可編程序控制器原理及應(yīng)用（西門子S7-1500）

第1章低壓電器及基本控制電路/001
1.1常用低壓電器001
1.1.1刀開關(guān)002
1.1.2熔斷器004
1.1.3斷路器006
1.1.4接觸器007
1.1.5繼電器009
1.1.6主令電器014
1.2電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)017
1.2.1電氣文字符號(hào)017
1.2.2電氣圖形符號(hào)018
1.3電氣控制電路圖繪制原則022
1.4三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路025
1.4.1基本控制環(huán)節(jié)025
1.4.2三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制028
1.4.3三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制030
1.4.4三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路031
項(xiàng)目訓(xùn)練一三相異步電動(dòng)機(jī)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)控制032
習(xí)題033

第2章可編程序控制器（PLC）概述/034
2.1PLC的介紹與特點(diǎn)  034
2.1.1PLC的產(chǎn)生034
2.1.2PLC的定義035
2.1.3PLC的分類035
2.1.4PLC的發(fā)展037
2.1.5PLC的特點(diǎn)037
2.1.6PLC性能指標(biāo)039
2.2PLC硬件組成039
2.3PLC開發(fā)環(huán)境和工作原理042
2.3.1PLC編程語言及編程軟件042
2.3.2PLC的工作原理043
2.4PLC應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)045
2.5PLC產(chǎn)品概況046
2.5.1國(guó)外PLC品牌046
2.5.2國(guó)產(chǎn)PLC品牌047
2.6西門子自動(dòng)化產(chǎn)品介紹047
2.7我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀049
項(xiàng)目訓(xùn)練二查閱資料，調(diào)研PLC市場(chǎng)及應(yīng)用現(xiàn)狀050
習(xí)題050

第3章S7-1500 PLC硬件系統(tǒng)/051
3.1S7-1500 PLC產(chǎn)品概述051
3.2S7-1500 PLC產(chǎn)品新功能051
3.3S7-1500 PLC組成052
3.4S7-1500電源模塊052
3.4.1PS電源模塊052
3.4.2PM電源模塊054
3.4.3為模板供電的配置方式054
3.5S7-1500 CPU模塊054
3.5.1CPU模塊概述054
3.5.2CPU模塊外觀055
3.5.3CPU操作模式055
3.5.4CPU存儲(chǔ)器復(fù)位056
3.5.5CPU狀態(tài)與故障顯示燈057
3.5.6CPU的顯示屏058
3.6SIMATIC存儲(chǔ)卡061
3.7S7-1500信號(hào)模塊062
3.7.1數(shù)字量模塊062
3.7.2模擬量模塊064
3.8通信模塊和工藝模塊067
3.8.1通信模塊067
3.8.2工藝模塊068
3.9分布式模塊068
3.9.1ET 200SP簡(jiǎn)介068
3.9.2ET 200SP接口模塊069
3.9.3ET 200SP的I/O模塊070
3.10接近開關(guān)與數(shù)字量模塊接線070
項(xiàng)目訓(xùn)練三S7-1500的硬件配置、安裝與接線071
習(xí)題076

第4章西門子TIA博途軟件概述/077
4.1TIA博途軟件介紹077
4.2TIA博途軟件組成078
4.3TIA博途軟件安裝079
4.4TIA博途軟件授權(quán)087
4.5TIA博途軟件卸載088
4.6TIA博途軟件升級(jí)094
4.7TIA博途軟件特性096
4.8TIA博途基本設(shè)置097
4.9TIA博途Trace特性098
4.9.1創(chuàng)建和配置Trace098
4.9.2Trace的操作100
4.10TIA博途授權(quán)安裝101
4.11TIA博途幫助功能102
4.12TIA博途硬件配置相關(guān)功能106
4.12.1硬件庫的更新106
4.12.2GSD文件加載與Profinet通信配置106
習(xí)題115

第5章TIA博途軟件的使用/116
5.1TIA博途軟件界面介紹116
5.2TIA博途項(xiàng)目創(chuàng)建118
5.3TIA博途硬件組態(tài)121
5.4自動(dòng)配置S7-1500中央機(jī)架125
5.5CPU模塊屬性設(shè)置126
5.6I/O模塊屬性設(shè)置135
5.6.1數(shù)字量輸入模塊參數(shù)設(shè)置135
5.6.2模擬量輸入模塊參數(shù)設(shè)置138
5.7PC與PLC通信的建立139
5.8仿真器SIMATIC S7-PLCSIM141
5.8.1SIMATIC S7-PLCSIM軟件安裝141
5.8.2硬件組態(tài)下載到仿真軟件142
5.8.3仿真器項(xiàng)目視圖146
項(xiàng)目訓(xùn)練四電機(jī)啟保停項(xiàng)目的建立、程序下載與調(diào)試147
習(xí)題157

第6章S7-1500 PLC編程基礎(chǔ)/158
6.1PLC編程語言158
6.1.1PLC編程語言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)158
6.1.2編程語言介紹159
6.1.3PLC編程原則162
6.2S7-1500 PLC數(shù)據(jù)類型162
6.2.1數(shù)制與編碼162
6.2.2基本數(shù)據(jù)類型164
6.2.3復(fù)合數(shù)據(jù)類型170
6.2.4參數(shù)數(shù)據(jù)類型172
6.2.5系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型172
6.2.6硬件數(shù)據(jù)類型173
6.2.7數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換174
6.3存儲(chǔ)器與尋址方式174
6.3.1S7-1500 PLC存儲(chǔ)區(qū)174
6.3.2S7-1500 PLC系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)176
6.3.3全局變量與局部變量179
6.3.4全局常量與局部常量179
6.3.5尋址方式179
6.4UDT數(shù)據(jù)類型應(yīng)用181
6.5變量表、監(jiān)控表、強(qiáng)制表185
6.5.1變量表185
6.5.2監(jiān)控表和強(qiáng)制表187
習(xí)題188

第7章S7-1500 PLC指令系統(tǒng)及編程應(yīng)用/189
7.1位邏輯指令189
7.1.1位邏輯指令概述189
7.1.2位邏輯指令189
7.1.3邊沿檢測(cè)指令比較193
7.1.4位邏輯指令綜合應(yīng)用195
7.2定時(shí)器指令199
7.2.1定時(shí)器指令概述199
7.2.2SIMATIC定時(shí)器指令201
7.2.3IEC定時(shí)器指令208
項(xiàng)目訓(xùn)練五振蕩電路的設(shè)計(jì)213
7.3計(jì)數(shù)器指令216
7.3.1計(jì)數(shù)器指令概述216
7.3.2SIMATIC計(jì)數(shù)器指令217
7.3.3IEC計(jì)數(shù)器指令220
項(xiàng)目訓(xùn)練六計(jì)數(shù)器指令綜合應(yīng)用222
7.4數(shù)據(jù)處理指令223
7.4.1比較器指令223
7.4.2轉(zhuǎn)換操作指令225
7.4.3移動(dòng)操作指令229
7.5運(yùn)算指令231
7.5.1數(shù)學(xué)函數(shù)指令231
7.5.2字邏輯運(yùn)算指令233
7.6移位和循環(huán)移位指令233
7.6.1移位指令233
7.6.2循環(huán)移位指令234
7.7程序控制指令235
項(xiàng)目訓(xùn)練七多功能流水燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)238
習(xí)題241

第8章S7-1500 PLC的用戶程序結(jié)構(gòu)/243
8.1編程方式和程序結(jié)構(gòu)243
8.1.1編程方式243
8.1.2程序結(jié)構(gòu)244
8.2組織塊245
8.2.1組織塊的類型與優(yōu)先級(jí)245
8.2.2添加組織塊246
8.2.3循環(huán)程序組織塊246
8.2.4啟動(dòng)組織塊247
8.2.5時(shí)間中斷組織塊247
8.2.6循環(huán)中斷組織塊248
8.2.7硬件中斷組織塊249
8.3數(shù)據(jù)塊250
8.3.1數(shù)據(jù)塊的創(chuàng)建250
8.3.2數(shù)據(jù)塊的編輯252
8.3.3數(shù)據(jù)塊的訪問253
8.4函數(shù)（FC）257
8.4.1函數(shù)的創(chuàng)建與密碼保護(hù)258
8.4.2函數(shù)的接口區(qū)260
8.4.3函數(shù)的調(diào)用261
8.4.4函數(shù)接口參數(shù)修改263
8.4.5設(shè)置函數(shù)的調(diào)用環(huán)境進(jìn)行調(diào)試265
8.5函數(shù)塊（FB）266
8.5.1函數(shù)塊的創(chuàng)建266
8.5.2函數(shù)塊的接口區(qū)267
8.5.3函數(shù)塊的調(diào)用267
8.5.4多重背景的使用271
8.6交叉引用表和程序信息274
8.6.1交叉引用表274
8.6.2程序信息276
項(xiàng)目訓(xùn)練八多級(jí)分頻器系統(tǒng)設(shè)計(jì)278
習(xí)題281

第9章S7-1500 PLC模擬量處理與PID控制技術(shù)/282
9.1模擬量處理基礎(chǔ)282
9.1.1模擬量介紹282
9.1.2模擬量模塊282
9.1.3模擬量模塊的接線283
9.1.4模擬量模塊的參數(shù)分配288
9.1.5模擬量模塊的地址分配289
9.1.6模擬量轉(zhuǎn)換值的表示291
9.2模擬量采集處理296
9.2.1模擬量值的規(guī)范化296
9.2.2模擬量值的處理298
9.3PID控制器299
9.3.1PID控制的基本原理299
9.3.2PID控制器的數(shù)字化300
9.3.3PID控制器參數(shù)與系統(tǒng)性能關(guān)系301
9.3.4PID指令301
9.3.5PID_Compact指令調(diào)用305
9.3.6PID組態(tài)305
9.3.7PID調(diào)試309
項(xiàng)目訓(xùn)練九加熱爐溫度模擬量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)313
項(xiàng)目訓(xùn)練十恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)316
習(xí)題324

第10章西門子人機(jī)界面HMI的組態(tài)與設(shè)計(jì)/325
10.1人機(jī)界面與組態(tài)軟件介紹325
10.1.1人機(jī)界面與觸摸屏326
10.1.2人機(jī)界面的組成326
10.1.3SIMATIC人機(jī)界面326
10.1.4組態(tài)軟件介紹328
10.1.5PC機(jī)通用組態(tài)軟件328
10.1.6創(chuàng)建HMI監(jiān)控界面工作流程329
10.2精智系列面板WinCC項(xiàng)目組態(tài)329
10.2.1WinCC（TIA Portal）簡(jiǎn)介329
10.2.2直接生成HMI設(shè)備331
10.2.3使用HMI設(shè)備向?qū)僧嬅?32
10.2.4WinCC項(xiàng)目組態(tài)界面336
10.3精智面板TP 700 Comfort的通信連接338
10.3.1TP 700 Comfort介紹338
10.3.2TP 700 Comfort的硬件連接339
10.3.3TP 700 Comfort與組態(tài)PC通信設(shè)置340
10.3.4TP 700 Comfort與S7-1500 PLC通信設(shè)置342
10.3.5下載HMI組態(tài)344
10.4TP 700 Comfort畫面創(chuàng)建與管理345
10.4.1畫面結(jié)構(gòu)與布局345
10.4.2TP 700 Comfort畫面屬性設(shè)置347
10.4.3畫面管理348
10.5TP 700 Comfort畫面設(shè)計(jì)359
10.5.1基本對(duì)象、元素的使用359
10.5.2庫和圖形的使用367
10.5.3組態(tài)I/O域368
10.5.4變量的管理369
10.6精智面板的仿真、運(yùn)行與用戶管理372
10.6.1HMI仿真調(diào)試方法372
10.6.2HMI的離線仿真調(diào)試372
10.6.3HMI的在線仿真調(diào)試374
10.6.4用戶管理的組態(tài)與使用378
項(xiàng)目訓(xùn)練十一十字路口交通燈控制人機(jī)界面設(shè)計(jì)384
習(xí)題385

第11章S7-1500 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與診斷/386
11.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)386
11.1.1設(shè)計(jì)原則386
11.1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容387
11.1.3設(shè)計(jì)步驟387
11.2硬件設(shè)計(jì)388
11.2.1PLC的選型388
11.2.2I/O模塊的選型388
11.2.3PLC容量估算389
11.3軟件設(shè)計(jì)390
11.3.1設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作390
11.3.2編寫程序390
11.3.3程序測(cè)試390
11.4系統(tǒng)調(diào)試390
11.4.1調(diào)試步驟390
11.4.2調(diào)試方法391
11.4.3系統(tǒng)開發(fā)技巧391
11.5系統(tǒng)診斷392
11.5.1系統(tǒng)診斷含義392
11.5.2系統(tǒng)診斷顯示393
11.5.3通過Web服務(wù)器進(jìn)行診斷故障399
11.5.4通過HMI診斷視圖進(jìn)行診斷故障401
11.5.5通過過程映像輸入進(jìn)行系統(tǒng)診斷405
11.5.6通過編寫程序進(jìn)行故障診斷406
11.5.7通過用戶自定義報(bào)警診斷程序?qū)崿F(xiàn)診斷408
項(xiàng)目訓(xùn)練十二物流線倉庫庫存控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)416
習(xí)題418

參考文獻(xiàn)/419