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项目1 S7-200与传感器的综合应用1

项目导读1

1.1 知识链接：S7-200与传感器概述1

1.1.1 PLC概述1

1.1.2 PLC实现控制的原理2

1.1.3 西门子S7-200 PLC3

1.1.4 相关传感器的工作原理及与PLC的接线9

1.2 综合训练一：S7-200编程软件的安装与使用13

1.2.1 安装S7-200编程软件13

1.2.2 对简单电气控制线路进行编程并运行16

1.2.3 利用位逻辑指令进行编程19

1.2.4 利用定时器指令进行控制20

1.3 综合训练二：LAD程序编辑、编译与传感器的应用23

1.3.1 熟练运用梯形图进行程序编辑与编译23

1.3.2 掌握计数器指令并编程25

1.3.3 掌握数据传送指令并编程27

1.3.4 熟悉SCR指令并编程28

1.3.5 计数用光电开关的安装、接线与测试30

1.4 工程案例：机械手自动分拣装置32

1.4.1 案例介绍32

1.4.2 系统设计的思路33

1.4.3 机械手自动分拣装置的硬件部分34

1.4.4 机械手自动分拣装置的程序编制39

项目小结39

思考与练习40

项目2 S7-200与变频器的综合应用43

项目导读43

2.1 知识链接：S7-200的PID控制与变频器44

2.1.1 PLC模拟量控制44

2.1.2 西门子模拟量输入／输出模块45

2.1.3 PID基本概念48

2.1.4 温度传感器及S7-200的温度模块49

2.1.5 变频器的控制原理、频率给定方式54

2.2 综合训练一：数据块与PID控制62

2.2.1 整数计算指令62

2.2.2 浮点数计算指令62

2.2.3 复杂数据指令62

2.2.4 运用数据指令解决模拟量输出案例65

2.2.5 热电偶与PLC的硬件接线及其数据测试65

2.2.6 PID标准指令的应用69

2.2.7 PID向导的使用71

2.3 综合训练二：S7-200中断的编程与变频器应用76

2.3.1 中断概述76

2.3.2 I/O中断的处理78

2.3.3 用T32中断控制LED灯80

2.3.4 MM440变频器的应用80

2.4 工程案例：封口包装机控制系统81

2.4.1 案例介绍81

2.4.2 封口包装机控制系统的设计原则82

2.4.3 封口包装机的硬件部分84

2.4.4 封口包装机的软件部分86

项目小结86

思考与练习87

项目3 S7-300/400在逻辑控制中的应用89

项目导读89

3.1 知识链接：S7-300/400硬件结构与软件基础89

3.1.1 S7-300/400模块化结构89

3.1.2 西门子S7-300 PLC90

3.1.3 西门子S7-400 PLC93

3.1.4 STEP 7程序结构的基本原理95

3.1.5 组织块96

3.1.6 功能块、功能和数据块98

3.1.7 用户程序中的调用体系99

3.1.8 STEP 7基本指令99

3.2 综合训练一：STEP 7编程软件的安装101

3.2.1 STEP 7编程软件概述101

3.2.2 安装STEP7103

3.3 综合训练二：S7-300安装与STEP 7的硬件配置104

3.3.1 S7-300 PLC的电气安装104

3.3.2 STEP 7硬件配置介绍106

3.4 综合训练三：简单开关量控制系统设计109

3.4.1 送料机的交流电动机正反转控制109

3.4.2 锅炉风机的控制113

3.5 工程案例：灌装生产线控制系统的设计116

3.5.1 案例介绍116

3.5.2 硬件设计117

3.5.3 软件流程设计119

项目小结122

思考与练习122

项目4 S7-300/400在流程控制中的应用124

项目导读124

4.1 知识链接：模拟量输入与输出基础124

4.1.1 概况124

4.1.2 S7-300模拟量输入／输出126

4.1.3 S7-300温度模块128

4.2 综合训练：模拟量输入／输出及规范化129

4.2.1 液位传感器的接线及其硬件组态129

4.2.2 实际液位值的工程转换与FC105功能132

4.2.3 模拟量输出转换的数字表达方式134

4.2.4 FC106程序块功能136

4.2.5 模拟量控制中常用的浮点数运算指令介绍138

4.3 工程案例：恒液位PID控制139

4.3.1 控制要求139

4.3.2 PID控制139

4.3.3 软件编程142

项目小结146

思考与练习146

项目5 S7-200/300/400与Profibus的综合应用148

项目导读148

5.1 知识链接：Profibus通信控制基础148

5.1.1 工厂自动化网络结构148

5.1.2 Profibus通信概述149

5.1.3 Profibus硬件151

5.1.4 Profibus-DP与分布式I/O154

5.1.5 应用Profibus的优点158

5.1.6 设备数据库文件GSD158

5.2 综合训练：S7-200基于EM277的Profibus控制162

5.2.1 EM 277模块概述162

5.2.2 EM 277作为从站的硬件组态与软件编程164

5.2.3 EM 277模块的软件编程166

5.3 工程案例：化工厂现场仪表的通信控制167

5.3.1 化工厂现场仪表概况167

5.3.2 某化工厂现场仪表工程169

项目小结177

思考与练习178

项目6 S7-12 00与触摸屏的综合应用179

项目导读179

6.1 知识链接：S7-1200与KTP触摸屏179

6.1.1 S7-12 00概述179

6.1.2 工业触摸屏概述181

6.2 综合训练一：STEP 7 Basic软件的安装184

6.2.1 STEP7 Basic V10.5 软件的安装184

6.2.2 TIA软件的界面特点186

6.3 综合训练二：电动机启停PLC控制程序的创建186

6.3.1 三相电动机的直接启动控制186

6.3.2 电动机正／反转PLC控制195

6.3.3 三相电动机的星－三角启动PLC控制196

6.4 综合训练三：KTP 600触摸屏的使用201

6.4.1 任务说明201

6.4.2 电气接线201

6.4.3 软件编程203

6.5 工程案例：全自动定时喷淋系统210

6.5.1 案例介绍210

6.5.2 时钟和日历指令211

6.5.3 变量定义与软件编程212

项目小结213

思考与练习213

项目7 S7-200/1200 PLC在运动控制中的应用216

项目导读216

7.1 知识链接：运动控制与步进电动机216

7.1.1 运动控制的基本架构216

7.1.2 S7-200实现运动控制的基础218

7.1.3 S7-12 00实现运动控制的基础223

7.1.4 驱动器HB-40 20M的特点及其与PLC接线224

7.1.5 步进电动机的基本工作原理及选型226

7.2 综合训练一：S7-200对步进电动机的控制229

7.2.1 案例介绍229

7.2.2 软件编程229

7.3 综合训练二：工艺对象“轴”的组态与调试232

7.3.1 S7-1200 PTO的硬件组态232

7.3.2 组态工艺“轴”233

7.3.3 通过控制面板调试工艺“轴”237

7.3.4 诊断工艺“轴”238

7.4 工程案例：通过触摸屏控制工作台滑动座电动机238

7.4.1 案例介绍238

7.4.2 S7-12 00的硬件设计238

7.4.3 硬件组态与软件编程239

项目小结243

思考与练习243

参考文献245