

4.12.1任务要求——故障报警95

4.12.2编辑带形参的FC95

4.12.3编辑带形参的FB97

4.12.4调用修改了参数的函数FC或FB99

任务8生产线故障报警99

4.13故障诊断100

4.13.1模块信息100

4.13.2硬件诊断102

4.13.3参考数据103

4.13.4重新接线108

任务9重新接线点动传送带电动机112

4.14组织块与中断系统112

4.14.1组织块的类型与优先级112

4.14.2启动组织块112

4.14.3中断组织块113

4.14.4组织块的启动信息117

任务10日期时间中断组织块的应用119

4.15 模拟量的处理方法120

4.15.1模拟量模板的用途120

4.15.2量程卡的设置120

4.15.3S7-300CPU的AI／AO地址分配120

4.15.4组态模拟量输入模块121

4.15.5组态模拟量输出模块123

4.15.6模拟量转换的数值表达方式124

4.15.7模拟量的规范化125

任务11模拟量液位值的处理127

第5章 PROFIBUS网络129

5.1通信基础知识129

5.1.1数据传输方式129

5.1.2数据传送方向129

5.1.3传输介质130

5.1.4串行通信接口130

5.1.5西门子公司的工业网络通信131

5.2PROFIBUS网络概述132

5.2.1PROFIBUS的优点132

5.2.2PROFIBUS的访问机理133

5.2.3PROFIBUS的通信协议133

5.2.4PROFIBUS的网络特性134

5.2.5PROFIBUS网络连接部件135

5.3PROFIBUS-DP网络的主站与从站137

5.3.1PROFIBUS-DP网络中的主站137

5.3.2PROFIBUS-DP网络中的从站137

5.3.3PROFIBUS通信处理器139

5.4建立PROFIBUS-DP网络140

5.4.1集成DP接口的CPU作主站140

5.4.2CP342-5作为主站143

任务12组态PROFIBUS-DP网络150

5.5PROFIBUS-DP网络故障诊断150

5.5.1故障指示灯LED150

5.5.2用STEP 7软件进行网络诊断151

5.5.3通过组织块OB86进行诊断152

5.5.4用BT200进行硬件测试与诊断155

第6章 触摸屏的使用158

6.1人机界面158

6.2WinCC flexible概述159

6.2.1WinCC flexible应用对象159

6.2.2WinCC flexible的组件159

6.2.3WinCC flexible项目应用159

任务13建立灌装生产线监控项目160

6.3建立一个WinCC flexible项目160

6.3.1启动WinCC flexible160

6.3.2建立一个新项目161

6.3.3WinCC flexible项目组态界面162

6.3.4WinCC flexible与STEP 7集成163

任务14建立通信连接164

6.4触摸屏的通信连接165

6.4.1TP177B PN／DP触摸屏的硬件连接165

6.4.2设置触摸屏通信参数166

任务15 生成监控系统所需的变量171

6.5定义变量171

6.5.1变量的分类172

6.5.2变量的数据类型172

6.5.3编辑变量172

任务16组态灌装自动化生产线监控画面177

6.6组态监控画面177

6.6.1创建画面177

6.6.2设计画面结构180

6.6.3画面编辑器的常用工具182

6.6.4组态初始画面183

6.6.5组态运行画面186

6.6.6组态物料混合画面198

6.6.7组态参数设置画面201

6.6.8组态趋势视图207

6.7WinCC flexible模拟调试209

6.7.1项目的离线模拟调试210

6.7.2项目的集成模拟调试210

任务17编辑监控系统报警消息212

6.8编辑报警消息212

6.8.1报警的概念212

6.8.2组态报警216

6.8.3显示报警消息220

任务18组态配方设置画面221

6.9组态配方221

6.9.1配方的概念221

6.9.2配方数据的存储与传送222

6.9.3组态项目的配方226

6.9.4编写PLC程序230

6.9.5运行配方视图230

任务19组态用户管理画面231

6.10用户管理232

6.10.1用户管理的基本概念232

6.10.2用户管理的组态232

6.10.3用户管理的使用234

参考文献238