西门子S7-300 PLC项目化教程

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李莉 著
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店铺: 扬中新华书店图书专营店
出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111533078
商品编码:26951760187
包装:平装
开本:16
出版时间:2016-07-01

具体描述


内容介绍
基本信息
书名: 西门子S7-300 PLC项目化教程
作者: 李莉 开本:
YJ: 35
页数:
现价: 见1;CY =CY部 出版时间 2016-07
书号: 9787111533078 印刷时间:
出版社: 机械工业出版社 版次:
商品类型: 正版图书 印次:
内容提要 作者简介 精彩导读 目录 目录前言项目1创建S7控制项目任务1��1认识PLC1��1��1什么是PLC1��1��2PLC的组成和工作原理1��1��3PLC的编程语言1��1��4S7��300 PLC在PLC家族中的地位任务1��2学习S7��300 PLC硬件系统及存储区1��2��1S7��300 PLC的系统结构1��2��2CPU模块1��2��3信号模块1��2��4S7��300模块地址的确定1��2��5S7��300 PLC的存储区任务1��3使用STEP 7软件创建S7项目1��3��1STEP 7软件安装1��3��2创建项目1��3��3组态硬件思考与练习项目2典型机床线路PLC控制设计与调试任务2��1学习基本位逻辑指令及应用2��1��1触点和线圈2��1��2能流取反、中间输出任务2��2设计并调试电动机起停控制程序2��2��1生成用户程序2��2��2下载与调试2��2��3用PLCSIM仿真调试程序2��2��4程序运行状态监视任务2��3设计电动机正反转控制2��3��1正反转控制程序设计2��3��2常闭触点输入处理2��3��3用变量表调试程序任务2��4C650型卧式车床控制系统设计思考与练习项目3四路抢答器程序设计与调试任务3��1学习抢答器相关指令及应用3��1��1置位和复位指令及应用3��1��2RS触发器和SR触发器指令及应用3��1��3跳变沿检测指令及应用任务3��2设计与调试四路抢答器控制程序思考与练习项目4水塔水位控制程序设计与调试任务4��1学习水塔水位相关指令及应用4��1��1定时器指令及应用4��1��2访问CPU的时钟存储器任务4��2设计与调试水塔水位控制程序思考与练习项目5音乐喷泉控制程序设计与调试任务5��1学习音乐喷泉控制相关指令及应用5��1��1数据处理基础5��1��2装入和传送指令及应用任务5��2设计与调试音乐喷泉控制程序思考与练习项目6天塔之光设计与调试任务6��1学习计数器指令及应用6��1��1计数器指令6��1��2计数器指令应用实例任务6��2学习比较指令及应用任务6��3设计与调试天塔之光控制程序思考与练习项目7自动售货机控制系统程序设计与调试任务7��1学习算术运算指令及应用任务7��2设计与调试自动售货机控制系统程序思考与练习项目8装配流水线控制程序设计与调试任务8��1学习装配流水线控制相关指令及应用8��1��1移位指令及应用8��1��2其他数据处理指令及应用任务8��2设计与调试装配流水线控制程序思考与练习项目9液体混合装置控制设计与调试任务9��1认识用户程序的基本结构9��1��1用户程序中的块9��1��2用户程序使用的堆栈9��1��3用户程序结构任务9��2学习功能的生成与调用9��2��1编辑功能FC19��2��2调用FC1和程序仿真任务9��3学习功能块的生成与调用9��3��1编辑功能块9��3��2在OB1中调用功能块及仿真9��3��3功能与功能块的区别任务9��4应用多重背景任务9��5应用组织块9��5��1组织块9��5��2使用循环中断的彩灯控制程序任务9��6设计与调试液体混合装置控制程序9��6��1液体混合装置控制程序设计——使用开关量9��6��2液体混合装置控制程序设计——使用模拟量思考与练习项目10十字路口交通信号灯控制设计与调试任务10��1认识顺序控制功能图10��1��1顺序控制及系统结构10��1��2顺序功能图10��1��3顺序功能图的结构类型任务10��2应用S7�睪RAPH10��2��1创建顺序功能图10��2��2顺序功能图设置与调试任务10��3设计与调试十字路口交通信号灯控制程序10��3��1单序列实现十字路口交通信号灯控制10��3��2并行序列实现十字路口交通信号灯控制思考与练习项目11网络通信设计与调试任务11��1MPI网络通信组建11��1��1西门子PLC网络概述11��1��2MPI网络通信11��1��3无组态连接的MPI通信方式11��1��4有组态连接的MPI通信方式任务11��2CPU31x��2DP之间的DP通信组建11��2��1PROFIBUS现场总线通信技术11��2��2PROFIBUS�睤P设备分类11��2��3CPU31x��2DP之间的主�泊油ㄐ�11��2��4CPU31x��2DP通过DP接口连接远程I/O站思考与练习参考文献
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PLC项目开发实战:深入解析与案例精讲 本书旨在为读者提供一套全面、深入的PLC(可编程逻辑控制器)项目开发实战指南。我们不局限于某一特定品牌的PLC,而是从PLC项目开发的通用原理、方法论和技术细节出发,帮助读者建立起扎实的理论基础和丰富的实践经验。本书的目标是培养读者独立完成复杂PLC项目的能力,使其能够应对各种工业自动化场景的需求。 第一部分:PLC项目开发的基础理论与流程 本部分将系统阐述PLC项目开发的各个环节,为后续的深入探讨奠定坚实基础。 第一章:工业自动化系统概述与PLC的角色 工业自动化的演进与趋势: 从早期机电一体化到当前数字化、智能化工厂,梳理工业自动化的发展脉络,展望未来趋势,如工业物联网(IIoT)、云计算、人工智能在工业领域的应用。 PLC在工业自动化中的核心地位: 详细介绍PLC作为工业自动化“神经中枢”的关键作用,包括其在过程控制、离散控制、运动控制等方面的应用。 PLC的硬件组成与基本原理: 剖析CPU模块、输入/输出模块(I/O)、电源模块、通信模块等核心组件的功能和工作原理,以及它们如何协同完成控制任务。 PLC的软件架构与编程模式: 介绍PLC的操作系统、运行机制,以及梯形图(LD)、指令表(IL)、功能块图(FBD)、结构化文本(ST)、顺序功能图(SFC)等主流编程语言的特点与适用场景。 第二章:PLC项目开发的生命周期与关键阶段 项目需求分析与定义: 如何与客户深入沟通,准确理解工艺要求、功能需求、性能指标、安全规范等,并将其转化为可执行的PLC项目规格。 系统设计与方案论证: 控制策略设计: 基于工艺流程,选择合适的控制算法(PID、模糊逻辑、开关控制等),确定PLC硬件选型(品牌、系列、I/O点数、通信能力等)。 硬件配置与选型: 根据I/O需求、通信方式、环境条件等因素,进行详细的硬件选型,包括CPU、I/O模块、通信模块、电源、机架等。 网络架构设计: 规划工业现场总线(如Ethernet/IP, Profibus, Profinet, Modbus TCP/IP等)和控制系统内部通信网络,考虑数据传输速率、可靠性、安全性。 人机界面(HMI)设计: 确定HMI的功能需求,界面布局,数据显示与交互方式,以及与PLC的数据交换协议。 驱动与执行机构选型: 根据控制需求,选择合适的电机、阀门、传感器、执行器等,并考虑其与PLC的接口兼容性。 PLC程序开发与调试: 程序结构设计: 模块化编程思想,主程序、子程序、功能块的合理划分,提高代码的可读性、可维护性和复用性。 通用功能模块开发: 封装常用的控制逻辑,如定时器、计数器、PID控制器、报警处理、数据记录等,构建可复用的功能库。 I/O映射与地址分配: 规范的I/O地址分配策略,避免冲突,便于管理。 逻辑设计与算法实现: 将控制策略转化为具体的PLC指令序列,重点讲解复杂逻辑的处理方法。 在线与离线调试: 掌握PLC编程软件的调试功能,如变量监控、强制输入输出、单步执行、断点设置等,逐步验证程序逻辑。 系统集成与现场调试: 硬件安装与布线: 规范的电气安装、接地、屏蔽,确保信号的稳定可靠。 PLC与HMI/SCADA集成: 配置通信参数,建立数据交换通道。 现场功能测试: 逐个功能模块进行实际运行测试,验证程序逻辑与实际设备动作是否一致。 性能优化与故障排除: 针对现场出现的问题,进行性能调优,找出并解决程序或硬件故障。 项目文档编写与交付: 设计文档: 系统设计说明书、电气原理图、PLC接线图、I/O列表等。 程序文档: 程序注释、流程图、功能说明。 操作与维护手册: 指导用户如何操作和维护系统。 项目验收与培训: 协助客户进行项目最终验收,并提供必要的技术培训。 第二部分:PLC项目开发的核心技术与进阶应用 本部分将深入探讨PLC项目开发中的关键技术,并介绍一些进阶的应用场景。 第三章:PLC编程语言的精通与最佳实践 梯形图(LD)的深度解析: 讲解逻辑指令(AND, OR, NOT)、触点类型(常开、常闭、上升沿、下降沿)、线圈类型(线圈、保持线圈、脉冲线圈)的详细用法,以及如何用梯形图实现复杂的逻辑判断和状态切换。 指令表(IL)的应用场景: 介绍IL的优势,如代码紧凑、执行效率高,以及其在特定逻辑运算中的使用。 功能块图(FBD)的图形化编程: 学习如何利用图形化符号构建控制逻辑,提高程序的直观性和可读性,尤其适用于复杂算法的实现。 结构化文本(ST)的面向过程编程: 掌握ST的变量声明、表达式、流程控制语句(IF-THEN-ELSE, CASE, FOR, WHILE),以及如何实现复杂的数学运算和数据处理。 顺序功能图(SFC)的状态机编程: 讲解SFC的步骤(Steps)、转移(Transitions)、动作(Actions)的概念,以及如何用SFC来描述和控制分步执行的工艺流程。 程序模块化与重用: 详细介绍子程序(Subroutines)、功能块(Function Blocks)的设计与调用,如何创建可复用的代码库,提升开发效率和项目质量。 数据类型与数据结构: 理解PLC支持的各种数据类型(布尔、整型、实数、字节、字、双字、定时器、计数器等),以及如何组织复杂数据结构(数组、结构体)来管理大量数据。 编程规范与注释策略: 制定统一的编程风格、命名规则,编写清晰、准确的注释,确保代码的可维护性。 第四章:PLC通信技术与网络集成 串行通信(RS232/RS485): 讲解Modbus RTU/ASCII协议,在PLC之间、PLC与仪表之间进行数据交换的应用。 以太网通信: TCP/IP协议栈: 理解IP地址、子网掩码、网关、端口号等概念。 Modbus TCP/IP: 在以太网环境下实现Modbus通信,广泛应用于PLC与HMI/SCADA之间。 Ethernet/IP & EtherNet/Profinet: 介绍工业以太网的标准协议,其在设备级互联、实时数据交换方面的优势。 OPC UA: 理解OPC UA作为开放、安全、跨平台的工业通信标准,在实现异构系统集成方面的关键作用。 现场总线技术: Profibus DP/PA: 讲解其在过程控制和离散制造中的应用,以及主从站的通信机制。 CC-Link, DeviceNet, CANopen等: 简要介绍其他主流现场总线协议的特点和适用领域。 PLC与上位机/SCADA/MES系统的集成: 讲解数据采集、指令发送、报警处理、历史数据存储等交互方式。 网络安全基础: 讨论工业控制系统网络安全的重要性,以及基本的防护措施。 第五章:PLC高级功能与特殊应用 PID控制算法的深入应用: PID参数整定: 手动整定法(试凑法、临界比例法)、自动整定法,以及高级整定方法。 PID控制器的实现: 在PLC中实现离散PID算法,理解比例(P)、积分(I)、微分(D)的作用。 PID的高级功能: 抗积分饱和、输出限幅、增量式PID、级联PID等。 PID的应用案例: 温度控制、流量控制、液位控制、压力控制等。 运动控制技术: 步进电机与伺服电机控制: 讲解脉冲输出(PTO)、伺服接口(Pulse Train, SSI, Encoder)、运动指令(定位、速度控制、回零)。 轴组控制与插补: 实现多轴联动,如直线插补、圆弧插补。 电子齿轮与电子凸轮: 模拟机械传动,实现灵活的运动关系。 模拟量输入/输出(AI/AO)的处理: 模拟量信号的采集与转换: 理解模拟量传感器的类型,PLC模拟量模块的输入范围、分辨率、采样周期。 模拟量信号的工程量转换: 将原始模拟量信号转换为工程单位(如温度、压力、流量)。 模拟量输出的应用: 控制变频器、调节阀、加热器等。 数据记录与故障诊断: 数据日志功能: 如何在PLC中记录关键工艺参数、报警事件。 故障诊断与报警系统: 设计有效的报警机制,快速定位和处理设备故障。 远程监控与诊断: 利用网络技术实现对PLC系统的远程监控和故障排除。 第六章:PLC项目开发的案例分析与实战演练 经典案例一:自动化生产线控制(如饮料灌装线) 工艺流程分析: 详细解析生产线的各个工序,如进瓶、清洗、灌装、封盖、贴标、包装等。 PLC功能分解: 将各工序的控制逻辑分解为具体的PLC功能块。 硬件选型与配置: 根据I/O需求、通信方式等进行PLC及外围设备选型。 程序设计与调试: 演示如何使用梯形图、SFC等语言编写控制程序,并进行仿真调试。 HMI界面设计: 设计直观的HMI界面,实现生产过程的可视化监控和操作。 经典案例二:水处理系统自动化控制 工艺流程分析: 涉及水泵启停、阀门开关、液位监测、流量控制、水质监测等。 PID控制应用: 重点讲解如何实现精确的液位和流量控制。 报警与联锁逻辑: 设计故障报警和安全联锁机制,确保系统安全稳定运行。 数据采集与报表生成: 介绍如何采集运行数据,并生成日报、月报。 经典案例三:小型数控设备运动控制 运动轨迹规划: 讲解如何生成直线、圆弧等运动轨迹。 伺服驱动器集成: 演示如何与伺服驱动器进行通信和参数配置。 G代码解析(简述): 简要介绍G代码在数控编程中的作用,以及PLC如何解析执行。 其他应用场景探讨: 智能楼宇、起重设备、包装机械、食品机械等。 第三部分:PLC项目开发的进阶主题与未来展望 本部分将进一步拓展PLC项目的深度和广度,并展望未来的发展方向。 第七章:PLC系统的高可用性与冗余设计 热备与冷备: 介绍PLC系统的冗余配置方案,如CPU冗余、电源冗余、网络冗余。 故障转移与切换机制: 讲解系统如何自动检测故障并进行无缝切换,保证生产连续性。 冗余通信协议: 如EtherNet/IP的冗余连接,Profinet的MRP(介质冗余协议)。 应用场景: 石油化工、电力、轨道交通等对连续运行要求极高的行业。 第八章:PLC与MES/ERP系统集成 数据集成策略: 介绍PLC数据如何传输到MES/ERP系统,实现生产过程的信息化管理。 MES(制造执行系统)功能: 订单管理、生产调度、质量追溯、设备管理等。 ERP(企业资源计划)系统: 订单管理、物料管理、成本核算等。 通信接口与协议: 文件传输、数据库访问、Web服务、消息队列等。 第九章:PLC项目开发的软件工程化与趋势 版本控制与代码管理: Git等版本控制工具在PLC项目开发中的应用。 自动化测试技术: PLC程序的单元测试、集成测试方法。 DevOps理念在工业自动化中的应用: CI/CD(持续集成/持续交付)流程的引入。 云PLC与边缘计算: 云端PLC架构的优势,以及边缘计算在实时数据处理和分析中的作用。 低代码/无代码平台在PLC编程中的探索: 简化PLC编程,降低技术门槛。 人工智能与机器学习在PLC中的应用潜力: 预测性维护、智能优化控制。 附录: 常用PLC指令速查表 工业通信协议速查表 PLC硬件选型建议 典型故障排除指南 本书通过理论阐述、技术解析、案例精讲和实战演练相结合的方式,力求为读者提供一个从入门到精通的PLC项目开发学习路径。我们相信,掌握书中的知识和技能,读者将能够自信地应对各种复杂的工业自动化项目挑战。

用户评价

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作为一名初入PLC自动化领域的学习者,我一直在寻找一本能够系统性地指导我完成实际项目的书籍。在翻阅了市面上不少相关的资料后,我最终选择了《西门子S7-300 PLC项目化教程》。虽然我尚未深入阅读此书的全部内容,但仅从其书名和初步的目录浏览,我就对它充满了期待。我尤其看重“项目化”这三个字,因为我深知理论知识的学习固然重要,但最终能否解决实际工程问题,才是检验学习成果的硬道理。我希望这本书能够带领我从零开始,一步步地搭建一个完整的S7-300 PLC项目,从硬件选型、接线,到软件编程、调试,再到最终的现场应用,能够有一个清晰的脉络。我希望书中能够提供一些典型的项目案例,比如简单的生产线控制、物料输送系统、或者某个特定工艺流程的自动化改造,通过这些案例,让我能够将学到的知识融会贯通,并理解PLC在实际工程中的应用逻辑和思维方式。同时,我期待书中能够详细讲解S7-300系列PLC的各个模块的功能和特点,以及如何根据项目需求进行合理的配置和选型。编程方面,我希望能够看到STEP 7软件的详细操作指南,包括指令的使用、数据块的设计、功能块的封装等等。更重要的是,我希望作者能够深入浅出地讲解在项目实施过程中可能会遇到的各种技术难题,以及解决这些难题的方法和技巧。例如,在传感器和执行器的选型与连接方面,在信号处理和数据采集方面,在故障诊断和排除方面,都希望能得到详尽的指导。我坚信,这本书的“项目化”教学模式,能够极大地提升我的学习效率和实践能力,让我更快地成长为一名合格的PLC工程师。

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作为一名拥有几年PLC调试经验的工程师,我时常感到自己的知识体系存在一些“碎片化”的问题,尤其是在面对一些大型或复杂的项目时,会感到力不从心。当我看到《西门子S7-300 PLC项目化教程》时,我便萌生了通过系统学习来弥补自身不足的想法。虽然我并非S7-300系列的初学者,但“项目化”的教学方式依然深深地吸引了我。我希望这本书能够跳出传统意义上的技术手册式讲解,而是从实际工程项目的角度出发,引导读者思考问题、分析问题、并最终解决问题。我期待书中能够提供一些具有代表性的、能够体现S7-300系列PLC强大功能和灵活性的项目案例。例如,涉及多轴运动控制、复杂的PID调节、或者与上位机进行实时数据交互的案例,这些都是我在日常工作中经常遇到的挑战。我希望书中能够详细剖析这些项目的设计思路、系统架构、以及关键技术的实现方法。在编程方面,我期待能够看到一些更高级的编程技巧和优化策略,比如如何利用SCL语言编写复杂的控制逻辑,如何设计高效的数据结构来管理大量数据,以及如何进行程序的可重用性和模块化设计,以提高项目的可维护性和扩展性。此外,我特别关注书中在项目调试和优化方面的论述。我希望能够学习到一些行之有效的调试方法,比如如何快速定位故障,如何利用PLC的诊断功能来排查问题,以及如何通过程序优化来提高系统的运行效率和稳定性。这本书的“项目化”设计,相信能够帮助我进一步提升自己的工程实践能力,将理论知识与实际应用更紧密地结合起来,从而应对更加复杂的自动化项目挑战。

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我是一名在自动化设备制造企业工作的技术人员,日常工作中接触到大量的西门子S7-300 PLC。虽然我们日常使用这些设备,但对于其底层原理和更深层次的应用,我总觉得还有很多需要学习的地方。《西门子S7-300 PLC项目化教程》这本书的出现,让我看到了一个系统学习的机会。我非常欣赏它“项目化”的理念,因为这比单纯的指令集讲解更贴近实际工作。我希望这本书能够提供一些在实际设备制造中非常常见的项目场景,例如用于包装机、注塑机、或者数控设备的控制系统。通过这些案例,我希望能更深入地理解S7-300 PLC在不同应用领域的独特优势和解决方案。我期待书中能够详细介绍S7-300系列PLC在硬件配置上的灵活性,比如如何根据不同功能需求选择合适的CPU、输入输出模块、以及特殊功能模块,并提供一些实际的硬件选型建议。在软件编程方面,我希望能够看到如何将项目需求转化为具体的PLC程序,包括梯形图、SCL等编程语言的应用。我尤其关注书中关于故障排除和系统维护的内容。在生产线上,设备故障的快速恢复至关重要,因此我希望能够从中学习到如何有效地诊断和解决PLC相关的硬件和软件问题,并了解一些预防性维护的措施,从而最大程度地减少停机时间。这本书的“项目化”教学,相信能够帮助我更好地理解和掌握S7-300 PLC的应用,提升我在设备调试和维护方面的工作效率和专业水平。

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作为一名正在攻读自动化相关专业的学生,我一直在积极寻找能够帮助我理解PLC实际应用的书籍。《西门子S7-300 PLC项目化教程》这本书的书名就深深吸引了我,因为“项目化”的学习方式与我当前的学习需求非常契合。我希望这本书能够成为我理论知识与实践技能之间的桥梁。我期待书中能够提供一些基础但具有代表性的项目案例,例如简单的温度控制系统、液位控制系统、或者交通信号灯控制系统。通过这些基础项目,我希望能理解PLC的基本工作原理,以及如何将这些原理应用到实际的控制任务中。我希望书中能够详细讲解STEP 7软件的各个主要功能模块,包括项目创建、硬件配置、PLC编程、以及在线调试等。我尤其希望能看到关于PLC编程基础的详细讲解,比如如何使用基本逻辑指令(AND, OR, NOT)、定时器、计数器等来构建控制逻辑。此外,我也期待书中能够介绍一些初级的HMI(人机界面)设计和组态,例如如何利用WinCC Flexible创建简单的操作界面,并与S7-300 PLC进行通信,实现数据的 HMI 显示和控制。这本书的“项目化”教学模式,我相信能够帮助我建立起对PLC自动化系统的初步认识,并为我将来更深入的学习和研究打下坚实的基础,让我能够更有信心地迎接未来的学习和实践挑战。

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我是一名在自动化集成领域工作的工程师,经常需要根据客户需求设计和实现各种自动化解决方案。在日常工作中,西门子S7-300系列PLC是我们常用的平台之一。我发现,虽然我们每天都在使用,但对于如何更高效、更具创新性地利用S7-300的特性来解决一些复杂问题,我仍然有提升的空间。《西门子S7-300 PLC项目化教程》这本书,以其“项目化”的教学思路,引起了我的浓厚兴趣。我希望这本书能够提供一些更具挑战性的、能够体现S7-300系列PLC在某些特定领域优势的项目案例。例如,涉及高级过程控制、复杂运动控制集成、或者与MES/ERP系统的数据对接等项目。我期待书中能够深入探讨如何根据项目的具体要求,进行最优化的硬件选型和系统架构设计,以实现更高的性能和更低的成本。在软件设计方面,我希望能够看到一些关于如何构建可扩展、可维护的S7-300软件架构的先进方法,例如如何有效利用FB、FC、DB等功能块,如何进行程序分层和模块化设计,以及如何应用一些高级编程技巧来提升代码的效率和可靠性。此外,我也特别关注书中在系统集成和第三方设备通信方面的论述。我希望能够学习到如何将S7-300 PLC与其他自动化设备、仪器仪表,或者上位机系统进行高效、稳定的集成,掌握常见的通信协议和实现方式。这本书的“项目化”教学,我相信能够帮助我拓宽视野,发现S7-300 PLC更多的应用潜力和高级特性,从而为客户提供更优质的自动化解决方案。

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