編輯推薦
                                        《西門子工業自動化項目設計實踐》可作為廣大工程技術人員和相關專業的學生學習西門子公司自動化技術的培訓教材和實用的參考書。
      內容簡介
     《西門子工業自動化項目設計實踐》從自動化工程項目設計實踐齣發,介紹瞭西門子公司的SIMATIC自動化技術,涵蓋瞭S7—300/400控製器、PROFIBUS網絡通信和人機界麵監控係統組態三大核心技術。在編寫形式上,注重理論與生産實際相聯係,書中以自動化工程項目設計為依托,按照項目設計的流程,詳細闡述瞭硬件選型與組態、程序設計與調試、網絡配置與通信、觸摸屏組態與設計以及故障診斷的方法。本書語言簡練、通俗易懂,內容由淺入深,循序漸進,使讀者能夠在很短的時間內輕鬆入門。
  為方便讀者上機操作,書中附有兩張信息豐富的DVD光盤,內容包括SIMATIC組態與編程軟件、SIMATIC中文技術手冊和多媒體培訓課件。
  《西門子工業自動化項目設計實踐》可作為廣大工程技術人員和相關專業的學生學習西門子公司自動化技術的培訓教材和實用的參考書。     
內頁插圖
          目錄
   序
前言
第1章 緒論
1.1 西門子工業自動化係統概述
1.1.1 全集成自動化概念
1.1.2 SIMATIC係統特性
1.2 自動化生産綫工程項目設計
1.3 可編程序控製器基礎
1.3.1 可編程序控製器的産生和定義
1.3.2 可編程序控製器的特點
1.3.3 可編程序控製器的分類
1.3.4 可編程序控製器的硬件組成
1.3.5 可編程序控製器的工作特點
第2章 工程項目
2.1 控製任務
2.1.1 自動化生産綫模型
2.1.2 控製係統技術要求
2.2 控製方案設計原則
2.2.1 確定係統控製任務與設計要求
2.2.2 製定電氣控製方案
2.2.3 確定控製係統的輸入輸齣信號
2.2.4 PLC選型與硬件配置
2.2.5 I/O分配
2.2.6 控製程序設計
2.2.7 現場運行調試
2.2.8 項目歸檔
第3章 PLC的硬件係統
3.1 S7-300/400硬件模塊
3.1.1 機架
3.1.2 電源模塊
3.1.3 CPU
3.1.4 信號模塊
3.1.5 通信模塊
3.1.6 功能模塊
3.1.7 接口模塊
3.1.8 占位模塊
3.1.9 仿真器模塊
3.2 硬件安裝
3.2.1 S7-300安裝規範
3.2.2 S7-400安裝規範
3.2.3 更換模塊
3.3 硬件接綫
3.3.1 模塊選擇
3.3.2 I/O分配錶
3.3.3 I/O接綫圖
3.4 組態硬件
3.4.1 創建一個項目
3.4.2 硬件配置
3.4.3 更新硬件目錄
3.4.4 復位CPU和暖啓動
任務1灌裝項目硬件設計
第4章 PLC的軟件設計
4.1 STEP7編程基礎
4.1.1 數製和編碼
4.1.2 數據類型及錶示格式
4.1.3 S7-300/400的內部資源
4.1.4 存儲區的尋址方式
4.1.5 STEP7編程語言
4.2 程序結構設計
4.2.1 程序塊類型
4.2.2 程序結構形式
4.2.3 工程項目程序結構
5.1.4 串行通信接口
5.1.5 西門子公司的工業網絡通信
5.2 PRoFIBUS網絡概述
5.2.1 PROFIBUS的優點
5.2.2 PROFIBUS的訪問機理
5.2.3 PROFIBUS的通信協議
5.2.4 PROFIBUS的網絡特性
5.2.5 PROFIBUS網絡連接部件
5.3 PROFIBUS.DP網絡的主站與從站
5.3.1 PROFIBUS-DP網絡中的主站
5.3.2 PROFIBUS-DP網絡中的從站
5.3.3 PROFIBUS通信處理器
5.4 建立PROFIBUS-DP網絡
5.4.1 集成DP接口的CPU作主站
5.4.2 CP342-5作為主站
任務12 組態PROFIBUS-DP網絡
5.5 PROFIBUS-DP網絡故障診斷
5.5.1 故障指示燈LED
5.5.2 用STEP7軟件進行網絡診斷
5.5.3 通過組織塊OB86進行診斷
5.5.4 用BT200進行硬件測試與診斷
第6章 觸摸屏的使用
6.1 人機界麵
6.2 winCCncxible概述
6.2.1 WinCCflexible應用對象
6.2.2 WinCEflexible的組件
6.2.3 WinCCflexible項目應用
任務13 建立灌裝生産綫監控項目
6.3 建立一個winCCflexible項目
6.3.1 啓動WinCCflexible
6.3.2 建立一個新項目
6.3.3 WinCC00xiblc項目組態界麵
6.3.4 WinCCflexible與STEP7集成
任務14 建立通信連接
6.4 觸摸屏的通信連接
6.4.1 TP177BPN/DP觸摸屏的硬件連接
6.4.2 設置觸摸屏通信參數
任務15 生成監控係統所需的變量
6.5 定義變量
6.5.1 變量的分類
6.5.2 變量的數據類型
6.5.3 編輯變量
任務16 組態灌裝自動化生産綫監控畫麵
6.6 組態監控畫麵
6.6.1 創建畫麵
6.6.2 設計畫麵結構
6.6.3 畫麵編輯器的常用工具
6.6.4 組態初始畫麵
6.6.5 組態運行畫麵
6.6.6 組態物料混閤畫麵
6.6.7 組態參數設置畫麵
6.6.8 組態趨勢視圖
6.7 winCCncxible模擬調試
6.7.1 項目的離綫模擬調試
6.7.2 項目的集成模擬調試
任務17 編輯監控係統報警消息
6.8 編輯報警消息
6.8.1 報警的概念
6.8.2 組態報警
6.8.3 顯示報警消息
任務18 組態配方設置畫麵
6.9 組態配方
6.9.1 配方的概念叫
6.9.2 配方數據的存儲與傳送
6.9.3 組態項目的配方
6.9.4 編寫PLC程序
6.9.5 運行配方視圖
任務19 組態用戶管理畫畫
6.10 用戶管理
6.10.1 用戶管理的基本概念
6.10.2 用戶管理的組態
6.10.3 用戶管理的使用
參考文獻      
精彩書摘
     第1章 緒論  1.1 西門子工業自動化係統概述  1.1.1 全集成自動化概念  工業現代化的進程,對生産過程的自動控製和信息通信提齣瞭更高的要求。工業自動化係統已經從單機的PLC控製發展到多PLC及人機界麵(Human Machine Interface,HMI)的網絡控製。目前,PLC技術、網絡通信技術和HMI上位監控技術已經廣泛應用於“製造自動化”和“過程自動化”兩大領域,包括鋼鐵、機械、冶金、石化、玻璃、水泥、水處理、垃圾處理、食品和飲料業、包裝、港口、紡織、石油和天然氣、電力、汽車等。  作為全球自動化領域技術、標準及市場的領導者,西門子公司一直緻力於自動化和驅動産品及係統的不斷創新。1996年,西門子公司自動化與驅動集團提齣瞭全集成自動化(To-tally Integrated Automation,TIA)的概念,即用一種係統或者一個自動化平颱完成原來由多種係統搭配起來纔能完成的功能。SIMATIC提供瞭一個可以包含當今自動化解決方案中全部所需組件的模塊化係統,其係列産品具有高度一緻的數據管理、統一的編程和組態環境以及標準化的網絡通信體係、結構,為從現場級到控製級的生産及過程控製提供瞭統一的全集成、係統平颱。  2.1.2控製係統技術要求  自動化生産綫模型設計瞭手動和自動兩種工作模式。手動模式用於設備的調試和計數統計值的復位。自動模式下允許啓動生産綫運行。  控製係統中包括緊急情況的處理以及故障診斷與顯示報警功能。  1急停功能  當設備發生故障時,按下急停按鈕,停止設備的一切運行。  2手動模式  1)在手動模式下,可以通過點動按鈕使傳送帶電動機正轉或反轉,用於調試設備。  2)在手動模式下,可以通過復位按鈕對計數統計值進行清零。  3)在手動模式下,可以通過選擇開關設置下位(PLC)控製或上位(HMI)控製。  3自動模式  1)在自動模式下,按下啓動按鈕,係統啓動,電動機正轉,傳送帶運行。  2)空瓶子到達灌裝位置時,電動機停轉,灌裝閥門打開。  3)灌裝時間到,灌裝閥門關閉,電動機正轉,傳送帶繼續運行。  4)在自動模式下,按下停止按鈕,係統停止,電動機不轉,傳送帶停止運行。  4.工件計數統計  控製係統可以實現工件的計數統計,包括毛坯數、正品數和廢品數。正品數顯示在控製麵闆的數碼管上。5模擬量檢測灌裝液罐的液位由模擬量液位傳感器進行監視。液位低於下限時,要打開進料閥門,液位高於上限時,要關閉進料閥門。  6故障報警  當設備發生故障時,控製係統能夠立即響應,控製麵闆上相應的故障指示燈會閃亮故障排除後,按下故障復位按鈕,生産綫纔能自動運行。2.2控製方案設計原則  自動化控製係統的被控對象一般為機械加工設備、電氣設備、生産綫或生産過程。控製方案設計主要包括硬件設計、軟件程序設計、施工設計及現場調試等幾部分內容。設計流程如圖2.3所示。  2.2.1確定係統控製任務與設計要求  首先要瞭解機械運動與電氣執行元件之間的關係,仔細分析被控對象的控製過程和控製要求,熟悉工藝流程及設備性能,明確各項任務的要求、約束條件及控製方式。對於較復雜的控製係統,還可將控製任務分成幾個獨立的部分,這樣可以化繁為簡,有利於編程和調試。  2.2.2製定電氣控製方案  根據生産工藝和機械運動的控製要求,確定控製係統的工作方式,例如全自動、半自動、手動、單機運行、多機聯綫運行等。  ……      
前言/序言
     感謝你閱讀此書。我知道你很忙,以至於很難完全停下手頭的工作,靜下心來閱讀這本書。我明白你的苦衷,因為事情總是在排隊等待著你去處理,片刻的遲疑,你都於心不安,都會使你承受很大的壓力。每一分鍾對你來說都是極其寶貴的。為瞭不讓你的時間付諸東流,我嚮你承諾:磨刀不誤砍柴工。
  認真閱讀本書,並且將書中的理念和方法付諸實踐,加以練習,使之成為與生俱來的習慣,你將可以:(1)每天節省齣2個小時,投入到更有價值的事情中去;
  (2)每周將多齣半天時間,陪伴傢人和朋友;
  (3)生活和工作將變得高效而從容;
  (4)你和你的團隊的業績在l~2年內將增長20%。掌握行動力係統理論及其實戰技能,你的未來將得到顯著改善。    
				
 
				
				
					深入探索西門子工業自動化領域,掌握項目設計核心技能  本書並非簡單羅列技術術語或産品目錄,而是以真實、復雜的工業自動化項目為載體,全方位、深層次地解析西門子自動化解決方案的設計、實施與優化全過程。我們旨在為廣大讀者,無論是初涉自動化領域的學生、渴望提升技能的工程師,還是尋求係統性學習的實踐者,提供一套切實可行、直擊要害的學習路徑。本書通過詳實的項目案例,將抽象的理論知識轉化為生動具體的實踐操作,幫助您在真實場景中鍛造過硬的技術本領。  核心內容概覽:  本書的核心在於“實踐”二字。我們摒棄瞭枯燥的理論堆砌,而是將目光聚焦於工業自動化項目的真實需求與挑戰。從項目的啓動、規劃、設計、實施到調試、運行與維護,每一個環節都力求做到詳盡入微,條分縷析。     項目全生命周期管理: 我們將係統地介紹工業自動化項目的各個生命周期階段,包括需求分析、方案設計、設備選型、硬件組態、軟件開發、係統集成、現場調試、性能優化及後期維護。每一個階段都輔以具體的案例分析,幫助讀者理解不同階段的關鍵任務、潛在風險以及應對策略。     西門子自動化硬件與軟件深度剖析:        PLC(可編程邏輯控製器): 重點聚焦西門子 S7-1200、S7-1500 等主流係列。詳細講解其架構、指令集、數據類型、存儲區域、中斷處理、通信機製等。通過實際項目,演示如何根據工藝需求進行PLC硬件選型、I/O點配置、功能塊(FC/FB)開發、數據塊(DB)設計,以及梯形圖(LAD)、語句錶(SCL)等編程語言的應用。        HMI(人機界麵): 深入探討西門子 WinCC Unified、WinCC Professional 等 HMI 組態軟件。講解如何設計直觀易用的用戶界麵,實現畫麵切換、變量綁定、報警管理、趨勢顯示、配方管理、用戶權限設置等功能。結閤項目實例,演示如何通過HMI實現與PLC的有效交互,提升操作便捷性與可視化水平。        SCADA(監控與數據采集係統): 介紹西門子 SCADA 係統的構建與應用,如 SIMATIC WinCC OA。講解 SCADA 係統的架構、實時數據庫、曆史數據存儲、報警係統、報錶生成、遠程訪問等關鍵功能。通過項目案例,展示如何利用 SCADA 係統對整個自動化生産綫進行集中監控、數據采集與分析,為生産優化提供決策支持。        DCS(分布式控製係統): 對於大型復雜過程控製項目,本書也將涉及西門子 DCS 解決方案的原理與應用,例如 SIMATIC PCS 7。介紹 DCS 的係統架構、控製策略、冗餘設計、組態工具以及與 PLC 係統的協同工作方式。        變頻器與伺服係統: 詳細講解西門子 SINAMICS 係列變頻器與 SIMOTICS 係列伺服係統的選型、參數設置、控製模式(V/f控製、矢量控製、伺服定位等)以及與PLC的通信集成。通過實例,演示如何在運動控製和速度調節等應用場景中發揮其核心作用。        工業通信: 重點介紹 PROFINET、PROFIBUS 等西門子主導的工業通信協議。講解其網絡拓撲、通信模型、診斷方法以及在項目中的配置與應用。同時,也會涉及 OPC UA 等通用工業通信標準,為實現跨平颱、跨廠商的互聯互通提供指導。        TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal): TIA Portal 是西門子集成自動化平颱的核心。本書將以 TIA Portal 為主要開發環境,貫穿整個項目設計過程。詳細講解 TIA Portal 的工程結構、項目導航、設備組態、網絡配置、程序開發、調試工具、在綫診斷等功能。通過 TIA Portal,讀者將體驗到高度集成的開發環境帶來的效率提升。     實際項目案例深度解析: 本書的精髓在於一係列精心挑選的、具有代錶性的工業自動化項目案例。這些案例涵蓋瞭不同行業、不同規模的實際應用場景,例如:        智能製造生産綫設計: 從産品輸送、裝配、檢測到質量追溯,模擬一條完整的智能製造生産綫,講解如何整閤 PLC、HMI、機器人、視覺係統等,實現自動化生産與信息集成。        樓宇自動化係統集成: 針對大型商業建築或工業廠房,講解如何設計一套集成的樓宇自動化係統,實現 HVAC(暖通空調)、照明、安防、能耗監測等係統的聯動與優化。        水處理廠自動化控製: 以汙水處理或給水處理廠為例,展示如何利用西門子自動化技術,實現水泵、閥門、曝氣設備等的智能控製,優化工藝流程,提高處理效率。        食品飲料生産綫自動化升級: 針對食品飲料行業的特定需求,如衛生等級、防爆要求、生産過程追溯等,設計一套滿足其嚴苛標準的自動化解決方案。        能源管理與監控係統: 講解如何通過西門子解決方案,構建企業級能源管理係統,實現能源消耗的可視化、分析與優化,降低運營成本。      每個案例都將遵循“背景介紹 → 需求分析 → 係統架構設計 → 關鍵設備選型 → PLC/HMI/SCADA 程序設計 → 通信組態 → 調試要點 → 性能優化建議”的完整流程。讀者將有機會“親身”參與到項目的每一個環節,理解決策背後的邏輯,掌握應對復雜問題的解決方案。     軟件開發與編程實踐:        SCL(結構化文本語言): 強調 SCL 在實現復雜算法、數據處理和高級功能方麵的強大能力,通過具體案例教授其語法、數據結構和應用技巧。        STL(語句錶)與 LAD(梯形圖): 結閤實際項目,迴顧和深化對這兩種經典編程語言的理解,重點在於如何高效地利用它們實現基礎邏輯控製。        麵嚮對象編程思想在 PLC 中的應用: 介紹如何利用功能塊(FB)實現代碼的模塊化、重用性和可維護性,提升大型項目的開發效率。        報警管理與診斷: 講解如何設計完善的報警係統,以及利用西門子工具進行係統診斷和故障排除,確保生産綫的穩定運行。     係統集成與調試技巧:        硬件與軟件的協同調試: 強調硬件連接、IO映射、通信配置與程序邏輯之間的相互驗證,提供一套係統化的調試流程。        在綫監視與斷點調試: 教授如何有效地利用 TIA Portal 的在綫功能,監視變量變化、設置斷點、單步執行,快速定位程序錯誤。        仿真與測試: 介紹如何利用 PLC 仿真器(PLCSIM)進行離綫測試,以及在實際項目中的模擬測試方法,最大程度地減少現場調試風險。        驗收測試(FAT/SAT)流程: 講解如何製定和執行工廠驗收測試(FAT)和現場驗收測試(SAT),確保項目交付的質量。     項目實施與優化:        安全生産設計原則: 結閤 IEC 61508/61511 等功能安全標準,介紹在項目設計中如何考慮安全迴路、安全繼電器、安全 PLC 的應用。        能源效率優化: 探討如何在自動化設計中融入節能理念,例如變頻器節能控製、智能啓停、負載均衡等。        數據采集與分析: 講解如何利用 SCADA/MES 係統進行生産數據采集,並通過數據分析優化生産工藝,提升産品質量與生産效率。        預測性維護: 介紹如何利用傳感器數據和曆史運行信息,構建預測性維護模型,減少設備故障停機時間。  本書的特色與價值:  1.  真實性與實用性: 所有案例均來源於實際項目,技術點與應用場景高度契閤,避免瞭理論與實踐脫節的現象。 2.  係統性與全麵性: 涵蓋瞭工業自動化項目設計的全流程,從宏觀架構到微觀細節,確保讀者獲得係統性的認知。 3.  深入性與前瞻性: 不僅講解現有技術,也關注未來發展趨勢,幫助讀者緊跟行業步伐。 4.  操作性強: 通過大量的實例操作指導,讀者可以跟隨步驟動手實踐,將知識轉化為技能。 5.  循序漸進的學習麯綫: 針對不同層次的讀者,提供瞭從基礎概念到高級應用的清晰學習路徑。 6.  解決實際問題的能力: 讀者在學習過程中,將不斷麵臨和解決實際項目中的挑戰,從而提升獨立解決問題的能力。  誰適閤閱讀本書?     自動化工程初學者: 希望係統學習西門子自動化技術,建立紮實的理論基礎和實踐經驗。    在校學生: 學習工業自動化、電氣工程、自動化控製等專業的學生,作為輔助教材或項目實踐參考。    一綫自動化工程師: 希望提升在西門子自動化項目設計、實施和維護方麵的技能。    項目經理與技術主管: 需要瞭解自動化項目全貌,以便更好地進行項目規劃、資源協調和技術決策。    對工業自動化感興趣的 IT 人員: 希望瞭解工業控製係統與 IT 技術的結閤點,例如工業物聯網(IIoT)。  附贈光盤內容(未包含在本書的文字描述中,僅作為參考,不影響本書內容的完整性):  隨書附贈的兩張DVD光盤,將為您的學習之旅提供強有力的補充。光盤中包含瞭大量與本書內容緊密相關的實踐資源,例如:     精選項目案例的仿真視頻: 直觀展示書中復雜項目在仿真環境下的運行效果,幫助您更清晰地理解自動化邏輯。    常用西門子軟件的試用版或演示版鏈接: 方便您在學習過程中進行軟件操作的演練。    關鍵硬件設備的詳細技術手冊和選型指南: 作為本書內容的補充查閱資料,深入瞭解特定設備。    部分示例程序的源代碼片段: 供您參考和學習,加速您的編程實踐。    西門子官方培訓資料的精選片段: 幫助您從官方視角理解核心概念。  本書相信,通過理論學習與實踐操作的有機結閤,讀者一定能夠掌握西門子工業自動化項目的核心設計理念與精湛技藝,自信地迎接工業自動化領域的每一個挑戰,成為一名齣色的自動化解決方案專傢。