图解西门子PLC、变频器与触摸屏组态技术 蔡杏山 编 专业科技 文轩网

第1章PLC入门
1.1概述1
1.1.1PLC的定义1
1.1.2PLC的分类1
1.1.3PLC的特点2
1.2PLC控制与继电器控制比较3
1.2.1继电器正转控制线路3
1.2.2PLC正转控制线路3
1.2.3PLC、继电器和单片机控制系统的比较5
1.3PLC的组成与工作原理5
1.3.1PLC的组成框图5
1.3.2PLC内部组成单元说明6
1.3.3PLC的工作方式9
1.4PLC的编程语言10
1.4.1梯形图（LAD）10
1.4.2功能块图（FBD）11
1.4.3指令语句表（STL）11
1.5PLC应用系统开发举例11
1.5.1PLC应用系统开发的一般流程11
1.5.2PLC控制电动机正、反转的开发实例11
第2章西门子S7-200SMARTPLC介绍
2.1PLC硬件介绍15
2.1.1两种类型的CPU模块16
2.1.2CPU模块面板各部件说明16
2.1.3CPU模块的接线16
2.1.4信号板的安装使用与地址分配18
2.1.5S7-200SMART常用模块及附件与订货号含义21
2.2PLC的软元件23
2.2.1输入继电器（I）和输出继电器（Q）23
2.2.2辅助继电器（M）、特殊辅助继电器（SM）和状态继电器（S）24
2.2.3定时器（T）、计数器（C）和高速计数器（HC）25
2.2.4累加器（AC）、变量存储器（V）和局部变量存储器（L）25
2.2.5模拟量输入寄存器（AI）和模拟量输出寄存器（AQ）25
第3章S7-200SMARTPLC编程软件的使用
3.1软件的安装、卸载与软件窗口介绍26
3.1.1软件的安装与启动26
3.1.2软件的卸载28
3.1.3软件窗口组件说明29
3.2程序的编写与下载32
3.2.1项目创建与保存32
3.2.2PLC硬件组态（配置）33
3.2.3程序的编写33
3.2.4PLC与计算机的连接及通信设置38
3.3程序的编辑与注释44
3.3.1程序的编辑44
3.3.2程序的注释46
3.4程序的监控与调试49
3.4.1用梯形图监控调试程序49
3.4.2用状态图表的表格监控调试程序52
3.4.3用状态图表的趋势图监控调试程序54
3.5软件的一些常用设置及功能使用55
3.5.1软件的一些对象设置55
3.5.2硬件组态（配置）56
3.5.3用存储卡备份、复制程序和刷新固件57
第4章基本指令的使用及应用实例
4.1位逻辑指令62
4.1.1触点指令62
4.1.2线圈指令63
4.1.3立即指令64
4.1.4RS触发器指令65
4.1.5空操作指令66
4.2定时器67
4.2.1通电延时型定时器（TON）67
4.2.2断电延时型定时器（TOF）68
4.2.3记忆型通电延时定时器（TONR）69
4.3计数器71
4.3.1加计数器（CTU）71
4.3.2减计数器（CTD）72
4.3.3加减计数器（CTUD）73
4.4常用的基本控制线路及梯形图75
4.4.1启动、自锁和停止控制线路与梯形图75
4.4.2正、反转联锁控制线路与梯形图76
4.4.3多地控制线路与梯形图77
4.4.4定时控制线路与梯形图79
4.4.5长定时控制线路与梯形图81
4.4.6多重输出控制线路与梯形图82
4.4.7过载报警控制线路与梯形图84
4.4.8闪烁控制线路与梯形图85
4.5基本指令应用实例86
4.5.1喷泉的PLC控制线路与程序详解86
4.5.2交通信号灯的PLC控制线路与程序详解89
4.5.3多级传送带的PLC控制线路与程序详解92
4.5.4车库自动门的PLC控制线路与程序详解95
第5章顺序控制指令的使用及应用实例
5.1顺序控制与状态转移图98
5.2顺序控制指令99
5.2.1指令名称及功能99
5.2.2指令使用举例99
5.2.3指令使用注意事项101
5.3顺序控制的几种方式101
5.3.1选择性分支方式101
5.3.2并行分支方式104
5.4顺序控制指令应用实例106
5.4.1液体混合装置的PLC控制线路与程序详解106
5.4.2简易机械手的PLC控制线路与程序详解110
5.4.3大小铁球分拣机的PLC控制线路与程序详解115
第6章功能指令说明及使用举例
6.1功能指令使用基础121
6.1.1数据类型121
6.1.2寻址方式122
6.2传送指令125
6.2.1单一数据传送指令125
6.2.2字节立即传送指令126
6.2.3数据块传送指令127
6.2.4字节交换指令128
6.3比较指令128
6.3.1字节触点比较指令129
6.3.2整数触点比较指令129
6.3.3双字整数触点比较指令130
6.3.4实数触点比较指令131
6.3.5字符串触点比较指令132
6.3.6比较指令应用举例132
6.4数学运算指令133
6.4.1加减乘除运算指令133
6.4.2浮点数函数运算指令138
6.5逻辑运算指令139
6.5.1取反指令139
6.5.2与指令140
6.5.3或指令141
6.5.4异或指令142
6.6移位与循环指令143
6.6.1左移位与右移位指令143
6.6.2循环左移位与右移位指令145
6.6.3移位寄存器指令146
6.7转换指令148
6.7.1标准转换指令148
6.7.2ASCII码转换指令152
6.7.3字符串转换指令158
6.7.4编码与解码指令161
6.8表格指令162
6.8.1填表指令162
6.8.2查表指令163
6.8.3优选先出和后进先出指令164
6.8.4存储区填充指令165
6.9字符串指令165
6.9.1字符串长度、复制和连接指令166
6.9.2复制子字符串指令167
6.9.3字符串与字符搜索指令167
6.10时钟指令169
6.10.1时钟指令说明169
6.10.2时钟指令使用举例170
6.11程序控制指令172
6.11.1跳转与标签指令172
6.11.2循环指令172
6.11.3条件结束、停止和监视定时器复位指令174
6.12子程序与子程序指令175
6.12.1子程序175
6.12.2子程序指令175
6.12.3带参数的子程序调用指令178
6.13中断指令及相关内容说明180
6.13.1中断事件与中断优先级180
6.13.2中断指令183
6.14高速计数器指令及相关内容说明185
6.14.1高速计数器指令说明186
6.14.2高速计数器的计数模式186
6.14.3高速计数器分配的输入端子及在各工作模式下的功能189
6.14.4高速计数器输入端子滤波时间的设置190
6.14.5高速计数器的控制字节191
6.14.6高速计数器计数值的读取与设置192
6.14.7高速计数器的状态字节193
6.14.8高速计数器的编程步骤与举例194
6.15高速脉冲输出指令及相关内容说明196
6.15.1指令说明196
6.15.2高速脉冲输出的控制字节、参数设置和状态位196
6.15.3PTO脉冲的产生与使用198
6.15.4PWM脉冲的产生与使用202
6.16PID指令及相关内容说明205
6.16.1PID控制205
6.16.2PID指令介绍206
6.16.3PID指令应用举例208
第7章PLC通信
7.1通信基础知识211
7.1.1通信方式211
7.1.2通信传输介质214
7.2PLC以太网通信215
7.2.1S7-200SMARTCPU模块以太网连接的设备类型215
7.2.2IP地址的设置216
7.2.3以太网通信指令221
7.2.4PLC以太网通信实例详解224
7.3RS485/RS232端口自由通信228
7.3.1RS232C、RS422A和RS485接口电路结构228
7.3.2RS485/RS232各引脚功能定义230
7.3.3获取端口地址（GET_ADDR）指令和设置端口地址（SET_ADDR）指令231
7.3.4发送（XMT）和接收（RCV）指令231
7.3.5PLC与打印机之间的通信（自由端口模式）236
第8章变频器的基本结构原理
8.1异步电动机的两种调速方式240
8.2变频器的基本结构及原理241
8.2.1交-直-交型变频器的结构与原理241
8.2.2交-交型变频器的结构与原理242
8.3变频调速控制方式242
8.3.1压/频控制方式242
8.3.2转差频率控制方式243
8.3.3矢量控制方式245
8.3.4直接转矩控制方式246
8.3.5控制方式比较247
第9章西门子变频器的接线、操作与参数设置
9.1MM440变频器的内部结构及外部接线248
9.1.1外形和型号（订货号）含义248
9.1.2内部结构及外部接线图249
9.1.3主电路的外部端子接线250
9.1.4控制电路外部端子的典型接线251
9.1.5数字量输入端子的接线及参数设置251
9.1.6模拟量输入端子的接线及参数设置253
9.1.7数字量输出端子的接线及参数设置255
9.1.8模拟量输出端子的接线及参数设置255
9.2变频器的停车、制动及再启动方式256
9.2.1电动机的铭牌数据与变频器对应参数256
9.2.2变频器的停车方式257
9.2.3变频器的制动方式257
9.2.4变频器的再启动方式258
9.3用面板和外部端子操作调试变频器259
9.3.1用SDP（状态显示板）和外部端子操作调试变频器259
9.3.2用BOP（基本操作板）操作调试变频器260
9.3.3用AOP（高级操作板）操作调试变频器262
9.4MM440变频器的参数调试及常规操作263
9.4.1变频器所有参数的复位263
9.4.2变频器参数快速调试步骤及说明264
9.4.3变频器的常规操作264
9.5西门子MM440、MM430和MM420变频器的主要区别与技术规格267
9.5.1MM440、MM430和MM420变频器的主要区别267
9.5.2MM420变频器的主要技术规格267
9.5.3MM430变频器的主要技术规格268
9.5.4MM440变频器的主要技术规格270
第10章变频器的典型应用电路
10.1用变频器输入端子控制电动机正反转和面板键盘调速的电路272
10.1.1电路接线272
10.1.2参数设置272
10.1.3操作过程及电路说明273
10.2变频器输入端子控制电动机正反转和电位器调速的电路274
10.2.1电路接线274
10.2.2参数设置274
10.2.3操作过程及电路说明274
10.3变频器的多段速控制功能及应用电路275
10.3.1变频器多段速控制的三种方式275
10.3.2变频器多段速控制应用电路276
10.4变频器的PID控制电路277
10.4.1MM440变频器的PID原理图及有关参数277
10.4.2MM440变频器的PID控制恒压供水电路278
第11章变频器与PLC的综合应用
11.1PLC控制变频器驱动电动机延时正反转的电路282
11.1.1PLC输入/输出（I/O）端子的分配282
11.1.2电路接线282
11.1.3变频器参数设置282
11.1.4PLC控制程序及说明283
11.2PLC控制变频器实现多段速运行的电路284
11.2.1PLC输入/输出（I/O）端子的分配284
11.2.2电路接线285
11.2.3变频器参数设置285
11.2.4PLC控制程序及说明286
11.3PLC以USS协议通信控制变频器的应用实例287
11.3.1S7-200PLC与MM440变频器串口通信的硬件连接287
11.3.2USS协议通信知识288
11.3.3在S7-200PLC编程软件中安装USS通信库289
11.3.4USS通信指令说明290
11.3.5S7-200PLC以USS协议通信控制MM440变频器的应用实例297
第12章西门子精彩系列触摸屏（SMARTLINE）介绍
12.1触摸屏基础知识301
12.1.1基本组成301
12.1.2四种类型的触摸屏及工作原理301
12.1.3常用类型触摸屏的性能比较304
12.2西门子精彩系列触摸屏（SMARTLINE）简介305
12.2.1SMARTLINE触摸屏的特点305
12.2.2常用型号及外形305
12.2.3触摸屏主要部件说明306
12.2.4技术规格307
12.3触摸屏与其他设备的连接308
12.3.1触摸屏的供电接线308
12.3.2触摸屏与组态计算机（PC）的以太网连接309
12.3.3触摸屏与西门子PLC的连接309
12.3.4触摸屏与三菱、施耐德和欧姆龙PLC的连接310
12.4触摸屏的操作设置312
12.4.1触摸屏的屏幕键盘312
12.4.2触摸屏的启动312
12.4.3触摸屏的控制面板313
12.4.4触摸屏的数据备份和恢复313
12.4.5触摸屏的以太网参数设置315
12.4.6触摸屏的画面方向、设备信息、触摸位置校准和许可信息的设置与查看316
12.4.7触摸屏屏幕保护程序的设置318
12.4.8触摸屏密码的设置318
12.4.9触摸屏传送通道的开启319
12.4.10触摸屏声音的设置319
第13章西门子WinCC组态软件快速入门
13.1WinCCflexibleSMARTV3软件的安装与卸载320
13.1.1系统要求320
13.1.2软件的免费下载321
13.1.3软件的安装321
13.1.4软件的启动及卸载325
13.2用WinCC软件组态一个简单的项目326
13.2.1项目的创建与保存326
13.2.2组态变量328
13.2.3组态画面330
13.2.4项目的模拟运行334
第14章WinCC软件常用对象及功能的使用举例
14.1IO域的使用举例336
14.1.1组态任务336
14.1.2组态过程336
14.1.3运行测试340
14.2按钮的使用举例340
14.2.1组态任务340
14.2.2组态过程341
14.2.3运行测试344
14.3文本列表和图形列表的使用举例345
14.3.1组态任务345
14.3.2组态过程345
14.3.3运行测试350
14.4变量控制对象动画的使用举例351
14.4.1组态任务351
14.4.2组态过程352
14.4.3运行测试355
14.4.4仿真调试355
14.5指针变量的使用举例356
14.5.1组态任务356
14.5.2组态过程357
14.5.3运行测试360
14.6开关和绘图工具的使用举例361
14.6.1组态任务361
14.6.2组态过程362
14.6.3运行测试366
14.7报警功能的使用举例366
14.7.1报警基础知识366
14.7.2组态任务368
14.7.3组态过程368
14.7.4运行测试373
14.8棒图和趋势图的使用举例374
14.8.1组态任务374
14.8.2组态过程375
14.8.3运行测试379
14.9画面的切换使用举例380
14.9.1建立画面380
14.9.2用拖放生成按钮的方式设置画面切换381
14.9.3用按钮配合画面切换函数来实现指定画面的切换382
14.9.4用按钮配合画面切换函数来实现任意编号画面的切换383
第15章用触摸屏操作和监控PLC实战
15.1明确要求、规划变量和线路385
15.1.1控制要求385
15.1.2选择PLC和触摸屏型号并分配变量385
15.1.3设备连接与电气线路385
15.2编写和下载PLC程序386
15.2.1编写PLC程序386
15.2.2PLC与计算机的连接与设置387
15.2.3下载和上传PLC程序389
15.3组态和下载触摸屏画面项目391
15.3.1创建触摸屏画面项目文件391
15.3.2组态触摸屏与PLC的连接392
15.3.3组态变量393
15.3.4组态指示灯393
15.3.5组态按钮394
15.3.6组态状态值监视器397
15.3.7组态说明文本397
15.3.8下载项目到触摸屏398
15.3.9无法下载项目的常见原因及解决方法400
15.3.10用ProSave软件更新触摸屏版本402
15.4触摸屏连接PLC实际操作测试404
15.4.1触摸屏和PLC用网线通信的硬件连接与通信设置404
15.4.2触摸屏和PLC用串口线通信的硬件连接与通信设置405
15.4.3触摸屏连接PLC进行操作测试406
附录A西门子S7-200SMARTCPUSR20/ST20技术规范409
附录B西门子S7-200SMARTCPUSR40/ST40/CR40技术规范412