项目设计与实践操作参考书

刘长青

大中专教材教辅类型

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适读人群：高等院校机电类和自动化类专业学生

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。

本书配有两张DVD光盘方便读者学习使用。

内容简介

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。

章节目录

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