西门子S7-1500 PLC从入门到精通_陈忠平,刘桂林,陈建忠,刘静_9787519869250

本书从实际工程应用出发，详细讲解了西门子S7-1500系列PLC的基础与实际应用等方面的内容。本书共有9章，主要介绍了PLC的基础知识、S7-1500 PLC控制系统的硬件组成、S7-1500 PLC编程基础、S7-1500 PLC指令系统的使用及应用实例、S7-1500 PLC的用户程序结构、S7-1500 PLC数字量顺序控制编程及SCL编程、S7-1500的模拟量功能与PID控制、S7-1500 PLC的通信功能、PLC控制系统设计及实例等内容。
本书语言通俗易懂，实例的实用性和针对性较强，特别适合初学者使用，对有一定PLC基础知识的读者也会有很大帮助。本书既可作为电气控制领域技术人员的自学教材，也可作为高职高专院校、成人高校、本科院校的电气工程、自动化、机电一体化、计算机控制等专业的参考书。

前言可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。自20世纪60年代推出第1台PLC至今，PLC的发展非常迅猛，已成为工控领域中最重要、应用最广的控制设备之一。在编写过程中编者注重题材的取舍，使本书具有以下特点：（1）以PLC的应用技术为重点，淡化原理，注重实用，以项目、案例为线索进行内容的编排；（2）本书定位于面向自动控制的应用层面,从示范工程到应用层，工程实例丰富，着重培养读者的动手能力，使读者容易跟上新技术的发展；（3）本书的大部分实例取材于实际工程项目或其中的某个环节，对读者从事PLC应用和工程设计具有较大的实践指导意义。全书共分9章，第1章讲述了PLC的定义、发展历程与趋势、功能、特点与主要性能指标、应用和分类、PLC的硬件组成及工作原理；第2章介绍了S71500 PLC的电源模块、CPU模块、I/O模块、通信与工艺模块、分布式模块以及硬件安装和接线等内容；第3章先简单介绍了PLC的编程语言种类、数据类型与寻址方式，然后详细讲述了TIA Portal（博途）编程软件的使用，最后又讲解了S7PLCSIM仿真软件的使用；第4章介绍了S71500的基本指令、扩展指令，并通过实例讲解了基本指令的使用方法；第5章介绍了S71500 PLC的用户程序结构及编程方法，数据块、组织块、函数和函数块的使用方法；第6章先介绍梯形图的翻译设计方法与经验设计法、顺序控制设计法与顺序功能图，再讲解了S71500 PLC顺序控制语言S7Graph，并通过多个实例讲述了S7Graph在单序列、选择序列、并行序列中顺序控制的应用，最后还讲解了SCL编程语言；第7章介绍了模拟量的基本概念、S71500系列的模拟量扩展模块、模拟量控制的使用、PID控制与应用等内容；第8章介绍了通信基础知识、S71500 PLC的串行通信、S71500 PLC的PROFIBUS通信、S71500 PLC的PROFINET通信、开放式用户通信内容；第9章讲解了PLC控制系统的设计方法,通过实例讲解了PLC在传统继电控制系统中的应用、PLC控制的应用设计实例。参加本书编写工作的有湖南工程职业技术学院陈忠平、刘桂林、陈建忠、刘静，湖南涉外经济学院高金定和廖亦凡，衡阳技师学院胡彦伦，湖南航天机电设备与特种材料研究所刘琼等。全书由湖南工程职业技术学院龚亮副教授主审。由于编者知识水平和经验的局限性，书中难免有错漏之处，敬请广大读者批评指正。编著者

目录
前言
第1章PLC基础知识1
1.1PLC的产生与发展1
1.1.1PLC的产生1
1.1.2PLC的发展历史与趋势2
1.2PLC的功能特点与应用分类4
1.2.1PLC的功能与特点4
1.2.2PLC的主要性能指标5
1.2.3PLC的应用和分类6
1.3PLC的硬件组成和工作原理8
1.3.1PLC的硬件组成8
1.3.2PLC的工作原理14
1.3.3PLC的立即输入、输出功能16
1.4西门子PLC简介16
1.4.1西门子PLC的发展16
1.4.2西门子PLC的产品类型17
第2章S71500 PLC控制系统的硬件组成20
2.1S71500 PLC的电源模块20
2.1.1S71500 PLC的系统电源模块20
2.1.2S71500 PLC的负载电源模块21
2.1.3S71500 PLC的系统电源模块选择示例21
2.1.4供电平衡计算24
2.2S71500 PLC的CPU模块24
2.2.1CPU模块的分类及主要性能24
2.2.2CPU模块的外形结构及部件27
2.2.3CPU模块的工作模式30
2.3S71500 PLC的I/O模块30
2.3.1模块特性及其宽度的划分31
2.3.2数字量I/O模块31
2.3.3模拟量I/O模块38
2.4通信与工艺模块40
2.4.1通信模块40
2.4.2工艺模块42
2.5分布式模块44
2.5.1ET 200MP分布式模块44
2.5.2ET 200SP分布式模块45
2.6S71500 PLC的安装与接线45
2.6.1PLC安装和接线注意事项45
2.6.2S71500 PLC的硬件安装47
2.6.3S71500 PLC的接线50
第3章S71500 PLC编程基础53
3.1PLC编程语言简介53
3.1.1PLC编程语言的国际标准53
3.1.2LAD梯形图54
3.1.3STL语句表57
3.1.4SFC顺序功能图57
3.1.5FBD功能块图58
3.1.6STEP 7的其他编程语言59
3.2S71500 PLC的数制与数据类型60
3.2.1数据长度与数制60
3.2.2基本数据类型62
3.2.3复杂数据类型67
3.2.4指针与用户自定义数据类型68
3.2.5参数类型69
3.2.6系统数据类型70
3.2.7硬件数据类型71
3.3S71500 PLC的存储区与寻址方式72
3.3.1S71500 PLC的存储系统72
3.3.2S71500 PLC存储器范围及特性73
3.3.3寻址方式77
3.4TIA Portal（博途）软件的使用82
3.4.1TIA Portal软件视图结构及新建项目的内容与步骤82
3.4.2新建TIA Portal项目84
3.4.3硬件组态与配置85
3.4.4变量表的定义98
3.4.5梯形图程序的输入101
3.4.6项目编译与下载103
3.4.7打印与归档106
3.5程序调试与仿真108
3.5.1程序信息108
3.5.2交叉引用108
3.5.3比较项目数据109
3.5.4使用监控表与强制表进行调试110
3.5.5使用S7PLCSIM软件进行仿真115
3.6安装支持包和GSD文件118
3.6.1安装支持包118
3.6.2安装GSD文件120
第4章S71500 PLC的指令系统122
4.1S71500 PLC基本指令122
4.1.1位逻辑运算指令122
4.1.2定时器操作指令133
4.1.3计数器操作指令156
4.1.4移动操作指令171
4.1.5比较操作指令178
4.1.6转换操作指令184
4.1.7数学函数指令191
4.1.8字逻辑运算指令204
4.1.9移位和循环指令215
4.1.10程序控制类指令225
4.2扩展指令231
4.2.1日期和时间指令231
4.2.2字符串和字符指令241
4.2.3过程映像指令262
第5章S71500 PLC的用户程序结构268
5.1S71500 PLC的程序及块结构268
5.1.1S71500 PLC的程序分类268
5.1.2TIA Portal软件中程序的编程方法268
5.1.3S71500 PLC的块结构269
5.2数据块270
5.2.1数据块的分类271
5.2.2数据块的生成271
5.2.3数据块的应用274
5.3S71500 PLC组织块280
5.3.1组织块的构成、分类与中断280
5.3.2主程序循环组织块283
5.3.3时间中断组织块284
5.3.4延时中断组织块290
5.3.5循环中断组织块294
5.3.6硬件中断组织块303
5.3.7启动组织块306
5.4S71500 PLC函数和函数块311
5.4.1接口区312
5.4.2生成与调用函数313
5.4.3函数的应用313
5.4.4生成与调用函数块319
5.4.5函数块的应用319
第6章S71500 PLC数字量顺序控制编程及SCL编程327
6.1梯形图设计方法327
6.1.1翻译法设计梯形图327
6.1.2经验法设计梯形图332
6.2顺序控制设计法与顺序功能图336
6.2.1步与动作337
6.2.2有向连接与转换338
6.2.3顺序功能图的基本结构338
6.2.4常见的顺序控制编写梯形图程序的实例339
6.3顺序功能图语言S7Graph348
6.3.1S7Graph程序结构348
6.3.2S7Graph编辑界面的介绍349
6.3.3S7Graph的显示模式351
6.3.4S7Graph中的步与动作356
6.3.5S7Graph函数块的接口参数359
6.3.6S7Graph的应用实例364
6.4SCL编程语言401
6.4.1SCL程序编辑器401
6.4.2SCL编程语言基础403
6.4.3SCL的寻址410
6.4.4SCL程序控制语句415
第7章S71500 PLC的模拟量功能与PID控制425
7.1模拟量控制概述425
7.1.1模拟量控制简介425
7.1.2模拟值的表示及精度426
7.1.3模拟量的输入/输出方法429
7.2S71500系列的模拟量功能431
7.2.1S71500系列PLC模拟量扩展模块431
7.2.2S71500系列PLC模拟量模块的接线432
7.2.3S71500系列PLC模拟量模块的参数设置442
7.2.4S71500系列PLC模拟量模块的应用448
7.3PID闭环控制452
7.3.1模拟量闭环控制系统的组成452
7.3.2PID控制器453
7.3.3PID_Compact指令及使用454
7.3.4PID控制的应用460
第8章S71500 PLC的通信功能469
8.1通信基础知识469
8.1.1通信的基本概念469
8.1.2通信传输介质470
8.1.3网络拓扑结构471
8.1.4网络通信标准472
8.1.5SIMATIC通信网络概述478
8.2S71500 PLC的串行通信480
8.2.1串行通信接口类型及连接方式480
8.2.2自由口协议通信482
8.2.3Modbus RTU协议通信496
8.3PROFIBUS通信511
8.3.1PROFIBUS现场总线概述511
8.3.2PROFIBUSDP网络的主站与从站512
8.3.3PROFIBUS网络配置方案514
8.3.4PROFIBUSDP接口515
8.3.5PROFIBUS网络的参数分配515
8.3.6PROFIBUS网络诊断520
8.3.7PROFIBUS通信应用举例521
8.4PROFINET通信523
8.4.1PROFINET简介524
8.4.2构建PROFINET网络527
8.4.3PROFINET网络参数分配529
8.4.4PROFINET网络诊断534
8.4.5PROFINET通信应用举例539
8.5开放式用户通信541
8.5.1开放式用户通信概述541
8.5.2开放式用户通信的指令542
8.5.3开放式用户通信应用举例546
第9章PLC控制系统设计及实例555
9.1PLC控制系统的设计555
9.1.1PLC控制系统的设计原则和内容555
9.1.2PLC控制系统的设计步骤556
9.1.3PLC硬件系统设计557
9.1.4PLC软件系统设计560
9.2PLC在传统继电控制中的应用561
9.2.1PLC在异步电动机降压启动控制中的应用561
9.2.2PLC在异步电动机限位往返控制中的应用566
9.2.3PLC在异步电动机制动控制中的应用571
9.2.4PLC在异步电动机多速控制中的应用573
9.3PLC控制的应用设计实例579
9.3.1PLC在三相步进电动机控制中的应用设计579
9.3.2PLC在多台电动机的顺启逆停控制中的应用设计587
9.3.3PLC在送料小车自动行程控制中的应用设计593
9.3.4PLC在全自动洗衣机模拟控制中的应用设计598
参考文献607

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