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西门子S7-300 PLC编程入门及工程实践
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资料介绍
西门子S7-300 PLC编程入门及工程实践
作者： 刘忠超，盖晓华 主编
出版时间： 2015年版
内容简介
本书以西门子S7-300可编程控制器及其编程软件STEP为主线，重点介绍了其工作原理、硬件结构、编程软件、指令系统、程序结构以及程序设计方法。同时给出了电气控制的相关知识，使没有电气控制基础的读者也可以快速入门。并且兼顾工程实际的需要，还介绍了西门子触摸屏组态软件WinCCflexible和上位机组态软件WinCC的使用。本书理论清晰易懂，内容注重实用，通过大量的实验、工程实例可以让读者很快掌握西门子自动化的相关技术。本书可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、机电一体化及相关专业大学本科专业教材，也可作为工程技术人员培训及自学参考使用，对西门子自动化系统的用户也是很好的参考书。本书配套了电子课件，读者如果需要可以与作者联系索取相应资料。
目录
第1章 电气控制基础 1
1.1 常用低压电器 / 1
1.1.1 刀开关 / 2
1.1.2 熔断器 / 4
1.1.3 断路器 / 6
1.1.4 接触器 / 8
1.1.5 控制继电器 / 9
1.1.6 主令电器 / 15
1.2 电气图中的文字符号和图形符号 / 19
1.2.1 电气文字符号 / 19
1.2.2 电气图形符号 / 19
习题 / 23
第2章 可编程控制器概述 24
2.1 PLC的介绍与特点 / 24
2.1.1 PLC的产生 / 24
2.1.2 PLC的定义 / 25
2.1.3 PLC的分类 / 25
2.1.4 PLC的发展 / 26
2.1.5 PLC的特点 / 27
2.1.6 PLC的主要性能指标 / 28
2.2 PLC硬件组成 / 29
2.3 PLC编程环境和工作原理 / 31
2.3.1 PLC编程环境 / 31
2.3.2 PLC编程语言及编程软件 / 32
2.3.3 PLC的工作原理 / 33
2.4 PLC产品概况及发展趋势 / 35
习题 / 36
第3章 S7-300 PLC的硬件体系与特点 37
3.1 S7-300 PLC的硬件简介 / 37
3.2 CPU模块 / 38
3.2.1 CPU模块的分类 / 38
3.2.2 CPU面板介绍 / 39
3.2.3 CPU模块存储器 / 41
3.3 信号模块 / 43
3.3.1 数字量模块 / 43
3.3.2 模拟量模块 / 45
3.3.3 数字量仿真模块 / 47
3.4 接口模块 / 48
3.5 电源模块 / 48
3.6 编程设备PG/PC / 49
3.7 其他模块 / 50
3.8 硬件的安装 / 51
3.8.1 安装导轨 / 51
3.8.2 接线 / 51
3.9 S7-300的扩展及I/O地址分配 / 52
3.9.1 S7-300的扩展 / 52
3.9.2 数字量I/O地址分配 / 54
3.9.3 模拟量I/O地址分配 / 54
习题 / 55
第4章 STEP 7的安装与使用 56
4.1 概述 / 56
4.2 STEP 7的组成及功能 / 56
4.3 安装与卸载STEP 7 / 57
4.3.1 系统的配置要求 / 57
4.3.2 STEP 7的授权 / 58
4.3.3 安装STEP 7 / 59
4.3.4 STEP 7的硬件接口 / 61
4.3.5 卸载STEP 7 / 62
4.4 设置PG/PC / 62
4.5 软件编辑器 / 62
4.5.1 编辑器中的工作流程 / 63
4.5.2 启动编辑器 / 63
4.5.3 在编辑器中选择编程语言 / 64
4.5.4 程序块的下载 / 65
4.5.5 程序块简单的测试 / 66
4.5.6 编辑器的设置 / 66
4.6 硬件组态和参数设置 / 67
4.6.1 硬件组态步骤 / 67
4.6.2 参数设置 / 69
4.6.3 下载与上传 / 71
4.6.4 硬件组态目录的更新 / 73
4.7 符号编程功能 / 74
4.7.1 打开符号表 / 74
4.7.2 符号表的排序和过滤 / 76
4.7.3 查找和替换 / 76
4.7.4 符号表的导入和导出 / 77
4.7.5 符号表的便利 / 78
4.8 仿真软件S7-PLCSIM / 78
4.8.1 S7-PLCSIM的介绍 / 78
4.8.2 S7-PLCSIM的使用 / 79
4.8.3 S7-PLCSIM的调试举例 / 81
4.8.4 PLCSIM与真实PLC的差别 / 82
习题 / 82
第5章 S7-300的编程语言与指令系统 83
5.1 S7-300的编程语言 / 83
5.1.1 PLC编程语言的国际标准 / 83
5.1.2 STEP 7的编程语言 / 83
5.1.3 PLC编程原则 / 85
5.2 S7-300 CPU的存储区 / 85
5.2.1 数制 / 85
5.2.2 基本数据类型 / 86
5.2.3 系统存储器 / 88
5.2.4 CPU中的寄存器 / 90
5.2.5 寻址方式 / 91
5.3 位逻辑指令 / 93
5.3.1 梯形图指令 / 93
5.3.2 位逻辑运算指令 / 95
5.3.3 位操作指令 / 96
5.3.4 位测试指令 / 99
5.4 定时器指令 / 101
5.4.1 定时器指令概述 / 101
5.4.2 定时器编程指令 / 103
5.4.3 定时器编程举例 / 109
5.5 计数器指令 / 110
5.5.1 计数器指令概述 / 110
5.5.2 计数器编程指令 / 111
5.5.3 计数器编程举例 / 114
5.6 数据传送与转换指令 / 115
5.6.1 装入指令与传送指令 / 115
5.6.2 比较指令 / 117
5.6.3 数据转换指令 / 120
5.7 数学运算指令 / 124
5.7.1 整数与浮点数数学运算指令 / 124
5.7.2 字逻辑运算指令与累加器指令 / 125
5.7.3 移位指令 / 127
5.8 控制指令 / 131
5.8.1 逻辑控制指令 / 131
5.8.2 程序控制指令 / 134
5.8.3 主控继电器指令与数据块指令 / 134
5.9 综合举例 / 137
习题 / 144
第6章 西门子PLC数字量控制 147
6.1 数字量控制基础 / 147
6.2 数字量控制典型梯形图程序 / 148
6.3 数字量控制程序设计法 / 151
6.4 数字量控制设计举例 / 155
6.4.1 送料小车控制 / 155
6.4.2 多级传输带控制 / 158
6.4.3 机械手控制 / 162
习题 / 166
第7章 西门子PLC模拟量控制 167
7.1 模拟量模块的地址分配 / 167
7.2 模拟量模块的配置 / 168
7.2.1 模拟量输入模块SM331 / 168
7.2.2 模拟量输出模块SM332 / 169
7.3 模拟量的表示方法及分辨率 / 170
7.4 模拟量的规格化 / 171
7.5 PID与闭环控制 / 172
7.5.1 PID控制器 / 172
7.5.2 连续PID控制器FB41 / 174
7.5.3 模拟量控制设计实例 / 178
习题 / 181
第8章 结构化编程和组织块 182
8.1 编程方式和程序结构 / 182
8.1.1 编程方式 / 182
8.1.2 程序结构 / 182
8.2 结构化编程的实现 / 185
8.2.1 结构化编程 / 185
8.2.2 实现形式 / 186
8.3 数据块 / 190
8.3.1 数据块中的数据类型 / 190
8.3.2 建立数据块 / 191
8.3.3 访问数据块 / 192
8.4 功能与功能块 / 193
8.4.1 功能块 / 193
8.4.2 功能 / 196
8.4.3 功能的调用 / 197
8.4.4 功能块的调用 / 198
8.5 结构化程序设计实例 / 199
8.5.1 编辑并调用有参功能（FC） / 199
8.5.2 多重背景使用举例 / 202
8.6 S7-300的组织块与中断 / 209
8.6.1 组织块介绍 / 209
8.6.2 中断过程 / 210
8.6.3 中断的优先级 / 211
8.6.4 启动组织块 / 212
8.6.5 时间延时中断组织块 / 213
8.6.6 硬件中断组织块 / 215
8.7 定期执行组织块 / 217
8.7.1 日期时间中断组织块 / 217
8.7.2 循环中断组织块 / 220
习题 / 223
第9章 西门子人机界面的组态与设计 225
9.1 人机界面与组态软件介绍 / 225
9.1.1 人机界面与触摸屏 / 225
9.1.2 人机界面的组成 / 226
9.1.3 SIMATIC人机界面 / 226
9.1.4 组态软件介绍 / 227
9.1.5 PC机通用组态软件 / 227
9.2 触摸屏组态软件WinCC flexible / 228
9.2.1 WinCC flexible软件的安装 / 229
9.2.2 WinCC flexible工程开发实例 / 229
9.2.3 WinCC flexible与PLC集成 / 243
9.2.4 WinCC flexible与PLCSIM集成控制 / 249
习题 / 249
第10章 PLC综合应用实例 250
10.1 PLC控制系统的设计 / 250
10.1.1 PLC控制系统设计原则 / 250
10.1.2 PLC控制系统设计内容 / 250
10.1.3 PLC控制系统的设计步骤 / 251
10.2 基于S7-300 PLC物料分拣系统设计 / 252
10.2.1 系统主要硬件介绍 / 253
10.2.2 系统动作流程 / 254
10.2.3 系统硬件选型 / 254
10.2.4 系统I/O分配 / 255
10.2.5 系统控制程序设计 / 256
10.2.6 上位机监控设计 / 259
习题 / 263
参考文献 264
作者： 刘忠超，盖晓华 主编
出版时间： 2015年版
内容简介
本书以西门子S7-300可编程控制器及其编程软件STEP为主线，重点介绍了其工作原理、硬件结构、编程软件、指令系统、程序结构以及程序设计方法。同时给出了电气控制的相关知识，使没有电气控制基础的读者也可以快速入门。并且兼顾工程实际的需要，还介绍了西门子触摸屏组态软件WinCCflexible和上位机组态软件WinCC的使用。本书理论清晰易懂，内容注重实用，通过大量的实验、工程实例可以让读者很快掌握西门子自动化的相关技术。本书可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、机电一体化及相关专业大学本科专业教材，也可作为工程技术人员培训及自学参考使用，对西门子自动化系统的用户也是很好的参考书。本书配套了电子课件，读者如果需要可以与作者联系索取相应资料。
目录
第1章 电气控制基础 1
1.1 常用低压电器 / 1
1.1.1 刀开关 / 2
1.1.2 熔断器 / 4
1.1.3 断路器 / 6
1.1.4 接触器 / 8
1.1.5 控制继电器 / 9
1.1.6 主令电器 / 15
1.2 电气图中的文字符号和图形符号 / 19
1.2.1 电气文字符号 / 19
1.2.2 电气图形符号 / 19
习题 / 23
第2章 可编程控制器概述 24
2.1 PLC的介绍与特点 / 24
2.1.1 PLC的产生 / 24
2.1.2 PLC的定义 / 25
2.1.3 PLC的分类 / 25
2.1.4 PLC的发展 / 26
2.1.5 PLC的特点 / 27
2.1.6 PLC的主要性能指标 / 28
2.2 PLC硬件组成 / 29
2.3 PLC编程环境和工作原理 / 31
2.3.1 PLC编程环境 / 31
2.3.2 PLC编程语言及编程软件 / 32
2.3.3 PLC的工作原理 / 33
2.4 PLC产品概况及发展趋势 / 35
习题 / 36
第3章 S7-300 PLC的硬件体系与特点 37
3.1 S7-300 PLC的硬件简介 / 37
3.2 CPU模块 / 38
3.2.1 CPU模块的分类 / 38
3.2.2 CPU面板介绍 / 39
3.2.3 CPU模块存储器 / 41
3.3 信号模块 / 43
3.3.1 数字量模块 / 43
3.3.2 模拟量模块 / 45
3.3.3 数字量仿真模块 / 47
3.4 接口模块 / 48
3.5 电源模块 / 48
3.6 编程设备PG/PC / 49
3.7 其他模块 / 50
3.8 硬件的安装 / 51
3.8.1 安装导轨 / 51
3.8.2 接线 / 51
3.9 S7-300的扩展及I/O地址分配 / 52
3.9.1 S7-300的扩展 / 52
3.9.2 数字量I/O地址分配 / 54
3.9.3 模拟量I/O地址分配 / 54
习题 / 55
第4章 STEP 7的安装与使用 56
4.1 概述 / 56
4.2 STEP 7的组成及功能 / 56
4.3 安装与卸载STEP 7 / 57
4.3.1 系统的配置要求 / 57
4.3.2 STEP 7的授权 / 58
4.3.3 安装STEP 7 / 59
4.3.4 STEP 7的硬件接口 / 61
4.3.5 卸载STEP 7 / 62
4.4 设置PG/PC / 62
4.5 软件编辑器 / 62
4.5.1 编辑器中的工作流程 / 63
4.5.2 启动编辑器 / 63
4.5.3 在编辑器中选择编程语言 / 64
4.5.4 程序块的下载 / 65
4.5.5 程序块简单的测试 / 66
4.5.6 编辑器的设置 / 66
4.6 硬件组态和参数设置 / 67
4.6.1 硬件组态步骤 / 67
4.6.2 参数设置 / 69
4.6.3 下载与上传 / 71
4.6.4 硬件组态目录的更新 / 73
4.7 符号编程功能 / 74
4.7.1 打开符号表 / 74
4.7.2 符号表的排序和过滤 / 76
4.7.3 查找和替换 / 76
4.7.4 符号表的导入和导出 / 77
4.7.5 符号表的便利 / 78
4.8 仿真软件S7-PLCSIM / 78
4.8.1 S7-PLCSIM的介绍 / 78
4.8.2 S7-PLCSIM的使用 / 79
4.8.3 S7-PLCSIM的调试举例 / 81
4.8.4 PLCSIM与真实PLC的差别 / 82
习题 / 82
第5章 S7-300的编程语言与指令系统 83
5.1 S7-300的编程语言 / 83
5.1.1 PLC编程语言的国际标准 / 83
5.1.2 STEP 7的编程语言 / 83
5.1.3 PLC编程原则 / 85
5.2 S7-300 CPU的存储区 / 85
5.2.1 数制 / 85
5.2.2 基本数据类型 / 86
5.2.3 系统存储器 / 88
5.2.4 CPU中的寄存器 / 90
5.2.5 寻址方式 / 91
5.3 位逻辑指令 / 93
5.3.1 梯形图指令 / 93
5.3.2 位逻辑运算指令 / 95
5.3.3 位操作指令 / 96
5.3.4 位测试指令 / 99
5.4 定时器指令 / 101
5.4.1 定时器指令概述 / 101
5.4.2 定时器编程指令 / 103
5.4.3 定时器编程举例 / 109
5.5 计数器指令 / 110
5.5.1 计数器指令概述 / 110
5.5.2 计数器编程指令 / 111
5.5.3 计数器编程举例 / 114
5.6 数据传送与转换指令 / 115
5.6.1 装入指令与传送指令 / 115
5.6.2 比较指令 / 117
5.6.3 数据转换指令 / 120
5.7 数学运算指令 / 124
5.7.1 整数与浮点数数学运算指令 / 124
5.7.2 字逻辑运算指令与累加器指令 / 125
5.7.3 移位指令 / 127
5.8 控制指令 / 131
5.8.1 逻辑控制指令 / 131
5.8.2 程序控制指令 / 134
5.8.3 主控继电器指令与数据块指令 / 134
5.9 综合举例 / 137
习题 / 144
第6章 西门子PLC数字量控制 147
6.1 数字量控制基础 / 147
6.2 数字量控制典型梯形图程序 / 148
6.3 数字量控制程序设计法 / 151
6.4 数字量控制设计举例 / 155
6.4.1 送料小车控制 / 155
6.4.2 多级传输带控制 / 158
6.4.3 机械手控制 / 162
习题 / 166
第7章 西门子PLC模拟量控制 167
7.1 模拟量模块的地址分配 / 167
7.2 模拟量模块的配置 / 168
7.2.1 模拟量输入模块SM331 / 168
7.2.2 模拟量输出模块SM332 / 169
7.3 模拟量的表示方法及分辨率 / 170
7.4 模拟量的规格化 / 171
7.5 PID与闭环控制 / 172
7.5.1 PID控制器 / 172
7.5.2 连续PID控制器FB41 / 174
7.5.3 模拟量控制设计实例 / 178
习题 / 181
第8章 结构化编程和组织块 182
8.1 编程方式和程序结构 / 182
8.1.1 编程方式 / 182
8.1.2 程序结构 / 182
8.2 结构化编程的实现 / 185
8.2.1 结构化编程 / 185
8.2.2 实现形式 / 186
8.3 数据块 / 190
8.3.1 数据块中的数据类型 / 190
8.3.2 建立数据块 / 191
8.3.3 访问数据块 / 192
8.4 功能与功能块 / 193
8.4.1 功能块 / 193
8.4.2 功能 / 196
8.4.3 功能的调用 / 197
8.4.4 功能块的调用 / 198
8.5 结构化程序设计实例 / 199
8.5.1 编辑并调用有参功能（FC） / 199
8.5.2 多重背景使用举例 / 202
8.6 S7-300的组织块与中断 / 209
8.6.1 组织块介绍 / 209
8.6.2 中断过程 / 210
8.6.3 中断的优先级 / 211
8.6.4 启动组织块 / 212
8.6.5 时间延时中断组织块 / 213
8.6.6 硬件中断组织块 / 215
8.7 定期执行组织块 / 217
8.7.1 日期时间中断组织块 / 217
8.7.2 循环中断组织块 / 220
习题 / 223
第9章 西门子人机界面的组态与设计 225
9.1 人机界面与组态软件介绍 / 225
9.1.1 人机界面与触摸屏 / 225
9.1.2 人机界面的组成 / 226
9.1.3 SIMATIC人机界面 / 226
9.1.4 组态软件介绍 / 227
9.1.5 PC机通用组态软件 / 227
9.2 触摸屏组态软件WinCC flexible / 228
9.2.1 WinCC flexible软件的安装 / 229
9.2.2 WinCC flexible工程开发实例 / 229
9.2.3 WinCC flexible与PLC集成 / 243
9.2.4 WinCC flexible与PLCSIM集成控制 / 249
习题 / 249
第10章 PLC综合应用实例 250
10.1 PLC控制系统的设计 / 250
10.1.1 PLC控制系统设计原则 / 250
10.1.2 PLC控制系统设计内容 / 250
10.1.3 PLC控制系统的设计步骤 / 251
10.2 基于S7-300 PLC物料分拣系统设计 / 252
10.2.1 系统主要硬件介绍 / 253
10.2.2 系统动作流程 / 254
10.2.3 系统硬件选型 / 254
10.2.4 系统I/O分配 / 255
10.2.5 系统控制程序设计 / 256
10.2.6 上位机监控设计 / 259
习题 / 263
参考文献 264
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