SIMATIC S7-1500与TIA博途软件使用指南

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崔坚,西门子(中国)有限公司 编
图书标签:
  • SIMATIC S7-1500
  • TIA博途
  • PLC
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  • 编程
  • 西门子
  • S7
  • 博途软件
  • 技术手册
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111532446
版次:1
商品编码:11901308
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 西门子工业自动化技术丛书
开本:16开
出版时间:2018-01-01
用纸:胶版纸
页数:397
字数:640000

具体描述

编辑推荐

新一代的SIMATIC系列控制器S7-1500作为TIA全集成自动化架构的核心单元,与S7-300/400系列控制器相比,从现场的接线、编程设计、实现通信的灵活方式以及系统的诊断和柔性控制方面都有显著的提高和创新。

TIA博途与SIMATIC S7-1500的完美结合,无论是设计、安装、调试,还是维护和升级自动化系统,都能做到节省工程设计的时间、成本和人力。

由对西门子公司专家工程师亲自编写,书中对产品的功能特点进行了深入剖析,融入自己的工程经验,使内容简单易学,为大家开辟了一条学习的捷径。

随书附赠TIA博途演示版软件以及示例程序,可用于学习和实践,同时还提供视频教程。

若读者朋友们无法使用光盘,大家可以关注“机械工业出版社E视界”(ID:cmpdgdz)微信公众号,回复“53244”获取视频教程。

内容简介

  SIMATIC S7-1500自动化系统是在SIMATIC S7-300/400系统的基础上进一步开发的,通过集成大量的新功能和新特性,SIMATIC S7-1500自动化系统具有卓越的性能和出色的可用性。借助于西门子新一代框架结构的TIA博途软件,可在同一开发环境下组态开发可编程序控制器、人机界面和驱动系统等。统一的数据库使各个系统之间轻松、快速地进行互连互通,真正达到了控制系统的全集成自动化。

  本书深入浅出地介绍了在TIA博途V13 SP1环境下如何组态和使用SIMATIC S7-1500的PROFINET/PROFIBUS通信、编程、Web服务器、PID控制、轨迹追踪等功能,不但适合新手的快速入门,而且可供具有STEP7 V5.X和SIMATIC S7-300/400使用经验的工程师借鉴和参考,也可以用作大专院校相关专业师生的培训资料。

  随书附带光盘中带有TIA博途V13 SP1演示版安装软件,可用于学习与实践。除此之外,在光盘中还附带了SIMATIC S7-1500功能和亮点使用的视频文件,便于读者更加快速地掌握SIMATIC S7-1500系列可编程序控制器,视频使用早期的TIA博途V12版本制作,与V13版本有微小的差别,但是不影响使用。

目录


前言
缩略语

第1章TIA博途软件概述1
1.1TIA博途软件简介1
1.2TIA博途软件构成1
1.2.1TIA博途STEP72
1.2.2TIA博途STEP7工程组态系统的选件2
1.2.3TIA博途WinCC2
1.2.4TIA博途WinCC工程组态系统和运行系统的选件3
1.3TIA博途软件的安装3
1.3.1硬件要求3
1.3.2支持的操作系统4
1.3.3安装步骤4
1.4TIA博途软件的卸载8
1.5授权管理功能10
1.5.1授权的种类10
1.5.2授权管理器11
1.6TIA博途软件的特性11

第2章TIA博途软件平台支持的新一代PLC产品介绍14
2.1完整的PLC产品线全面满足用户需求14
2.2全新分布式和PC�睟ased自动化解决方案15
2.3集成功能安全和信息安全16
2.4高效的开发环境16

第3章SIMATIC S7��1500 PLC控制系统的硬件组成17
3.1负载电源PM与系统电源PS17
3.1.1负载电源PM(Power Module)17
3.1.2系统电源PS(Power Supply)17
3.1.3系统电源选择示例17
3.1.4查看功率分配详细信息19
3.2SIMATIC S7��1500 CPU20
3.2.1SIMATIC S7��1500 CPU简介20
3.2.2SIMATIC S7��1500 CPU操作模式21
3.2.3SIMATIC S7��1500 CPU的存储器21
3.2.4SIMATIC S7��1500 CPU过程映像区的功能25
3.3SIMATIC S7��1500显示屏(Display)27
3.4信号模块29
3.4.1模块特性分类30
3.4.2模块宽度的划分30
3.4.3数字量输入模块30
3.4.4数字量输出模块31
3.4.5数字量输入/输出模块33
3.4.6模拟量输入模块34
3.4.7模拟量输出模块46
3.4.8模拟量输入/输出模块49
3.5通信模块51
3.5.1点对点通信模块51
3.5.2PROFIBUS通信模块51
3.5.3PROFINET/ETHERNET通信模块52
3.6工艺模块52
3.6.1高速计数器模块52
3.6.2基于时间的I/O模块53

第4章SIMATIC S7��1500硬件配置54
4.1配置一个SIMATIC S7��1500站点54
4.1.1添加一个SIMATIC S7��1500新设备54
4.1.2配置SIMATIC S7��1500的中央机架55
4.1.3使用检测功能配置SIMATICS7��1500中央机架58
4.2CPU参数配置59
4.2.1常规59
4.2.2PROFINET接口[X1]59
4.2.3DP接口[X3]68
4.2.4启动69
4.2.5周期71
4.2.6系统和时钟存储器72
4.2.7系统诊断73
4.2.8Web服务器73
4.2.9显示76
4.2.10用户界面语言78
4.2.11时间78
4.2.12保护79
4.2.13系统电源79
4.2.14组态控制80
4.2.15连接资源80
4.2.16地址总览82
4.3SIMATIC S7��1500 I/O参数82
4.3.1数字量输入模块参数配置83
4.3.2数字量输出模块参数配置87
4.3.3模拟量输入模块参数配置88
4.3.4模拟量输出模块参数配置90
4.4配置分布式I/O91
4.4.1配置PROFIBUS从站91
4.4.2配置PROFINET设备94

第5章数据类型与地址区97
5.1SIMATIC S7��1500 PLC的数据类型97
5.1.1基本数据类型97
5.1.2复合数据类型103
5.1.3PLC数据类型106
5.1.4参数类型107
5.1.5系统数据类型108
5.1.6硬件数据类型110
5.2SIMATIC S7��1500 PLC的地址区111
5.2.1CPU地址区的划分及寻址方法111
5.2.2全局变量与局部变量117
5.2.3全局常量与局部常量118

第6章SIMATIC S7��1500 PLC的编程指令119
6.1指令的处理120
6.1.1LAD指令处理120
6.1.2STL指令处理121
6.1.3立即读与立即写123
6.2基本指令123
6.2.1位逻辑运算指令123
6.2.2定时器指令125
6.2.3计数器指令126
6.2.4比较器指令127
6.2.5数学函数指令128
6.2.6移动操作指令130
6.2.7转换指令132
6.2.8程序控制操作指令133
6.2.9字逻辑运算指令135
6.2.10移位和循环移位指令136
6.2.11原有指令137
6.2.12STL其他指令138
6.3扩展指令138
6.3.1日期与时间指令138
6.3.2字符串与字符指令139
6.3.3过程映像指令139
6.3.4分布式I/O指令140
6.3.5PROFIenergy指令140
6.3.6模块参数化分配指令141
6.3.7中断指令141
6.3.8报警指令142
6.3.9诊断指令142
6.3.10配方和数据记录指令143
6.3.11数据块控制指令143
6.3.12寻址指令143
6.4工艺指令144
6.5通信指令145

第7章程序块147
7.1用户程序中的程序块147
7.1.1组织块与程序结构148
7.1.2用户程序的分层调用149
7.2组织块(OB)149
7.2.1组织块类型与优先级151
7.2.2CPU的过载特性156
7.2.3组织块的本地数据区堆栈(L堆栈)156
7.2.4组织块的接口区158
7.3函数(FC)158
7.3.1函数的接口区158
7.3.2无形参函数(子程序功能)159
7.3.3带有形参的函数160
7.3.4函数嵌套调用时允许参数传递的数据类型162
7.4函数块(FB)164
7.4.1函数块的接口区164
7.4.2函数块与背景数据块165
7.4.3函数块嵌套调用时允许参数传递的数据类型168
7.5数据块(DB)169
7.5.1全局数据块(Global DB)170
7.5.2背景数据块171
7.5.3系统数据类型作为全局数据块的模板172
7.5.4通过PLC数据类型创建DB173
7.5.5数组DB174

第8章SIMATIC S7��1500组态控制功能177
8.1组态控制的原理177
8.2软件、硬件要求以及使用范围177
8.3SIMATIC S7��1500硬件配置的数据记录格式178
8.4SIMATIC S7��1500中央机架模块组态控制示例179
8.5PROFINET IO系统的组态控制181
8.5.1软硬件要求以及实现原理181
8.5.2IO系统的组态控制的数据格式181
8.5.3IO系统的组态控制示例182

第9章SIMATIC S7��1500 PLC的通信功能186
9.1网络概述186
9.2网络及通信服务的转变187
9.2.1从PROFIBUS到PROFINET的转变187
9.2.2MPI接口被PROFINET接口替代188
9.2.3基于PROFIBUS通信服务的变化188
9.3PROFIBUS网络188
9.3.1PROFIBUS接口的种类188
9.3.2PROFIBUS的访问机制189
9.3.3PROFIBUS网络的通信速率与通信距离189
9.3.4PROFIBUS网络拓扑结构189
9.3.5安装GSD文件191
9.3.6使用PROFIBUS�睤P进行CPU站点间通信192
9.4工业以太网与PROFINET194
9.4.1工业以太网通信介质195
9.4.2工业以太网拓扑结构195
9.4.3SIMATIC S7��1500系统以太网接口195
9.4.4SIMATIC S7��1500 PLC以太网支持的通信服务196
9.4.5SIMATIC S7��1500 OUC通信示例200
9.4.6SIMATIC S7��1500 S7通信示例209
9.4.7SIMATIC S7��1500路由通信功能222
9.4.8配置PROFINET IO设备224
9.4.9无需存储介质更换IO设备227
9.4.10允许覆盖PROFINET设备名称模式229
9.4.11按网段自动分配IP地址和设备名称229
9.4.12网络拓扑功能与配置232
9.4.13MRP介质冗余233
9.4.14I�睤evice智能设备的配置234
9.4.15MODBUS TCP238
9.5SIMATIC S7��1500 PLC与HMI通信244
9.5.1SIMATIC S7��1500 PLC与HMI在相同项目中通信244
9.5.2SIMATIC S7��1500 PLC与HMI在不同项目中通信246
9.5.3使用OPC连接SIMATIC S7��1500PLC247
9.6串行通信250
9.6.1SIMATIC S7��1500/ET200MP串行通信模块的类型250

9.6.2串行通信接口类型及连接方式251
9.6.3自由口协议参数设置254
9.6.4串行通信模块的通信函数258
9.6.5自由口协议通信示例258
9.6.6MODBUS RTU通信协议260

第10章SIMATIC S7��1500 PLC的PID功能267
10.1控制原理267
10.1.1受控系统267
10.1.2受控系统的特征值268
10.1.3执行器269
10.1.4不同类型控制器的响应269
10.2SIMATIC S7��1500 PLC支持的PID指令270
10.2.1PIDCompact指令270
10.2.2PID3Step指令271
10.2.3PIDTemp指令271
10.2.4控制器的串级控制271
10.3PIDCompact指令的调用与PID调试示例271
10.3.1组态PIDCompact V2工艺对象272
10.3.2调用指令PIDCompact V2276
10.3.3调试PID279

第11章SIMATIC S7��1500 PLC的工艺及特殊功能模块282
11.1工艺模块282
11.2工艺对象282
11.3计数模块和位置检测模块的分类和性能283
11.4TM Count模块和TM PosInput模块通过工艺对象(TO)实现计数和测量284
11.5使用TM PosInput模块检测来自SSI绝对值编码器的信号291
11.6带计数功能的DI模块296
11.7Time�瞓ased IO模板298
11.7.1功能描述298
11.7.2Time�瞓ased IO时间控制功能举例299

第12章SIMATIC S7��1500 PLC的诊断功能309
12.1SIMATIC S7��1500 PLC诊断功能介绍309
12.2通过LED状态指示灯实现诊断310
12.3通过PG/PC实现诊断311
12.4在HMI上通过调用诊断控件实现诊断312
12.5通过SIMATIC S7��1500的Web服务器功能实现诊断313
12.6通过SIMATIC S7��1500 CPU自带的显示屏实现诊断319
12.7通过编写程序实现诊断319
12.8通过模块自带诊断功能进行诊断324
12.9通过模块的值状态功能实现诊断325
12.10通过用户自定义报警诊断程序实现诊断327

第13章访问保护330
13.1SIMATIC S7��1500的访问保护方式330
13.2通过设置CPU的4层访问级别实现访问控制330
13.3通过设置CPU Web服务器访问密码实现访问控制332
13.4通过CPU自带的显示屏实现访问保护332
13.5通过设置PLC的程序块专有技术保护功能实现访问保护333
13.6绑定程序块到CPU序列号或SMC卡序列号334
13.7通过带安全功能的CP1543��1以太网模块335
13.7.1通过CP 1543��1的防火墙功能实现访问保护336
13.7.2通过CP 1543��1的VPN功能实现访问保护337

第14章程序调试339
14.1程序信息339
14.1.1调用结构339
14.1.2从属性结构339
14.1.3分配列表340
14.1.4程序资源340
14.2交叉引用341
14.3程序的下载、上传、复位操作343
14.3.1设置SIMATIC S7��1500 CPU的IP地址343
14.3.2下载程序到CPU344
14.3.3下载程序到SIMATIC存储卡SMC345
14.3.4SIMATIC S7��1500的一致性下载特性346
14.3.5SIMATIC S7��1500程序的上传346
14.3.6SIMATIC S7��1500 CPU存储器复位348
14.3.7删除SIMATIC S7��1500 CPU中的程序块348
14.3.8改变SIMATIC S7��1500数据块内容对过程值的影响348
14.3.9 SIMATIC S7��1500 数据块的快照功能350
14.4SIMATIC S7��1500的路由编程功能351
14.5比较功能352
14.5.1离线/在线比较352
14.5.2离线/离线比较354
14.6使用程序编辑器调试程序354
14.6.1调试LAD/FBD程序354
14.6.2调试STL程序355
14.6.3调用环境功能356
14.7使用监控表进行调试357
14.7.1创建监控表并添加变量357
14.7.2变量的监控和修改358
14.7.3强制变量359
14.8硬件诊断360
14.8.1硬件的诊断图标360
14.8.2模块的在线与诊断功能361
14.8.3更新硬件固件版本362
14.9使用仿真器SIMATIC S7�睵LCSIM测试用户程序364
14.9.1启动SIMATIC S7��1500仿真器365
14.9.2创建SIM表格365
14.9.3创建序列366
14.9.4仿真通信功能367
14.10使用Trace跟踪变量367
14.10.1配置Trace367
14.10.2Trace的操作369
14.11SIMATIC S7��1500联合调试功能370

第15章TIA博途软件的库功能372
15.1库基本知识372
15.1.1项目库类型的使用372
15.1.2项目库主模板的使用375
15.1.3全局库的使用376

第16章打印和归档程序379
16.1打印简介379
16.1.1打印设置379
16.1.2框架和封面381
16.1.3文档信息382
16.1.4打印预览384
16.2程序归档简介384
16.2.1程序归档的方式384
16.2.2项目恢复386

第17章移植S7��300/400项目到SIMATIC S7��1500387
17.1S7��300/400项目移植到SIMATICS7��1500简介387
17.2移植S7��300/400项目的限制387
17.2.1硬件限制387
17.2.2功能限制387
17.2.3集成项目的注意事项388
17.3项目移植的前期准备工作388
17.4在STEP 7 V5.5中对原项目进行检查389
17.4.1移植STEP 7 V5.5的S7��300/400项目到TIA博途软件391
17.4.2移植TIA博途软件中的S7��300/400项目到SIMATIC S7��1500392

附录 寻求帮助395
参考文献398

前言/序言

  ..序

  ..现在,工业市场正在面临着“第四次工业革命”,如何抓住这个机遇确保制造业的未来,是每个制造企业都必须面对的挑战。“第四次工业革命”即“工业4.0”和“中国制造2025”等概念的提出,在工业发展趋势的探索之路上,点燃了一盏明灯。“工业4.0”以数字化制造为核心理念,将虚拟研发与高效现实制造相融合,优化生产,缩短产品上市时间,提高生产柔性和灵活性,进而全面提升企业的全球竞争力。

  ..为了应对这些挑战,顺应电气化、自动化、数字化生产的潮流,西门子公司早在数年前便提出了“全集成自动化——Totally Integrated Automation”的概念。全集成自动化是一种全新的优化系统架构,基于丰富全面的产品系列,提供一致性的数据管理。其开放的系统架构,贯穿于整个生产过程,为所有自动化组件提供了高效的互操作性,为每项自动化任务提供了完整的解决方案。

  ..西门子全集成自动化,化繁为简,将全部自动化组态任务完美地集成在一个单一的开发环境——“TIA博途” (Totally Integrated Automation Portal)之中。这是工程软件开发领域的一个里程碑,是工业领域第一个全面集成自动化组件的工程组态软件。TIA博途以一致的数据管理、统一的工业通信、集成的工业信息安全和故障安全为基础,帮助用户缩短开发周期、减少停机时间、提高生产过程的灵活性、提升项目信息的安全性等各个方面,为用户时刻创造着非凡的价值。

  ..新一代的SIMATIC系列控制器是TIA全集成自动化架构的核心单元。作为SIMATIC控制器家族的旗舰产品,从简单的单机应用(SIMATIC S7.1200控制器),到中高端的复杂应用(SIMATIC S7.1500控制器),分布式的控制任务(ET 200SP控制器),以及基于PC的SIMATIC S7.1500软控制器,西门子形成了完善、领先的产品系列,能够为您的自动化任务提供量身定制的解决方案。凭借着超高的性价比,新一代的SIMATIC系列控制器在工程研发、生产操作与日常维护等各个阶段,在提高工程效率、提升操作体验、增强维护便捷性等各个方面树立了新的标杆。

  ..为了帮助大家更深入地了解SIMATIC S7.1500控制器的功能特性,快速领略TIA博途的强大与高效,我们特别邀请了西门子客户服务部的专家工程师和产品经理编写了这本书。他们对产品的功能特点进行了深入剖析,融入自己的工程经验,使内容简单易学,为大家开辟了一条学习的捷径。在此,我对他们的辛勤付出表示由衷的谢意。

  ..希望在本书的帮助下,大家能够更好地使用TIA博途,掌握西门子新一代控制器的全新特性。用博途,有前途!

  ..西门子(中国)有限公司、数字化工厂集团、工厂自动化产品管理部 前言

  ..西门子工业自动化集团于2010年11月23日发布的全集成自动化软件TIA博途(TIA Portal),是业内首个采用统一工程组态和软件项目环境的自动化软件,适用于所有自动化任务,用户能够快速、直观地开发和调试自动化系统。

  ..勇于创新、不断探索是西门子工业自动化集团一直追求的目标,创新的TIA博途采用新型、统一的软件框架,可在同一开发环境中组态西门子可编程序控制器、人机界面和驱动装置,各种数据的共享可大大降低连接和组态成本。

  ..新一代的SIMATIC系列控制器S7.1500作为TIA全集成自动化架构的核心单元,与S7.300/400系列控制器相比,从现场的接线、编程设计、实现通信的灵活方式以及系统的诊断和柔性控制方面都有显著的提高和创新。

  ..TIA博途与SIMATIC.S7.1500的完美结合,无论是设计、安装、调试,还是维护和升级自动化系统,都能做到节省工程设计的时间、成本和人力。

  ..在本书即将出版时,特别要感谢西门子(中国)有限公司数字化工厂集团工厂自动化产品管理部部门经理莫瑞茨(Moritz Mauer)先生为本书撰写序言。同时,本书还得到了西门子数字化工厂集团工业客户服务部客户服务中心相关领导及众多同事的大力支持和指导。本书由崔坚主编,参加编写的还有朱昱、赵欣、刘力康、邓俊民、杨升、周晓峰、周洋、张鹏飞等,他们对本书的编写和审核付出了辛勤劳动,在此一并表示深深的谢意。

  ..无论您是西门子的工业产品用户、自动化领域的工程技术人员,还是工业自动化的设计人员以及各大院校相关专业的师生,《SIMATIC S7.1500与TIA博途软件使用指南》一书都能成为您的良师益友,为您提供相关技术支持,为您的成功助一臂之力。

  ..由于本书编写时间仓促,书中错误和不足之处在所难免。诚恳希望专家、学者、工程技术人员以及所有的读者批评指正,我们将衷心感谢您的赐教,谢谢!


工业自动化编程与实践:现代PLC系统应用全景解析 本书旨在为工业控制领域的工程师、技术人员以及相关专业学生提供一本全面、深入且高度实用的技术参考手册。它聚焦于当代主流可编程逻辑控制器(PLC)系统的原理、架构、编程方法以及在复杂工业场景中的实际应用,而不涉及特定品牌或型号的集成开发环境(IDE)或特定系列产品的操作指南。 本书内容涵盖了工业自动化的基础理论、现代控制系统的设计方法、传感器与执行器的集成技术、现场总线通信协议的深入剖析,以及高级控制算法的实现策略。其核心目标是建立读者对现代自动化系统设计思维的深刻理解,使其能够独立分析、设计和优化复杂的自动化生产线。 第一部分:现代工业控制系统基础架构与原理 本部分详细阐述了现代PLC在整个自动化金字塔中所处的位置及其核心功能。我们首先回顾了自动化控制的历史演进,重点分析了从继电器控制到微处理器控制的根本性转变所带来的系统级优势,如灵活性、诊断能力和集成性。 1.1 工业控制系统的结构组成: 深入探讨了分布式控制系统(DCS)、监控与数据采集系统(SCADA)与PLC系统之间的相互关系和适用场景。详细解析了控制层、监测层和管理层之间的信息流和控制流的构建方式。 1.2 可编程逻辑控制器(PLC)的核心架构: 剖析了现代PLC的硬件架构,包括中央处理单元(CPU)的工作原理、存储器组织(程序存储区、数据存储区、I/O映象区)、电源管理及其对可靠性的影响。特别关注了模块化设计的优势,如热插拔、冗余配置和未来扩展性的潜力。 1.3 数字信号处理与输入/输出(I/O)技术: 全面介绍了数字量和模拟量I/O模块的工作原理。对于数字量I/O,重点讨论了隔离技术、抗干扰措施及快速响应的要求。对于模拟量I/O,深入讲解了模数转换(ADC)和数模转换(DAC)的过程、分辨率、线性度、采样率的重要性及其在精确测量与控制中的应用。 1.4 可靠性与故障诊断基础: 讨论了提高系统可靠性的关键技术,如看门狗定时器、冗余CPU配置、在线诊断机制。分析了常见的硬件故障(电源失效、模块通信错误)和软件故障(程序死循环、数据溢出)的识别方法和预警机制。 第二部分:控制算法与编程方法论 本部分侧重于如何将工程需求转化为有效的控制逻辑,强调跨平台的通用编程思维和算法的优选。 2.1 经典控制理论回顾与应用: 系统回顾了比例-积分-微分(PID)控制算法的数学模型、参数整定方法(如Ziegler-Nichols法、衰减法)以及在不同工业过程(如温度、流量、压力控制)中的实际应用技巧。探讨了PID在数字系统中的离散化实现方式。 2.2 结构化编程与模块化设计: 推崇高级语言的编程范式在PLC编程中的应用,强调程序的可读性、可维护性和可重用性。详细介绍了函数(Functions)、功能块(Function Blocks)和组织单元(Organization Units)的合理划分原则,以构建大型、复杂的控制系统。 2.3 顺序控制与状态机设计: 深入讲解了顺序控制的设计方法,特别是如何使用状态图(State Diagrams)或有限状态机(FSM)来清晰、无歧义地描述复杂的工艺流程。分析了步进程序图(Sequential Function Chart, SFC)在实现复杂序列控制时的结构优势。 2.4 数据结构与高级数据处理: 介绍了如何在PLC环境中高效地管理复杂数据结构,如数组(Arrays)、结构体(Structures)和记录(Records)。探讨了数据在不同存储区域之间的高效传递机制,以及在处理配方管理、配料计算等场景中对数据块的优化使用。 第三部分:工业通信与网络集成技术 本部分专注于现代自动化系统中不可或缺的通信层,从底层现场设备连接到上层数据交换的全面技术解析。 3.1 现场总线技术原理: 详细比较了不同现场总线技术(如PROFIBUS DP/PA, DeviceNet, Modbus)的物理层、数据链路层特性、报文结构和实时性指标。重点分析了它们在解决电磁干扰、提高数据传输效率方面的技术手段。 3.2 以太网在工业控制中的应用: 探讨了工业以太网的基础架构,包括拓扑结构(星型、环型)、交换机与集线器的选择。重点深入解析了具备实时通信能力的协议,如在保证确定性通信方面所采用的时间同步机制和数据帧调度策略。 3.3 人机接口(HMI)与数据可视化原理: 讨论了HMI在连接操作层与控制层中的桥梁作用。分析了图形用户界面(GUI)的设计原则,包括报警管理、趋势显示、历史数据记录的设计要求,确保操作人员能够快速、准确地理解设备状态。 3.4 数据交换与上层系统集成: 介绍了PLC系统如何通过标准协议(如 OPC UA)与制造执行系统(MES)或企业资源规划系统(ERP)进行数据交换。分析了数据安全性和数据完整性在跨层通信中的保障措施。 第四部分:高级控制与系统优化实践 本部分面向具有一定基础的读者,探讨如何利用先进的控制技术提升生产效率、降低能耗并增强系统的柔性。 4.1 运动控制基础概念: 介绍了伺服驱动器、变频器在现代机械控制中的作用。讲解了点位控制、插补运动(直线、圆弧)的基本原理、坐标系转换的概念,以及如何利用运动控制指令实现平稳、精确的轨迹跟踪。 4.2 过程优化与能效管理: 讨论了如何利用PLC采集的实时数据进行过程性能评估。分析了通过优化控制参数、引入先进控制策略(如模糊控制、模型预测控制的简化应用)来减少批次间差异、降低能源消耗的具体方法。 4.3 诊断与预测性维护: 超越传统的故障停机报警,探讨如何通过分析运行周期、电流波动、温度变化等过程变量的历史趋势,构建早期预警模型。介绍如何利用数据分析技术实现对关键部件(如电机、阀门)的剩余使用寿命评估。 4.4 调试、测试与仿真技术: 强调了在实际硬件部署前进行充分虚拟测试的重要性。详细介绍了如何设计有效的测试用例,如何利用仿真工具对控制逻辑进行离线验证和在线模拟,以最小化现场调试时间和风险。 全书结构严谨,理论与实践紧密结合,旨在为读者构建一个坚实的工业自动化知识体系框架,使其能够应对未来工业领域对技术深度和系统集成能力提出的更高要求。

用户评价

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这本书的整体结构遵循了从简单到复杂的传统模式,逻辑清晰,这一点毋庸置疑。但在深入学习过程中,我发现其在数据通信和网络集成方面的深度,与S7-1500本身强大的网络处理能力未能完全匹配。比如,关于如何使用PUT/GET通信实现与非西门子设备(如第三方PLC或物联网平台)的高效数据交换,书中提供的代码示例相对基础,且未充分展示现代工业通信协议(如MQTT或更底层的Socket通信)在TIA门户中的最佳实践。我希望能看到更多关于如何利用S7-1500强大的内置Web服务器进行远程诊断和参数修改的“黑科技”操作指南,而非仅仅是停留在传统的PROFINET/PROFIBUS层面。总而言之,这本书是一个稳健的起点,但对于那些想要榨干S7-1500全部潜能,特别是其在数字化工厂和工业4.0边缘计算方面能力的工程师来说,它更像是一本优秀的“官方手册解读版”,而非能提供前沿洞察的“实战手册”。

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阅读体验上,这本书的语言风格显得有些过于学术化和教科书式,每一个技术术语的定义都力求严谨,但这在无形中增加了理解的门槛,尤其是在描述时间逻辑和周期性任务处理时。比如,关于“扫描周期”和“中断组织块(OB)”的交互关系,虽然原理上阐述清楚了,但书中缺少那种生动的比喻或对比,来帮助读者立刻领悟不同OB的优先级差异在实际运行中的微妙影响。我更期待看到一些针对特定行业痛点的解决方案,比如在包装机械中如何利用S7-1500的高速计数器进行非接触式同步,或者在过程控制中如何利用其强大的诊断功能减少停机时间。这本书似乎更关注“这个按钮在哪里按”,而不是“在某个特定工业场景下,你应该如何设计控制逻辑才能实现最佳性能”。对于追求效率和实战技巧的读者,可能会觉得内容略显平铺直叙,缺乏那种“醍醐灌顶”的瞬间。

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这本书的排版和图例是值得称赞的,色彩清晰,步骤图示非常直观,这对于初次接触TIA博途环境的学习者无疑是极大的福音。我花了大量时间研究了其中关于“第一步:硬件组态与网络连接”的章节,作者对PROFINET拓扑结构的描述,简洁明了,即便是对网络配置感到头疼的初学者,也能很快上手。但当我试图将目光投向更具挑战性的领域,比如如何设计一个健壮、可扩展的PLC程序架构时,便感到一丝力不从内。书中对面向对象编程(OOP)在S7-1500中的应用,例如如何有效地使用“功能块的实例DB”进行模块化设计,介绍得相对笼统,缺乏那种“看了就能立刻应用到实际项目”的即时效能感。它更像是按照软件帮助文档的逻辑结构进行梳理,而非基于实际项目生命周期(从需求分析到最终调试)的流程来组织内容。对于需要提升代码质量和可维护性的资深开发者来说,这种结构化的讲解方式,少了那么一丝“工程师思维”的火花。

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不得不说,对于刚刚接触西门子生态系统的新人,这本书在“入门”阶段的铺垫工作做得相当到位,特别是对TIA博途软件界面的各个面板和工具栏功能的详细标注,几乎可以作为一份详尽的软件操作地图来使用。然而,当我准备进入到S7-1500最令人兴奋的特性——运动控制与安全集成时,我发现这部分内容只是蜻蜓点水。例如,对于STEP 7 Safety Advanced模块的配置流程,书中仅仅是简单罗列了步骤,并未深入探讨如何进行风险评估和功能安全等级(SIL)的验证过程。在现代工业控制中,功能安全的重要性日益凸显,一个专门针对S7-1500安全功能的实战章节,哪怕只是一个中等复杂度的安全联锁案例分析,都会极大地提升这本书的价值。目前来看,它在介绍如何“让系统动起来”方面很棒,但在“如何让系统安全、可靠地跑得更远”这一关键环节,留下了明显的空白,让人感觉意犹未尽。

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初捧《SIMATIC S7-1500与TIA博途软件使用指南》,我的内心是充满期待的,毕竟在这个工业自动化领域,西门子的S7-1500系列无疑是市场的主流,而TIA博途作为其核心的编程环境,其重要性不言而喻。然而,在深入阅读后,我发现这本书的侧重点似乎更偏向于基础概念的阐述和软件界面的初步引导。对于我们这些已经积累了一些自动化经验,期望能够快速掌握S7-1500高级特性和复杂应用技巧的工程师来说,书中对数据块(DB)的高级管理、OPC UA接口的深度集成,以及如何利用WinCC Unified进行跨平台可视化方面的论述,显得略微单薄。我特别希望看到更多关于故障诊断的实战案例,比如如何利用内置诊断功能高效定位间歇性错误,或者在高速运动控制模块(Technology Objects)中进行精确的时序分析。尽管入门部分讲解得细致入微,但对于期望将S7-1500推向更高性能应用场景的读者而言,这本书提供的深度和广度,尚有提升的空间,感觉更像是一本优秀的新手入门手册,而非一本能伴随工程师从初级迈向专家的“案头宝典”。

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可以很好的了解博途软件

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此用户未及时评价,系统默认好评。

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西门子变频器用的不多,貌似是M440的,看看吧

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书写得不好,没有有一个完整实例来说明各功能的实际用法,象是抄西门子的官方说明

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标准手册内容很全面包装有待提高毕竟*块

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多人推荐,感觉不错

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书很实用,对S7-1500学习很有用

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京东的物流可算是快快快,重要事情说三遍,东西就是好好好,同样三遍,每月工资都要被京东君掏走一大半!哈哈哈

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书不错,物流也很快,一次满意的购物!

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