西门子PLC、触摸屏及变频器综合应用从入门到精通

第1篇PLC编程入门篇/1
第1章可编程序控制器（PLC）基础/2
1．1概述2
1．1．1PLC的发展历史2
1．1．2PLC的主要特点3
1．1．3PLC的应用范围4
1．1．4PLC的分类与性能指标4
1．1．5PLC与继电器系统的比较5
1．1．6PLC与微机的比较6
1．1．7PLC的发展趋势6
1．1．8PLC在我国的应用6
1．2PLC的结构和工作原理7
1．2．1可编程序控制器的硬件组成7
1．2．2PLC的工作原理10
1．2．3PLC的立即输入、输出功能11
1．3PLC前导知识12
1．3．1低压电器简介12
1．3．2传感器和变送器13
1．3．3隔离器18
1．3．4浪涌保护器19
1．3．5安全栅19

第2章西门子S7-200 SMART PLC的硬件介绍/21
2．1西门子S7-200 SMART PLC概述21
2．1．1西门子S7系列模块简介21
2．1．2西门子S7-200 SMART PLC的产品特点22
2．2西门子S7-200 SMART CPU模块及其接线23
2．2．1西门子S7-200 SMART CPU模块的介绍23
2．2．2西门子S7-200 SMART CPU模块的接线26
2．3西门子S7-200 SMART PLC扩展模块及其接线28
2．3．1数字量输入和输出扩展模块29
2．3．2模拟量输入和输出扩展模块30
2．3．3其他扩展模块32
2．4西门子S7-200 SMART PLC的安装35
2．4．1安装的预留空间35
2．4．2安装CPU模块35
2．4．3扩展模块的连接36
2．4．4信号板的安装36
2．4．5接线端子的拆卸和安装37
2．5*大输入和输出点配置与电源需求计算38
2．5．1模块的地址分配38
2．5．2*大输入和输出点配置39
2．5．3电源需求计算40

第3章西门子S7-200 SMART PLC编程软件使用入门/41
3．1STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的简介与安装步骤41
3．1．1STEP7-Micro/WIN SMART编程软件简介41
3．1．2STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的安装步骤42
3．2STEP7-Micro/WIN SMART软件的使用44
3．2．1STEP7-Micro/WIN SMART软件的打开44
3．2．2STEP7-Micro/WIN SMART软件的界面介绍44
3．2．3创建新工程51
3．2．4保存工程51
3．2．5打开工程53
3．2．6系统块54
3．2．7程序调试63
3．2．8交叉引用66
3．2．9工具67
3．2．10帮助菜单67
3．2．11使用快捷键68
3．3用STEP7-Micro/WIN SMART软件建立一个完整的项目68
3．4仿真软件的使用76
3．4．1仿真软件简介76
3．4．2仿真软件S7-200 SIM 2．0的使用76

第4章西门子S7-200 SMART PLC的编程语言/79
4．1西门子S7-200 SMART PLC的编程基础知识79
4．1．1数据的存储类型79
4．1．2元件的功能与地址分配82
4．1．3STEP7中的编程语言87
4．2位逻辑指令88
4．2．1基本位操作指令88
4．2．2置位/复位指令90
4．2．3置位优先双稳态触发器和复位优先双稳态指令（SR/RS）91
4．2．4边沿触发指令92
4．2．5逻辑栈操作指令94
4．2．6取反指令94
4．3定时器与计数器指令95
4．3．1定时器指令95
4．3．2计数器指令102
4．3．3基本指令的应用实例105
4．4功能指令115
4．4．1比较指令116
4．4．2数据处理指令118
4．4．3移位与循环指令122
4．4．4算术运算指令127
4．4．5功能指令的应用142
4．5西门子S7-200 SMART PLC的程序控制指令及其应用147
4．5．1跳转指令147
4．5．2指针148
4．5．3循环指令148
4．5．4子程序调用指令150
4．5．5中断指令152
4．5．6暂停指令155
4．5．7结束指令156
4．5．8顺控继电器指令156
4．5．9程序控制指令的应用158

第5章逻辑控制编程的编写方法/159
5．1顺序功能图159
5．1．1顺序功能图的画法159
5．1．2梯形图编程的原则169
5．2逻辑控制的梯形图编程方法171
5．2．1利用基本指令编写梯形图171
5．2．2利用顺控指令编写逻辑控制程序174
5．2．3利用功能指令编写逻辑控制程序178
5．2．4利用复位和置位指令编写逻辑控制程序181

第2篇综合应用精通篇/185
第6章西门子S7-200 SMART PLC的通信及其应用/186
6．1通信基础知识186
6．1．1通信的基本概念186
6．1．2RS-485标准串行接口187
6．1．3PLC网络的术语解释188
6．1．4OSI参考模型189
6．2西门子S7-200 SMART PLC自由口通信190
6．2．1西门子S7-200 SMART PLC自由口通信介绍190
6．2．2西门子S7-200 SMART PLC之间的自由口通信193
6．2．3西门子S7-200 SMART PLC与个人计算机（自编程序）之间的自由口通信197
6．2．4西门子S7-200 SMART PLC与三菱FX系列PLC之间的自由口通信199
6．2．5西门子S7-1200 PLC与S7-200 SMART PLC之间的自由口通信203
6．3以太网通信206
6．3．1工业以太网通信简介206
6．3．2西门子S7-200 SMART PLC与HMI之间的以太网通信208
6．3．3西门子S7-200 SMART PLC之间的以太网通信211
6．3．4西门子S7-200 SMART PLC与S7-300/400 PLC之间的以太网通信212
6．3．5西门子S7-200 SMART PLC与S7-1200/1500 PLC之间的以太网通信219
6．4Modbus通信230
6．4．1Modbus通信概述230
6．4．2西门子S7-200 SMART PLC之间的Modbus串行通信232
6．4．3西门子S7-200 SMART PLC与S7-1200 /1500 PLC之间的Modbus串行通信235
6．4．4西门子S7-200 SMART PLC之间的Modbus_TCP通信240
6．5PROFIBUS通信245
6．5．1PROFIBUS通信概述245
6．5．2西门子S7-200 SMART PLC与 S7-300/400 PLC之间的PROFIBUS-DP通信247

第7章西门子S7-200 SMART PLC的工艺功能及应用/255
7．1西门子S7-200 SMART PLC在PID中的应用255
7．1．1PID控制原理简介255
7．1．2PID控制器的参数整定258
7．1．3利用S7-200 SMART PLC进行电炉的温度控制261
7．2高速计数器的应用265
7．2．1高速计数器的简介265
7．2．2高速计数器的应用271
7．2．3高速计数器在转速测量中的应用274

第8章PLC在变频器调速系统中的应用/283
8．1变频器的概述283
8．1．1变频器的发展283
8．1．2变频器的分类285
8．2西门子G120变频器287
8．2．1认识变频器287
8．2．2西门子低压变频器简介288
8．2．3西门子G120变频器使用简介289
8．2．4西门子G120变频器常用参数简介295
8．3G120变频器的预定义接口宏298
8．3．1预定义接口宏的概念298
8．3．2G120C的预定义接口宏298
8．4变频器多段频率给定300
8．5变频器模拟量频率给定307
8．5．1模拟量模块的简介307
8．5．2模拟量频率给定的应用308
8．6变频器的通信频率给定311
8．6．1USS协议简介311
8．6．2USS通信的应用311
8．7电动机的电气制动315
8．7．1直流制动315
8．7．2复合制动316
8．7．3电阻制动317
8．7．4再生反馈制动318
8．8变频器的外部控制电路319
8．8．1电动机的启停控制319
8．8．2电动机的正反转320
8．9STARTER软件的调试应用322
8．9．1智能操作面板（IOP）介绍322
8．9．2STARTER与传动装置常用通信连接方式323
8．9．3用STARTER软件调试G120实例323
8．10工程案例329

第9章西门子S7-200 SMART PLC的运动控制及其应用/335
9．1西门子S7-200 SMART PLC的运动控制基础335
9．2PLC控制步进电动机340
9．2．1步进电动机简介340
9．2．2西门子S7-200 SMART PLC的高速输出点控制步进电动机341
9．3PLC控制伺服系统349
9．3．1伺服系统简介349
9．3．2直接使用PLC的高速输出点控制伺服系统350

第10章西门子人机界面（HMI）应用/368
10．1人机界面简介368
10．1．1认识人机界面368
10．1．2触摸屏的通信连接368
10．2WinCC flexible软件简介369
10．2．1认识WinCC flexible369
10．2．2安装WinCC flexible370
10．3变量组态371
10．3．1变量类型371
10．3．2函数371
10．4画面组态372
10．4．1按钮组态372
10．4．2IO域组态373
10．4．3开关组态374
10．4．4图形输入输出对象组态375
10．4．5时钟和日期的组态379
10．4．6间接寻址和符号IO域组态379
10．4．7图形IO域组态381
10．4．8画面的切换383
10．5用户管理385
10．5．1用户管理的基本概念385
10．5．2用户管理编辑器385
10．5．3访问保护386
10．6创建一个简单的触摸屏的项目387

第11章故障诊断技术/394
11．1PLC控制系统的故障诊断概述394
11．1．1引发PLC故障的外部因素394
11．1．2PLC的故障类型和故障信息395
11．1．3PLC故障诊断方法396
11．1．4PLC外部故障诊断方法397
11．2PLC的故障诊断400
11．2．1通过CPU模块的LED灯诊断故障400
11．2．2用BT200 PROFIBUS总线物理测试工具诊断故障400
11．2．3用PC网卡/CP443-1/CP343-1等通信处理器诊断以太网故障403
11．2．4用模拟现场方法诊断故障404
11．3工程常见调试和故障诊断42例407

第12章西门子S7-200 SMART PLC、SMART LINE触摸屏和G120变频器工程应用/426
12．1行车呼叫系统PLC控制426
12．1．1软硬件配置427
12．1．2编写程序427
12．2送料小车自动往复运动的PLC控制431
12．2．1软硬件配置432
12．2．2编写控制程序432
12．3定长剪切机PLC控制435
12．3．1软硬件配置435
12．3．2编写程序436
12．4物料搅拌机的PLC控制441
12．4．1硬件系统集成441
12．4．2编写PLC程序442
12．4．3设计触摸屏项目445

参考文献/448