圖解西門子PLC、變頻器與觸摸屏組態(tài)技術

第 1 章?PLC入門
1．1?概述 1
1．1．1　PLC的定義 1
1．1．2　PLC的分類 1
1．1．3　PLC的特點 2
1．2　PLC控制與繼電器控制比較 3
1．2．1　繼電器正轉控制線路 3
1．2．2　PLC正轉控制線路 3
1．2．3　PLC、繼電器和單片機控制系統(tǒng)的比較 5
1．3?PLC的組成與工作原理 5
1．3．1　PLC的組成框圖 5
1．3．2　PLC內部組成單元說明 6
1．3．3　PLC的工作方式 9
1．4　PLC的編程語言 10
1．4．1　梯形圖（LAD） 10
1．4．2　功能塊圖（FBD） 11
1．4．3　指令語句表（STL） 11
1．5?PLC應用系統(tǒng)開發(fā)舉例 11
1．5．1　PLC應用系統(tǒng)開發(fā)的一般流程 11
1．5．2　PLC控制電動機正、反轉的開發(fā)實例 11
第 2 章?西門子S7-200 SMART PLC介紹
2．1　PLC硬件介紹 15
2．1．1　兩種類型的CPU模塊 16
2．1．2　CPU模塊面板各部件說明 16
2．1．3　CPU模塊的接線 16
2．1．4　信號板的安裝使用與地址分配 18
2．1．5　S7-200 SMART常用模塊及附件與訂貨號含義 21
2．2　PLC的軟元件 23
2．2．1　輸入繼電器（ I ）和輸出繼電器（Q） 23
2．2．2　輔助繼電器（M）、特殊輔助繼電器（SM）和狀態(tài)繼電器（S） 24
2．2．3　定時器（T）、計數(shù)器（C）和高速計數(shù)器（HC） 25
2．2．4　累加器（AC）、變量存儲器（V）和局部變量存儲器（L） 25
2．2．5　模擬量輸入寄存器（AI）和模擬量輸出寄存器（AQ） 25
第 3 章?S7-200 SMART PLC編程軟件的使用
3．1　軟件的安裝、卸載與軟件窗口介紹 26
3．1．1　軟件的安裝與啟動 26
3．1．2　軟件的卸載 28
3．1．3　軟件窗口組件說明 29
3．2　程序的編寫與下載 32
3．2．1　項目創(chuàng)建與保存 32
3．2．2　PLC硬件組態(tài)（配置） 33
3．2．3　程序的編寫 33
3．2．4　PLC與計算機的連接及通信設置 38
3．3　程序的編輯與注釋 44
3．3．1　程序的編輯 44
3．3．2　程序的注釋 46
3．4　程序的監(jiān)控與調試 49
3．4．1　用梯形圖監(jiān)控調試程序 49
3．4．2　用狀態(tài)圖表的表格監(jiān)控調試程序 52
3．4．3　用狀態(tài)圖表的趨勢圖監(jiān)控調試程序 54
3．5　軟件的一些常用設置及功能使用 55
3．5．1　軟件的一些對象設置 55
3．5．2　硬件組態(tài)（配置） 56
3．5．3　用存儲卡備份、復制程序和刷新固件 57
第 4 章?基本指令的使用及應用實例
4．1　位邏輯指令 62
4．1．1?觸點指令 62
4．1．2?線圈指令 63
4．1．3?立即指令 64
4．1．4?RS觸發(fā)器指令 65
4．1．5?空操作指令 66
4．2?定時器 67
4．2．1?通電延時型定時器（TON） 67
4．2．2?斷電延時型定時器（TOF） 68
4．2．3?記憶型通電延時定時器（TONR） 69
4．3?計數(shù)器 71
4．3．1?加計數(shù)器（CTU） 71
4．3．2?減計數(shù)器（CTD） 72
4．3．3?加減計數(shù)器（CTUD） 73
4．4　常用的基本控制線路及梯形圖 75
4．4．1　啟動、自鎖和停止控制線路與梯形圖 75
4．4．2　正、反轉聯(lián)鎖控制線路與梯形圖 76
4．4．3　多地控制線路與梯形圖 77
4．4．4　定時控制線路與梯形圖 79
4．4．5　長定時控制線路與梯形圖 81
4．4．6　多重輸出控制線路與梯形圖 82
4．4．7　過載報警控制線路與梯形圖 84
4．4．8　閃爍控制線路與梯形圖 85
4．5　基本指令應用實例 86
4．5．1　噴泉的PLC控制線路與程序詳解 86
4．5．2　交通信號燈的PLC控制線路與程序詳解 89
4．5．3　多級傳送帶的PLC控制線路與程序詳解 92
4．5．4　車庫自動門的PLC控制線路與程序詳解 95
第 5 章?順序控制指令的使用及應用實例
5．1　順序控制與狀態(tài)轉移圖 98
5．2　順序控制指令 99
5．2．1　指令名稱及功能 99
5．2．2?指令使用舉例 99
5．2．3?指令使用注意事項 101
5．3?順序控制的幾種方式 101
5．3．1?選擇性分支方式 101
5．3．2?并行分支方式 104
5．4?順序控制指令應用實例 106
5．4．1?液體混合裝置的PLC控制線路與程序詳解 106
5．4．2?簡易機械手的PLC控制線路與程序詳解 110
5．4．3?大小鐵球分揀機的PLC控制線路與程序詳解 115
第 6 章?功能指令說明及使用舉例
6．1?功能指令使用基礎 121
6．1．1?數(shù)據(jù)類型 121
6．1．2?尋址方式 122
6．2?傳送指令 125
6．2．1?單一數(shù)據(jù)傳送指令 125
6．2．2?字節(jié)立即傳送指令 126
6．2．3?數(shù)據(jù)塊傳送指令 127
6．2．4?字節(jié)交換指令 128
6．3?比較指令 128
6．3．1?字節(jié)觸點比較指令 129
6．3．2?整數(shù)觸點比較指令 129
6．3．3?雙字整數(shù)觸點比較指令 130
6．3．4?實數(shù)觸點比較指令 131
6．3．5?字符串觸點比較指令 132
6．3．6?比較指令應用舉例 132
6．4?數(shù)學運算指令 133
6．4．1?加減乘除運算指令 133
6．4．2?浮點數(shù)函數(shù)運算指令 138
6．5?邏輯運算指令 139
6．5．1?取反指令 139
6．5．2?與指令 140
6．5．3?或指令 141
6．5．4?異或指令 142
6．6?移位與循環(huán)指令 143
6．6．1?左移位與右移位指令 143
6．6．2?循環(huán)左移位與右移位指令 145
6．6．3?移位寄存器指令 146
6．7?轉換指令 148
6．7．1?標準轉換指令 148
6．7．2?ASCII碼轉換指令 152
6．7．3?字符串轉換指令 158
6．7．4?編碼與解碼指令 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?先進先出和后進先出指令 164
6．8．4?存儲區(qū)填充指令 165
6．9?字符串指令 165
6．9．1?字符串長度、復制和連接指令 166
6．9．2?復制子字符串指令 167
6．9．3?字符串與字符搜索指令 167
6．10?時鐘指令 169
6．10．1?時鐘指令說明 169
6．10．2?時鐘指令使用舉例 170
6．11?程序控制指令 172
6．11．1?跳轉與標簽指令 172
6．11．2?循環(huán)指令 172
6．11．3?條件結束、停止和監(jiān)視定時器復位指令 174
6．12?子程序與子程序指令 175
6．12．1?子程序 175
6．12．2?子程序指令 175
6．12．3?帶參數(shù)的子程序調用指令 178
6．13?中斷指令及相關內容說明 180
6．13．1?中斷事件與中斷優(yōu)先級 180
6．13．2?中斷指令 183
6．14?高速計數(shù)器指令及相關內容說明 185
6．14．1?高速計數(shù)器指令說明 186
6．14．2?高速計數(shù)器的計數(shù)模式 186
6．14．3?高速計數(shù)器分配的輸入端子及在各工作模式下的功能 189
6．14．4?高速計數(shù)器輸入端子濾波時間的設置 190
6．14．5?高速計數(shù)器的控制字節(jié) 191
6．14．6?高速計數(shù)器計數(shù)值的讀取與設置 192
6．14．7?高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié) 193
6．14．8?高速計數(shù)器的編程步驟與舉例 194
6．15?高速脈沖輸出指令及相關內容說明 196
6．15．1?指令說明 196
6．15．2?高速脈沖輸出的控制字節(jié)、參數(shù)設置和狀態(tài)位 196
6．15．3?PTO脈沖的產生與使用 198
6．15．4?PWM脈沖的產生與使用 202
6．16?PID指令及相關內容說明 205
6．16．1?PID控制 205
6．16．2?PID指令介紹 206
6．16．3?PID指令應用舉例 208
第 7 章?PLC通信
7．1?通信基礎知識 211
7．1．1?通信方式 211
7．1．2?通信傳輸介質 214
7．2?PLC以太網通信 215
7．2．1?S7-200 SMART CPU模塊以太網連接的設備類型 215
7．2．2?IP地址的設置 216
7．2．3?以太網通信指令 221
7．2．4?PLC以太網通信實例詳解 224
7．3?RS485/RS232端口自由通信 228
7．3．1?RS232C、RS422A和RS485接口電路結構 228
7．3．2?RS485/RS232各引腳功能定義 230
7．3．3?獲取端口地址（GET_ADDR）指令和設置端口地址（SET_ADDR）指令 231
7．3．4?發(fā)送（XMT）和接收（RCV）指令 231
7．3．5?PLC與打印機之間的通信（自由端口模式） 236
第 8 章?變頻器的基本結構原理
8．1?異步電動機的兩種調速方式 240
8．2?變頻器的基本結構及原理 241
8．2．1?交-直-交型變頻器的結構與原理 241
8．2．2?交-交型變頻器的結構與原理 242
8．3?變頻調速控制方式 242
8．3．1?壓/頻控制方式 242
8．3．2?轉差頻率控制方式 243
8．3．3?矢量控制方式 245
8．3．4?直接轉矩控制方式 246
8．3．5?控制方式比較 247
第 9 章?西門子變頻器的接線、操作與參數(shù)設置
9．1?MM440變頻器的內部結構及外部接線 248
9．1．1?外形和型號（訂貨號）含義 248
9．1．2?內部結構及外部接線圖 249
9．1．3?主電路的外部端子接線 250
9．1．4?控制電路外部端子的典型接線 251
9．1．5?數(shù)字量輸入端子的接線及參數(shù)設置 251
9．1．6?模擬量輸入端子的接線及參數(shù)設置 253
9．1．7?數(shù)字量輸出端子的接線及參數(shù)設置 255
9．1．8?模擬量輸出端子的接線及參數(shù)設置 255
9．2?變頻器的停車、制動及再啟動方式 256
9．2．1?電動機的銘牌數(shù)據(jù)與變頻器對應參數(shù) 256
9．2．2?變頻器的停車方式 257
9．2．3?變頻器的制動方式 257
9．2．4?變頻器的再啟動方式 258
9．3?用面板和外部端子操作調試變頻器 259
9．3．1?用SDP（狀態(tài)顯示板）和外部端子操作調試變頻器 259
9．3．2?用BOP（基本操作板）操作調試變頻器 260
9．3．3?用AOP（高級操作板）操作調試變頻器 262
9．4?MM440變頻器的參數(shù)調試及常規(guī)操作 263
9．4．1?變頻器所有參數(shù)的復位 263
9．4．2?變頻器參數(shù)快速調試步驟及說明 264
9．4．3?變頻器的常規(guī)操作 264
9．5?西門子MM440、MM430和MM420變頻器的主要區(qū)別與技術規(guī)格 267
9．5．1?MM440、MM430和MM420變頻器的主要區(qū)別 267
9．5．2?MM420變頻器的主要技術規(guī)格 267
9．5．3?MM430變頻器的主要技術規(guī)格 268
9．5．4?MM440變頻器的主要技術規(guī)格 270
第 10 章?變頻器的典型應用電路
10．1?用變頻器輸入端子控制電動機正反轉和面板鍵盤調速的電路 272
10．1．1?電路接線 272
10．1．2?參數(shù)設置 272
10．1．3?操作過程及電路說明 273
10．2?變頻器輸入端子控制電動機正反轉和電位器調速的電路 274
10．2．1?電路接線 274
10．2．2?參數(shù)設置 274
10．2．3?操作過程及電路說明 274
10．3?變頻器的多段速控制功能及應用電路 275
10．3．1?變頻器多段速控制的三種方式 275
10．3．2?變頻器多段速控制應用電路 276
10．4?變頻器的PID控制電路 277
10．4．1?MM440變頻器的PID原理圖及有關參數(shù) 277
10．4．2?MM440變頻器的PID控制恒壓供水電路 278
第 11 章?變頻器與PLC的綜合應用
11．1?PLC控制變頻器驅動電動機延時正反轉的電路 282
11．1．1?PLC輸入/輸出（I/O）端子的分配 282
11．1．2?電路接線 282
11．1．3?變頻器參數(shù)設置 282
11．1．4?PLC控制程序及說明 283
11．2?PLC控制變頻器實現(xiàn)多段速運行的電路 284
11．2．1?PLC輸入/輸出（I/O）端子的分配 284
11．2．2?電路接線 285
11．2．3?變頻器參數(shù)設置 285
11．2．4?PLC控制程序及說明 286
11．3?PLC以USS協(xié)議通信控制變頻器的應用實例 287
11．3．1?S7-200 PLC與MM440變頻器串口通信的硬件連接 287
11．3．2?USS協(xié)議通信知識 288
11．3．3?在S7-200 PLC編程軟件中安裝USS通信庫 289
11．3．4?USS通信指令說明 290
11．3．5?S7-200 PLC以USS協(xié)議通信控制MM440變頻器的應用實例 297
第 12 章?西門子精彩系列觸摸屏（SMART LINE）介紹
12．1?觸摸屏基礎知識 301
12．1．1?基本組成 301
12．1．2?四種類型的觸摸屏及工作原理 301
12．1．3?常用類型觸摸屏的性能比較 304
12．2?西門子精彩系列觸摸屏（SMART LINE）簡介 305
12．2．1?SMART LINE觸摸屏的特點 305
12．2．2?常用型號及外形 305
12．2．3?觸摸屏主要部件說明 306
12．2．4?技術規(guī)格 307
12．3?觸摸屏與其他設備的連接 308
12．3．1?觸摸屏的供電接線 308
12．3．2?觸摸屏與組態(tài)計算機（PC）的以太網連接 309
12．3．3?觸摸屏與西門子PLC的連接 309
12．3．4?觸摸屏與三菱、施耐德和歐姆龍PLC的連接 310
12．4?觸摸屏的操作設置 312
12．4．1?觸摸屏的屏幕鍵盤 312
12．4．2?觸摸屏的啟動 312
12．4．3?觸摸屏的控制面板 313
12．4．4?觸摸屏的數(shù)據(jù)備份和恢復 313
12．4．5?觸摸屏的以太網參數(shù)設置 315
12．4．6?觸摸屏的畫面方向、設備信息、觸摸位置校準和許可信息的設置與查看 316
12．4．7?觸摸屏屏幕保護程序的設置 318
12．4．8?觸摸屏密碼的設置 318
12．4．9?觸摸屏傳送通道的開啟 319
12．4．10?觸摸屏聲音的設置 319
第 13 章?西門子WinCC組態(tài)軟件快速入門
13．1?WinCC flexible SMART V3軟件的安裝與卸載 320
13．1．1?系統(tǒng)要求 320
13．1．2?軟件的免費下載 321
13．1．3?軟件的安裝 321
13．1．4?軟件的啟動及卸載 325
13．2?用WinCC軟件組態(tài)一個簡單的項目 326
13．2．1?項目的創(chuàng)建與保存 326
13．2．2?組態(tài)變量 328
13．2．3?組態(tài)畫面 330
13．2．4?項目的模擬運行 334
第 14 章?WinCC軟件常用對象及功能的使用舉例
14．1?IO域的使用舉例 336
14．1．1?組態(tài)任務 336
14．1．2?組態(tài)過程 336
14．1．3?運行測試 340
14．2?按鈕的使用舉例 340
14．2．1?組態(tài)任務 340
14．2．2?組態(tài)過程 341
14．2．3?運行測試 344
14．3?文本列表和圖形列表的使用舉例 345
14．3．1?組態(tài)任務 345
14．3．2?組態(tài)過程 345
14．3．3?運行測試 350
14．4?變量控制對象動畫的使用舉例 351
14．4．1?組態(tài)任務 351
14．4．2?組態(tài)過程 352
14．4．3?運行測試 355
14．4．4?仿真調試 355
14．5?指針變量的使用舉例 356
14．5．1?組態(tài)任務 356
14．5．2?組態(tài)過程 357
14．5．3?運行測試 360
14．6?開關和繪圖工具的使用舉例 361
14．6．1?組態(tài)任務 361
14．6．2?組態(tài)過程 362
14．6．3?運行測試 366
14．7?報警功能的使用舉例 366
14．7．1?報警基礎知識 366
14．7．2?組態(tài)任務 368
14．7．3?組態(tài)過程 368
14．7．4?運行測試 373
14．8?棒圖和趨勢圖的使用舉例 374
14．8．1?組態(tài)任務 374
14．8．2?組態(tài)過程 375
14．8．3?運行測試 379
14．9?畫面的切換使用舉例 380
14．9．1?建立畫面 380
14．9．2?用拖放生成按鈕的方式設置畫面切換 381
14．9．3?用按鈕配合畫面切換函數(shù)來實現(xiàn)指定畫面的切換 382
14．9．4?用按鈕配合畫面切換函數(shù)來實現(xiàn)任意編號畫面的切換 383
第 15 章?用觸摸屏操作和監(jiān)控PLC實戰(zhàn)
15．1?明確要求、規(guī)劃變量和線路 385
15．1．1?控制要求 385
15．1．2?選擇PLC和觸摸屏型號并分配變量 385
15．1．3?設備連接與電氣線路 385
15．2?編寫和下載PLC程序 386
15．2．1?編寫PLC程序 386
15．2．2?PLC與計算機的連接與設置 387
15．2．3?下載和上傳PLC程序 389
15．3?組態(tài)和下載觸摸屏畫面項目 391
15．3．1?創(chuàng)建觸摸屏畫面項目文件 391
15．3．2?組態(tài)觸摸屏與PLC的連接 392
15．3．3?組態(tài)變量 393
15．3．4?組態(tài)指示燈 393
15．3．5?組態(tài)按鈕 394
15．3．6?組態(tài)狀態(tài)值監(jiān)視器 397
15．3．7?組態(tài)說明文本 397
15．3．8?下載項目到觸摸屏 398
15．3．9?無法下載項目的常見原因及解決方法 400
15．3．10?用ProSave軟件更新觸摸屏版本 402
15．4?觸摸屏連接PLC實際操作測試 404
15．4．1?觸摸屏和PLC用網線通信的硬件連接與通信設置 404
15．4．2?觸摸屏和PLC用串口線通信的硬件連接與通信設置 405
15．4．3?觸摸屏連接PLC進行操作測試 406
附錄A?西門子S7-200 SMART CPU SR20/ST20 技術規(guī)范 409
附錄B?西門子S7-200 SMART CPU SR40/ST40/CR40技術規(guī)范 412