S PLC项目设计与实践

/配套资源：电子教案、DVD
本书特色：
★ 本书具有涵盖内容广,不仅包含S7-1500的硬件、软件平台及程序设计等内容，还包括S7-1500的工艺功能、网络通信、上位监控系统组态、以及S7-1500支持的新功能等。
★ 本书在结构体系上是从项目设计的角度进行构建,以一个自动灌装生产线控制项目为实例,按照项目设计的步骤,循序渐进,引导读者由浅入深地掌握S7-1500 PLC的硬件组态、软件编程、故障诊断与调试、上位监控系统及网络通信等内容。该结构符合工程人员的视角，且可帮助高等院校学生等初学者不仅掌握S7-1500 PLC技术，同时也建立起工程意识。

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本书以一个自动灌装生产线控制项目为例，按照项目设计的步骤,循序渐进，引导读者由浅入深地掌握S7-1500 PLC的硬件组态、软件编程、软硬件调试、上位监控系统及网络通信等内容。在S7-1500 PLC的硬件和软件介绍中，既兼顾没有S7系列PLC基础的工程人员，也突出与S7系列其他PLC不同的地方，使具有S7系列PLC基础的工程人员快速掌握S7-1500 PLC。本书对S7-1500 PLC的工艺功能、系统诊断、高级语言编程和网页访问等内容也单独成章进行了介绍，并配有实例，旨在全新展示S7-1500 PLC的强大功能。章节中穿插的控制任务，在附录中有参考程序，以指导读者理论与实践相结合。本书既可作为高等院校机电类和自动化类相关课程的教材，也可作为工业自动化领域工程技术人员的参考书。

目录前言第1章S7-1500 PLC系统概述11西门子工业自动化TIA简介12可编程控制器基础121PLC概述122结构组成123工作原理13S7-1500 PLC系统131S7-1500 PLC产品概述132S7-1500 PLC组成133S7-1500 PLC产品新功能14工业自动化发展趋势第2章S7-1500 PLC硬件及软件平台21硬件系统组成211电源模块212CPU模块及附件213信号模块214通信模块和工艺模块215分布式模块216安全模块22硬件安装221硬件配置222硬件安装23Portal软件平台231软件版本及安装232软件界面及使用第3章S7-1500 PLC项目设计31工业自动化项目设计流程311确定任务及设计要求312制定电气控制方案313控制系统硬件设计314软件程序设计315上位监控组态316联机调试317项目归档32自动灌装生产线项目实例任务1自动灌装生产线整体方案设计33新建TIA项目任务2创建自动灌装生产线项目第4章S7-1500 PLC硬件系统设计41信号分析42模块选型及硬件组态421组态模块类型422配置模块参数423建立PC与PLC的连接424CPU存储器复位425下载硬件组态43I/O分配44硬件接线任务3自动灌装生产线项目硬件设计第5章S7-1500 PLC软件程序设计51S7-1500 PLC编程基础511数制及编码512基本数据类型513复合数据类型514其他数据类型515S7-1500 PLC存储区516寻址方式517编程语言52变量表与符号寻址521变量表522定义全局符号任务4定义全局符号53监控表与设备测试531监控表532I/O设备测试任务5I/O设备测试54程序块及程序结构541程序块类型542程序结构形式543自动灌装生产线项目程序结构55程序块的创建、编辑及调试551新建用户程序块552程序块的属性553程序块的编辑554程序块的调用555编程语言的切换556程序块的编译557程序块的下载及监视56位逻辑运算指令与开关量控制561触点、取反RLO与输出指令562置位/复位指令563边沿检测指令任务6点动控制程序设计任务7模式选择、生产线运行和急停处理程序设计57定时器操作指令与时间控制 571SIMATIC定时器指令572IEC定时器指令任务8自动灌装程序设计58计数操作指令与计数统计581SIMATIC计数器指令582IEC计数器指令任务9计数统计程序设计59移动操作指令任务10复位统计数据程序设计510比较器操作指令任务11故障处理程序设计511数学函数指令任务12数学运算程序设计512转换操作指令513其他指令514用户数据块5141用户数据块的创建5142数据块编辑器5143变量的值5144数组及结构变量的声明5145数据块的属性5146数据块的访问及应用任务13使用数据块进行数据存储515FC/FB与参数化编程5151块接口的布局5152参数化程序设计5153修改接口参数5154设置块的调用环境进行程序调试任务14报警程序设计516组织块5161组织块的类型与优先级5162循环程序组织块5163启动组织块5164中断组织块5165错误组织块5166组织块的启动信息任务15初始化程序设计517模拟量处理5171模拟量模块的接线5172模拟量模块的参数设置5173模拟量转换的数值表达方式5174模拟量值的规范化5175使用循环中断任务16模拟量采集程序设计第6章上位监控系统设计61上位监控系统概述611HMI的主要任务612HMI项目设计方法613西门子上位监控设备614WinCC（TIA Protal）简介62建立一个WinCC Advanced 项目621直接生成HMI设备622使用HMI设备向导生成HMI设备623WinCC Advanced 项目组态界面63TP 700 Comfort触摸屏的通信连接631TP 700 Comfort触摸屏的硬件连接632设置TP 700 Comfort触摸屏通信参数633下载HMI组态任务17建立自动灌装生产线监控项目及通信连接64定义变量641变量的分类642变量的数据类型643编辑变量任务18组态自动灌装生产线监控项目所需变量65创建画面及画面管理651设计画面结构与布局652创建画面653画面管理任务19创建及管理自动灌装生产线上位监控画面66组态监控画面661组态初始画面662组态运行画面663组态参数设置画面664组态趋势视图画面任务20组态自动灌装生产线上位监控画面67报警671报警的概念672组态报警673显示报警信息任务21组态自动灌装生产线报警画面68用户管理681用户管理的概念682用户管理的组态683用户管理的使用任务22组态自动灌装生产线用户管理画面69WinCC Advanced 项目的仿真调试691HMI的离线仿真调试692HMI的在线仿真调试第7章网络通信71S7-1500通信简介711通信接口712通信服务72PROFIBUS通信721PROFIBUS的通信协议722PROFIBUS-DP的应用723PROFIBUS-DP网络的主站与从站724PROFIBUS-DP接口725PROFIBUS网络的参数分配726PROFIBUS网络诊断727等时同步模式的PROFIBUS网络73PROFINET通信731PROFINET简介732构建PROFINET网络733PROFINET网络的参数分配734PROFINET网络诊断735连接其他总线系统任务23使用ET200SP实现自动灌装生产线项目74开放式通信741开放式通信的协议742开放式通信的指令743建立TCP、ISO-on-TCP、UDP和ISO协议的开放式通信744建立Modbus TCP协议的开放式通信745通过电子邮件建立通信746通过FTP建立通信747建立和终止开放式通信75S7-1500 CPU与G120通信751SINAMICS G120简介752S7-1500与SINAMICS G120的PROFIBUS通信753S7-1500与SINAMICS G120的PROFINET通信任务24实现S7-1500 CPU与G120的通信第8章工艺功能81PID控制811PID指令812PID组态813PID调试82运动控制821运动控制简介822运动控制举例第9章系统诊断91系统诊断概述92系统诊断的显示921设备上的系统诊断显示922使用Portal软件（STEP 7）93通过用户程序进行系统诊断931采用过程映像输入进行系统诊断932使用指令94轨迹和逻辑分析器功能任务25自动灌装生产线项目故障检测第10章S7-1500 PLC的其他功能101SCL编程语言1011SCL程序编辑器1012SCL指令及应用任务26自动灌装生产线项目成品重量存储102GRAPH与顺序控制1021顺序控制简介1022顺序控制程序块1023GRAPH函数块的程序编辑器1024顺控器视图和单步视图1025块接口及参数1026GRAPH程序设计任务27自动灌装生产线项目顺序控制103基于Web服务器的网页访问1031Web服务器功能的参数设置1032Web 服务器的信息显示任务28自动灌装生产线项目的网页访问附录自动灌装生产线项目参考程序任务6点动控制程序设计任务7模式选择、生产线运行和急停处理程序设计任务8自动灌装程序设计任务9计数统计程序设计任务10复位统计数据程序设计任务11故障处理程序设计任务12数学运算程序设计任务13使用数据块进行数据存储任务14报警程序设计任务15初始化程序设计任务16模拟量采集程序设计任务20组态自动灌装生产线上位监控画面任务26自动灌装生产线项目成品重量存储任务27自动灌装生产线项目顺序控制参考文献

前言可编程序控制器（简称PLC）是一种通用工业自动控制设备，在机械制造、化工、冶金、电子、纺织、食品及建筑等领域的工业自动化系统中发挥着关键作用。随着计算机、信息及网络通信等技术的不断进步，工业生产对今后的PLC发展也提出了更高的要求。2012年11月29日，西门子全新的SIMATIC S7-1500控制器在德国正式亮相。该控制器是西门子公司专为中高端设备和工厂自动化设计的新一代PLC，集成了运动控制、工业信息安全和故障安全功能，并提供基于以太网的PROFINET作为主要的通信网络，极短的系统响应时间可大大提高生产效率，与全集成自动化Portal软件可实现无缝集成，创造出工程效益，符合今后PLC的发展方向。TIA Portal（博途）是西门子全新的全集成自动化软件平台，它将硬件组态、软件编程、网络配置以及上位监控等功能集成在一起，使用起来非常方便快捷。S7-1500 PLC的高性能借助该软件平台得到了充分的发挥。本书应用Portal软件平台，介绍了S7-1500 PLC的硬件配置、软件编程、网络配置、上位监控系统组态及诊断调试等内容，全书贯穿一个具体的应用实例，使读者边学边实践，循序渐进，逐步掌握S7-1500 PLC的应用。本书中所介绍的实例均在Windows 7及TIA Portal V 13 SP1（STEP 7 Professional、WinCC Professional和Startdrive Standalone）软件环境下调试运行通过。附录中给出自动灌装系统控制任务实例的主要参考程序，以帮助读者理论与实践相结合。本书在编写过程中力求语言简洁、通俗易懂、主次分明、实例丰富、图文并茂、实用性强，既适用于高等院校机电及自动化类专业的学生，也适用于初学S7-1500 PLC的工程人员。全书共10章，由北京联合大学机电学院的刘长青主编，席巍、李军、李明海参编，陈瑞阳主审。其中，刘长青负责第1~5、9、10章和附录的编写及全书的统稿，席巍负责第6章的编写，李军负责第7章的编写，李明海负责第8章的编写，演示项目由刘长青、席巍、李军和李明海共同完成。本书在编写过程中得到西门子公司元娜女士及其他工作人员的热情支持和大力帮助，在此表示衷心感谢。由于编者水平有限，书中难免出现不妥之处，恳请广大读者提出宝贵意见。