PLC、變頻器與人機(jī)界面實戰(zhàn)手冊（西門子篇）

目錄
前言
第1章PLC基礎(chǔ)與西門子PLC入門實戰(zhàn)1
1.1PLC與PLC控制1
1.1.1什么是PLC1
1.1.2PLC控制與繼電器控制比較2
1.2PLC種類與特點3
1.2.1PLC的種類3
1.2.2PLC的特點4
1.3PLC的組成與工作原理4
1.3.1PLC的組成框圖4
1.3.2CPU與存儲器5
1.3.3輸入接口電路6
1.3.4輸出接口電路6
1.3.5通信接口、擴(kuò)展接口與電源7
1.3.6PLC的工作方式7
1.3.7例說PLC控制電路的軟、硬件工作過程8
1.4PLC的編程語言9
1.4.1梯形圖9
1.4.2功能塊圖10
1.4.3指令語句表10
1.5西門子PLC控制雙燈亮滅的開發(fā)實例10
1.5.1PLC應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般流程10
1.5.2系統(tǒng)的控制要求11
1.5.3選擇PLC型號并確定輸入/輸出設(shè)備及I/O端子11
1.5.4繪制PLC控制雙燈亮滅的電路圖（見圖1-16）11
1.5.5用編程軟件編寫PLC程序11
1.5.6DC24V電源適配器與電源線12
1.5.7用編程電纜連接計算機(jī)和PLC14
1.5.8下載程序到PLC14
1.5.9模擬調(diào)試15
1.5.10實際接線15
1.5.11實際操作測試16

第2章西門子S7-200SMARTPLC介紹17
2.1PLC硬件介紹17
2.1.1兩種類型的CPU模塊17
2.1.2CPU模塊面板各部件說明18
2.1.3CPU模塊的接線18
2.1.4信號板的安裝使用與地址分配20
2.1.5S7-200SMARTPLC常用模塊與訂貨號23
2.2PLC的軟元件25
2.2.1輸入繼電器與輸出繼電器25
2.2.2輔助繼電器、特殊輔助繼電器與狀態(tài)繼電器26
2.2.3定時器、計數(shù)器與高速計數(shù)器26
2.2.4累加器、變量存儲器與局部變量存儲器27
2.2.5模擬量輸入寄存器與模擬量輸出寄存器27

第3章S7-200SMARTPLC編程軟件的使用28
3.1STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的窗口說明28
3.2程序的編寫與下載30
3.2.1項目創(chuàng)建與保存30
3.2.2PLC硬件組態(tài)30
3.2.3程序的編寫與編譯30
3.2.4PLC與計算機(jī)的連接與通信設(shè)置34
3.3程序的編輯與注釋39
3.3.1程序的編輯39
3.3.2程序的注釋42
3.4程序的監(jiān)控與調(diào)試44
3.4.1用梯形圖監(jiān)控調(diào)試程序44
3.4.2用狀態(tài)圖表的表格和趨勢圖監(jiān)控調(diào)試程序47
3.4.3用狀態(tài)圖表的趨勢圖監(jiān)控調(diào)試程序49
3.5對象設(shè)置、硬件組態(tài)與數(shù)據(jù)復(fù)制50
3.5.1常用對象的設(shè)置50
3.5.2硬件組態(tài)50
3.5.3用存儲卡備份、復(fù)制程序和刷新固件52

第4章基本指令的使用與實例56
4.1位邏輯指令56
4.1.1觸點指令56
4.1.2線圈指令57
4.1.3立即指令58
4.1.4RS觸發(fā)器指令59
4.1.5空操作指令60
4.2定時器604.2.1通電延時型定時器61
4.2.2斷電延時型定時器62
4.2.3記憶型通電延時定時器63
4.3計數(shù)器64
4.3.1加計數(shù)器64
4.3.2減計數(shù)器65
4.3.3加減計數(shù)器66
4.4常用的基本控制電路及梯形圖67
4.4.1起動、自鎖和停止控制電路與梯形圖67
4.4.2正、反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖控制電路與梯形圖67
4.4.3多地控制電路與梯形圖70
4.4.4定時控制電路與梯形圖71
4.4.5長定時控制電路與梯形圖74
4.4.6多重輸出控制電路與梯形圖75
4.4.7過載報警控制電路與梯形圖76
4.4.8閃爍控制電路與梯形圖78
4.5噴泉的西門子PLC控制實例79
4.5.1系統(tǒng)控制要求79
4.5.2I/O端子及輸入/輸出設(shè)備79
4.5.3PLC控制電路79
4.5.4PLC控制程序及詳解79
4.6交通信號燈的西門子PLC控制實例82
4.6.1系統(tǒng)控制要求82
4.6.2I/O端子及輸入/輸出設(shè)備82
4.6.3PLC控制電路83
4.6.4PLC控制程序及詳解84
4.7多級傳送帶的西門子PLC控制實例86
4.7.1系統(tǒng)控制要求86
4.7.2I/O端子及輸入/輸出設(shè)備86
4.7.3PLC控制電路86
4.7.4PLC控制程序及詳解86
4.8車庫自動門的西門子PLC控制實例89
4.8.1系統(tǒng)控制要求89
4.8.2I/O端子及輸入/輸出設(shè)備89
4.8.3PLC控制電路89
4.8.4PLC控制程序及詳解89

第5章順序控制指令的使用與實例92
5.1順序控制與狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖92
5.2順序控制指令93
5.2.1指令名稱及功能93
5.2.2指令使用舉例935.2.3指令使用注意事項93
5.3順序控制的幾種方式95
5.3.1選擇性分支方式95
5.3.2并行分支方式95
5.4液體混合裝置的西門子PLC控制實例100
5.4.1系統(tǒng)控制要求100
5.4.2I/O端子及輸入/輸出設(shè)備100
5.4.3PLC控制電路100
5.4.4PLC控制程序及詳解101
5.5簡易機(jī)械手的西門子PLC控制實例104
5.5.1系統(tǒng)控制要求104
5.5.2I/O端子及輸入/輸出設(shè)備104
5.5.3PLC控制電路104
5.5.4PLC控制程序及詳解105
5.6大小鐵球分揀機(jī)的西門子PLC控制實例108
5.6.1系統(tǒng)控制要求108
5.6.2I/O端子及輸入/輸出設(shè)備108
5.6.3PLC控制電路109
5.6.4PLC控制程序及詳解109

第6章功能指令的使用與實例113
6.1數(shù)據(jù)類型113
6.1.1字長113
6.1.2數(shù)據(jù)的類型和范圍113
6.1.3常數(shù)的編程書寫格式114
6.2傳送指令114
6.2.1單一數(shù)據(jù)傳送指令114
6.2.2字節(jié)立即傳送指令115
6.2.3數(shù)據(jù)塊傳送指令116
6.2.4字節(jié)交換指令117
6.3比較指令117
6.3.1字節(jié)觸點比較指令117
6.3.2整數(shù)觸點比較指令118
6.3.3雙字整數(shù)觸點比較指令119
6.3.4實數(shù)觸點比較指令120
6.3.5比較指令應(yīng)用舉例120
6.4數(shù)學(xué)運算指令121
6.4.1加減乘除運算指令121
6.4.2浮點數(shù)函數(shù)運算指令126
6.5邏輯運算指令127
6.5.1取反指令127
6.5.2與指令1286.5.3或指令129
6.5.4異或指令130
6.6移位與循環(huán)指令131
6.6.1左移位與右移位指令131
6.6.2循環(huán)左移位與循環(huán)右移位指令132
6.7轉(zhuǎn)換指令134
6.7.1標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換指令134
6.7.2ASCII碼轉(zhuǎn)換指令136
6.8表格指令139
6.8.1填表指令139
6.8.2查表指令140
6.9時鐘指令141
6.9.1時鐘指令說明141
6.9.2時鐘指令使用舉例142
6.10程序控制指令143
6.10.1跳轉(zhuǎn)與標(biāo)簽指令143
6.10.2循環(huán)指令144
6.10.3結(jié)束、停止和監(jiān)視定時器復(fù)位指令145
6.11子程序與子程序指令146
6.11.1子程序146
6.11.2子程序指令147
6.12中斷事件與中斷指令149
6.12.1中斷事件與中斷優(yōu)先級149
6.12.2中斷指令152

第7章PLC通信155
7.1通信基礎(chǔ)知識155
7.1.1通信方式155
7.1.2通信傳輸介質(zhì)157
7.2PLC以太網(wǎng)通信158
7.2.1S7-200SMARTPLCCPU模塊以太網(wǎng)連接的設(shè)備類型158
7.2.2IP地址的設(shè)置159
7.2.3以太網(wǎng)通信指令163
7.2.4PLC以太網(wǎng)通信實例166
7.3PLC的RS-485/RS-232通信170
7.3.1RS-232C、RS-422A和RS-485接口電路結(jié)構(gòu)170
7.3.2RS-485/RS-232引腳功能定義171
7.3.3獲取端口地址指令和設(shè)置端口地址指令172
7.3.4發(fā)送和接收指令173

第8章西門子變頻器的使用179
8.1變頻器的基本結(jié)構(gòu)及原理179
.1.1異步電動機(jī)的兩種調(diào)速方式179
8.1.2兩種類型的變頻器結(jié)構(gòu)與原理179
8.2西門子MM440變頻器的結(jié)構(gòu)與接線181
8.2.1外形和型號（訂貨號）含義181
8.2.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部接線圖182
8.2.3主電路的外部端子接線182
8.2.4控制電路外部端子的典型實際接線185
8.2.5數(shù)字量輸入端子的接線及參數(shù)設(shè)置185
8.2.6模擬量輸入端子的接線及參數(shù)設(shè)置186
8.2.7數(shù)字量輸出端子的接線及參數(shù)設(shè)置189
8.2.8模擬量輸出端子的接線及參數(shù)設(shè)置189
8.3變頻器的停車、制動及再起動方式190
8.3.1電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)與變頻器對應(yīng)參數(shù)190
8.3.2變頻器的停車方式191
8.3.3變頻器的制動方式192
8.3.4變頻器的再起動方式193
8.4用面板和外部端子操作調(diào)試變頻器193
8.4.1用SDP和外部端子操作調(diào)試變頻器194
8.4.2用BOP操作調(diào)試變頻器194
8.4.3用AOP操作調(diào)試變頻器197
8.5MM440變頻器的參數(shù)調(diào)試及常規(guī)操作198

8.5.1變頻器所有參數(shù)的復(fù)位198
8.5.2變頻器參數(shù)快速調(diào)試設(shè)置的步驟及說明199
8.5.3變頻器的常規(guī)操作202

第9章變頻器應(yīng)用電路203
9.1輸入端子控制正反轉(zhuǎn)和面板鍵盤調(diào)速的變頻器電路203
9.1.1控制要求203
9.1.2電路及操作說明203
9.1.3參數(shù)設(shè)置204
9.2輸入端子控制正反轉(zhuǎn)和面板電位器調(diào)速的變頻器電路204
9.2.1控制要求204
9.2.2電路及操作說明205
9.2.3參數(shù)設(shè)置205
9.3變頻器的多段速控制及應(yīng)用電路206
9.3.1變頻器多段速控制的三種方式206
9.3.2變頻器多段速控制應(yīng)用電路207
9.4變頻器PID控制電路209
9.4.1PID控制原理209
9.4.2PID有關(guān)參數(shù)210
9.4.3PID控制恒壓供水的變頻器電路及參數(shù)設(shè)置210

第10章PLC與變頻器綜合應(yīng)用214
10.1PLC控制變頻器驅(qū)動電動機(jī)延時正反轉(zhuǎn)的電路214
10.1.1控制要求214
10.1.2PLC輸入輸出端子的分配214
10.1.3電路接線214
10.1.4變頻器參數(shù)設(shè)置214
10.1.5PLC控制程序及說明216
10.2PLC控制變頻器實現(xiàn)多段速運行的電路217
10.2.1控制要求217
10.2.2PLC輸入輸出端子的分配217
10.2.3電路接線217
10.2.4變頻器參數(shù)設(shè)置217
10.2.5PLC控制程序及說明218
10.3PLC以USS協(xié)議通信控制變頻器的應(yīng)用實例219
10.3.1S7-200PLC與MM440變頻器串口通信的硬件連接219
10.3.2USS協(xié)議220
10.3.3在S7-200PLC編程軟件中安裝USS通信庫222
10.3.4USS通信指令223
10.3.5S7-200PLC以USS協(xié)議通信控制MM440變頻器的應(yīng)用實例229

第11章西門子觸摸屏介紹232
11.1觸摸屏基礎(chǔ)知識232
11.1.1基本組成232
11.1.2工作原理232
11.2西門子精彩系列觸摸屏簡介234
11.2.1SMARTLINE觸摸屏的特點234
11.2.2常見型號及外形234
11.2.3觸摸屏主要部件說明235
11.2.4技術(shù)規(guī)格236
11.3觸摸屏與其他設(shè)備的連接237
11.3.1觸摸屏的供電接線237
11.3.2觸摸屏與組態(tài)計算機(jī)的以太網(wǎng)連接237
11.3.3觸摸屏與西門子PLC的連接237
11.3.4觸摸屏與三菱、施耐德和歐姆龍PLC的連接238

第12章西門子WinCC組態(tài)軟件快速入門241
12.1WinCCflexibleSMARTV3軟件的安裝241
12.1.1系統(tǒng)要求241
12.1.2軟件的下載與安裝242
12.2用WinCC軟件組態(tài)一個簡單的項目242
12.2.1項目的創(chuàng)建與保存24212.2.2組態(tài)變量244
12.2.3組態(tài)畫面246
12.2.4項目的模擬運行250

第13章WinCC軟件常用對象的使用251
13.1IO域的使用舉例251
13.1.1組態(tài)任務(wù)251
13.1.2組態(tài)過程251
13.1.3運行測試253
13.2按鈕的使用舉例254
13.2.1組態(tài)任務(wù)254
13.2.2組態(tài)過程255
13.2.3運行測試257
13.3變量控制對象動畫的使用舉例258
13.3.1組態(tài)任務(wù)258
13.3.2組態(tài)過程259
13.3.3運行測試261
13.3.4仿真調(diào)試261
13.4指針變量的使用舉例263
13.4.1組態(tài)任務(wù)263
13.4.2組態(tài)過程263
13.4.3運行測試266
13.5開關(guān)和繪圖工具的使用舉例267
13.5.1組態(tài)任務(wù)267
13.5.2組態(tài)過程268
13.5.3運行測試271
13.6報警功能的使用舉例271
13.6.1報警基礎(chǔ)知識271
13.6.2組態(tài)任務(wù)273
13.6.3組態(tài)過程273
13.6.4運行測試277
13.7棒圖和趨勢圖的使用舉例279
13.7.1組態(tài)任務(wù)279
13.7.2組態(tài)過程279
13.7.3運行測試283
13.8畫面的切換使用舉例284
13.8.1建立畫面（見表13-10）284
13.8.2用拖放生成按鈕的方式設(shè)置畫面切換285
13.8.3用按鈕配合畫面切換函數(shù)來實現(xiàn)指定畫面的切換（見表13-11）285
13.8.4用按鈕配合畫面切換函數(shù)來實現(xiàn)任意編號畫面的切換286

第14章西門子觸摸屏操控PLC實戰(zhàn)288
14.1明確要求、規(guī)劃變量和電路288
14.1.1控制要求288
14.1.2選擇PLC和觸摸屏型號并分配變量288
14.1.3設(shè)備連接與電路289
14.2編寫和下載PLC程序289
14.2.1編寫PLC程序289
14.2.2PLC與計算機(jī)的連接與設(shè)置290
14.2.3下載和上傳PLC程序291
14.3組態(tài)和下載觸摸屏畫面項目293
14.3.1創(chuàng)建觸摸屏畫面項目文件293
14.3.2組態(tài)觸摸屏與PLC的連接294
14.3.3組態(tài)變量296
14.3.4組態(tài)指示燈296
14.3.5組態(tài)按鈕297
14.3.6組態(tài)狀態(tài)值監(jiān)視器299
14.3.7組態(tài)說明文本300
14.3.8下載項目到觸摸屏300
14.3.9無法下載項目的常見原因及解決方法302
14.3.10用ProSave軟件更新觸摸屏版本304
14.4西門子觸摸屏連接PLC的操作與監(jiān)視測試305
14.4.1觸摸屏用網(wǎng)線連接PLC的硬件連接與通信設(shè)置305
14.4.2觸摸屏用串口線連接PLC的硬件連接與通信設(shè)置306
14.4.3西門子觸摸屏連接PLC的實際操作測試306