西门子PLC、变频器与触摸屏组态技术零基础入门到精通 蔡杏山 编 专业科技 文轩网

前言
第1章PLC基础1
1.1概述1
1.1.1两种形式的PLC1
1.1.2PLC控制与继电器控制的比较1
1.1.3PLC的内部组成3
1.1.4PLC的工作方式3
1.1.5PLC的编程语言4
1.2西门子S7-200 PLC介绍5
1.2.1S7系列PLC5
1.2.2S7-200 PLC面板说明5
1.2.3S7-200 PLC输入/输出端子内部电路及接线7
1.2.4S7-200 PLC的实际接线8
1.2.5技术规范10
1.2.6S7-200 PLC的编程元件（软元件）11
1.3PLC控制双灯亮灭的开发实例14
1.3.1PLC应用系统开发的一般流程14
1.3.2明确系统的控制要求14
1.3.3选择PLC型号并确定输入/输出设备及I/O端子14
1.3.4绘制PLC控制双灯亮灭电路15
1.3.5用编程软件编写PLC控制程序15
1.3.6DC24V电源适配器介绍16
1.3.7用编程电缆连接计算机和PLC并下载程序17
1.3.8模拟调试18
1.3.9实际接线19
1.3.10操作测试19

第2章S7-200 PLC编程与仿真软件的使用 21
2.1S7-200 PLC编程软件的使用21
2.1.1软件的启动和中文界面切换21
2.1.2软件界面说明22
2.1.3项目文件的建立、保存和打开23
2.1.4程序的编写24
2.1.5计算机与PLC的通信连接与设置28
2.1.6下载和上载程序32
2.2S7-200 PLC仿真软件的使用33
2.2.1软件界面说明33
2.2.2CPU型号的设置与扩展模块的安装34
2.2.3程序的仿真34

第3章基本指令及应用38
3.1位逻辑指令38
3.1.1触点指令38
3.1.2线圈指令39
3.1.3立即指令40
3.1.4RS触发器指令40
3.1.5空操作指令42
3.2定时器42
3.2.1通电延时型定时器（TON）及使用举例43
3.2.2断电延时型定时器（TOF）及使用举例43
3.2.3记忆型通电延时定时器（TONR）及使用举例45
3.3计数器46
3.3.1加计数器（CTU）及使用举例46
3.3.2减计数器（CTD）及使用举例47
3.3.3加减计数器（CTUD）及使用举例48
3.4PLC常用控制电路49
3.4.1启动、自锁和停止控制电路49
3.4.2正、反转联锁控制电路50
3.4.3多地控制电路52
3.4.4定时控制电路53
3.4.5长定时控制电路55
3.4.6多重输出控制电路56
3.4.7过载报警控制电路57
3.4.8闪烁控制电路58
3.5PLC喷泉控制系统59
3.5.1控制要求59
3.5.2PLC用到的外部设备及分配的I/O端子59
3.5.3PLC喷泉控制系统电路59
3.5.4PLC喷泉控制系统的梯形图程序及详解60
3.6PLC交通信号灯控制系统61
3.6.1控制要求61
3.6.2PLC用到的外部设备及分配的I/O端子62
3.6.3PLC交通信号灯控制系统电路62
3.6.4PLC交通信号灯控制系统的梯形图程序及详解62
3.7PLC多级传送带控制系统65
3.7.1控制要求65
3.7.2PLC用到的外部设备及分配的I/O端子65
3.7.3PLC多级传送带控制系统电路65
3.7.4PLC多级传送带控制系统的梯形图程序及详解65
3.8PLC车库自动门控制系统67
3.8.1控制要求67
3.8.2PLC用到的外部设备及分配的I/O端子68
3.8.3PLC车库自动门控制系统电路68
3.8.4PLC车库自动门控制系统的梯形图程序及详解69

第4章顺序控制指令及应用71
4.1顺序控制与状态转移图71
4.2顺序控制指令72
4.2.1顺序控制指令名称及功能72
4.2.2顺序控制指令使用举例72
4.2.3顺序控制指令使用注意事项72
4.3顺序控制的几种方式73
4.3.1选择性分支方式74
4.3.2并行分支方式75
4.4顺序控制指令应用实例78
4.4.1PLC控制液体混合装置78
4.4.2PLC控制简易机械手82
4.4.3PLC控制大小铁球分拣机86

第5章功能指令及应用92
5.1功能指令使用基础92
5.1.1数据类型92
5.1.2寻址方式93
5.2传送指令95
5.2.1单一数据传送指令95
5.2.2字节立即传送指令96
5.2.3数据块传送指令97
5.2.4字节交换指令98
5.3比较指令99
5.3.1字节触点比较指令99
5.3.2整数触点比较指令100
5.3.3双字整数触点比较指令100
5.3.4实数触点比较指令101
5.3.5字符串触点比较指令101
5.3.6比较指令应用举例102
5.4数学运算指令102
5.4.1加减乘除运算指令102
5.4.2浮点数函数运算指令107
5.5逻辑运算指令108
5.5.1取反指令108
5.5.2与指令109
5.5.3或指令110
5.5.4异或指令111
5.6移位与循环指令112
5.6.1左移位与右移位指令112
5.6.2循环左移与右移指令113
5.6.3移位寄存器令114
5.7转换指令116
5.7.1标准转换指令116
5.7.2ASCII码转换指令119
5.7.3字符串转换指令124
5.7.4编码与解码指令127
5.8时钟指令128
5.9程序控制指令131
5.9.1跳转与标签指令131
5.9.2循环指令131
5.9.3结束、停止和监视定时器复位指令133
5.10子程序指令134
5.10.1子程序134
5.10.2子程序指令134
5.10.3带参数的子程序调用指令136
5.11中断与中断指令138
5.11.1中断事件与中断优先级138
5.11.2中断指令140
5.12高速计数器指令143
5.12.1指令说明143
5.12.2高速计数器的计数模式143
5.12.3高速计数器的工作模式146
5.12.4高速计数器的控制字节146
5.12.5高速计数器计数值的读取与预设147
5.12.6高速计数器的状态字节149
5.12.7高速计数器指令的使用149
5.13高速脉冲输出指令151
5.13.1指令说明151
5.13.2高速脉冲输出的控制字节、参数设置和状态位151
5.13.3PTO脉冲的产生与使用152
5.13.4PWM脉冲的产生与使用157
5.14PID指令及使用160
5.14.1PID控制160
5.14.2PID指令介绍161
5.14.3PID指令的应用举例164

第6章PLC通信167
6.1通信基础知识167
6.1.1通信方式167
6.1.2通信传输介质169
6.2 S7-200 PLC通信硬件170
6.2.1PLC通信接口标准170
6.2.2通信端口172
6.2.3通信连接电缆172
6.2.4网络连接器173
6.3S7-200 网络通信协议174
6.3.1PPI协议（点对点接口协议） 174
6.3.2MPI协议（多点接口协议）174
6.3.3PROFIBUS协议174
6.3.4TCP/IP协议175
6.3.5用户定义的协议（自由端口模式）175
6.4通信指令及应用176
6.4.1网络读写指令176
6.4.2两台PLC的PPI通信177
6.4.3发送和接收指令186
6.4.4获取和设置端口地址指令188
6.4.5PLC与打印机之间的通信（自由端口模式）189

第7章数字量与模拟量扩展模块的使用194
7.1数字量扩展模块的接线与使用195
7.1.1数字量输入模块EM221195
7.1.2数字量输出模块EM222196
7.1.3数字量输入/输出模块EM223199
7.2模拟量扩展模块的接线与使用201
7.2.1模拟量输入模块EM231201
7.2.2模拟量输出模块EM232205
7.2.3模拟量输入/输出模块EM235208

第8章变频器的基本结构原理210
8.1异步电动机的两种调速方式210
8.2变频器的基本结构及原理210
8.2.1交—直—交型变频器的结构与原理211
8.2.2交—交型变频器的结构与原理211
8.3变频调速控制方式212
8.3.1压/频控制方式212
8.3.2转差频率控制方式213
8.3.3矢量控制方式214
8.3.4直接转矩控制方式216
8.3.5控制方式比较216

第9章西门子变频器的接线、操作与参数设置217
9.1MM440变频器的内部结构及外部接线217
9.1.1外形和型号（订货号）含义217
9.1.2内部结构及外部接线图217
9.1.3主电路的外部端子接线217
9.1.4控制电路外部端子的典型实际接线220
9.1.5数字量（开关量）输入端子的接线及设置参数221
9.1.6模拟量输入端子的接线及设置参数222
9.1.7数字量输出端子的接线及参数设置224
9.1.8模拟量输出端子的接线及参数设置225
9.2变频器的停车、制动及再启动方式226
9.2.1电动机的铭牌数据与变频器对应参数226
9.2.2变频器的停车方式227
9.2.3变频器的制动方式227
9.2.4变频器的再启动方式228
9.3用面板和外部端子操作调试变频器229
9.3.1用SDP面板和外部端子操作调试变频器229
9.3.2用BOP面板操作调试变频器230
9.3.3用AOP面板操作调试变频器233
9.4MM440变频器的参数调试及常规操作234
9.4.1变频器所有参数的复位235
9.4.2变频器参数快速调试设置的步骤及说明235
9.4.3变频器的常规操作237
9.5西门子MM440、MM430和MM420变频器的主要区别与技术规格238
9.5.1MM440、MM430和MM420变频器的主要区别238
9.5.2MM420变频器的主要技术规格239
9.5.3MM430变频器的主要技术规格240
9.5.4MM440变频器的主要技术规格241

第10章变频器的典型应用电路243
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243
10.1.1控制要求 243
10.1.2电路接线 243
10.1.3参数设置243
10.1.4操作过程及电路说明244
10.2变频器输入端子控制电动机正反转及电位器调速的电路245
10.2.1控制要求245
10.2.2电路接线245
10.2.3参数设置245
10.2.4操作过程及电路说明246
10.3变频器的多段速控制功能及应用电路246
10.3.1变频器多段速控制的3种方式246
10.3.2变频器多段速控制应用电路248
10.4变频器的PID控制电路249
10.4.1PID控制原理249
10.4.2MM440变频器的PID原理图及有关参数250
10.4.3MM440变频器的PID控制恒压供水电路250

第11章变频器与PLC的综合应用254
11.1PLC控制变频器驱动电动机延时正反转的电路254
11.1.1控制要求 254
11.1.2PLC输入/输出（I/O）端子的分配254
11.1.3电路接线254
11.1.4变频器参数设置254
11.1.5PLC控制程序及说明256
11.2PLC控制变频器实现多段速运行的电路256
11.2.1控制要求256
11.2.2PLC输入/输出（I/O）端子的分配257
11.2.3电路接线257
11.2.4变频器参数设置257
11.2.5PLC控制程序及说明258
11.3PLC以USS协议通信控制变频器的应用实例259
11.3.1S7-200 PLC与MM440变频器串口通信的硬件连接259
11.3.2USS协议通信知识260
11.3.3在S7-200 PLC编程软件中安装USS通信库261
11.3.4USS通信指令说明262
11.3.5S7-200 PLC以USS协议通信控制MM440变频器的应用实例268

第12章西门子精彩系列触摸屏（SMART LINE）介绍272
12.1触摸屏基础知识272
12.1.1基本组成272
12.1.2触摸屏的工作原理272
12.1.3常用类型触摸屏的性能比较275
12.2西门子精彩系列触摸屏（SMART LINE）简介276
12.2.1SMART LINE触摸屏的特点276
12.2.2常用型号及外形276
12.2.3触摸屏主要部件说明276
12.2.4技术规格278
12.3触摸屏与其他设备的连接279
12.3.1触摸屏的供电接线279
12.3.2触摸屏与组态计算机（PC）的以太网连接280
12.3.3触摸屏与西门子PLC的连接280
12.3.4触摸屏与三菱、施耐德和欧姆龙PLC的连接281
12.4触摸屏的操作设置283
12.4.1触摸屏的屏幕键盘283
12.4.2触摸屏的启动283
12.4.3触摸屏的控制面板284
12.4.4触摸屏的数据备份和恢复285
12.4.5触摸屏的以太网参数设置287
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287
12.4.7触摸屏屏幕保护程序的设置288
12.4.8触摸屏密码的设置290
12.4.9触摸屏传送通道的开启290
12.4.10触摸屏声音的设置291

第13章西门子WinCC组态软件快速入门292
13.1WinCC flexible SMART V3软件的安装与卸载292
13.1.1系统要求292
13.1.2软件的免费下载292
13.1.3软件的安装293
13.1.4软件的启动及卸载298
13.2用WinCC软件组态一个简单的项目299
13.2.1项目的创建与保存299
13.2.2组态变量301
13.2.3组态画面303
13.2.4项目的模拟运行308

第14章WinCC软件常用对象及功能的使用举例309
14.1IO域的使用举例309
14.1.1组态任务309
14.1.2组态过程309
14.1.3运行测试312
14.2按钮的使用举例312
14.2.1组态任务312
14.2.2组态过程313
14.2.3运行测试315
14.3文本列表和图形列表的使用举例316
14.3.1组态任务316
14.3.2组态过程316
14.3.3运行测试321
14.4变量控制对象动画的使用举例322
14.4.1组态任务322
14.4.2组态过程322
14.4.3运行测试324
14.4.4仿真调试326
14.5指针变量的使用举例327
14.5.1组态任务327
14.5.2组态过程327
14.5.3运行测试330
14.6开关和绘图工具的使用举例331
14.6.1组态任务331
14.6.2组态过程332
14.6.3运行测试335
14.7报警功能的使用举例336
14.7.1报警基础知识336
14.7.2组态任务337
14.7.3组态过程337
14.7.4运行测试342
14.8棒图和趋势图的使用举例343
14.8.1组态任务343
14.8.2组态过程344
14.8.3运行测试347
14.9画面的切换使用举例348
14.9.1建立画面348
14.9.2用拖放生成按钮的方式设置画面切换349
14.9.3用按钮配合画面切换函数来实现指定画面的切换350
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351

第15章触摸屏操作和监控PLC的开发实例 353
15.1明确要求、规划变量和线路353
15.1.1控制要求353
15.1.2选择PLC和触摸屏型号并分配变量353
15.1.3设备连接与电气线路353
15.2用编程软件编写并下载PLC程序354
15.2.1编写PLC程序354
15.2.2PLC与计算机的连接与设置355
15.2.3下载程序到PLC356
15.3组态和下载触摸屏画面项目356
15.3.1创建触摸屏画面项目文件356
15.3.2组态触摸屏与PLC的连接356
15.3.3组态变量358
15.3.4组态指示灯358
15.3.5组态按钮358
15.3.6组态状态值监视器362
15.3.7组态说明文本362
15.3.8触摸屏与计算机的通信连接与设置363
15.3.9下载画面项目365
15.4触摸屏连接PLC实际操作测试366
15.4.1触摸屏与PLC的硬件通信连接与设置366
15.4.2触摸屏连接PLC的电动机正反转操作测试368