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目次
商品簡介
PLC是以微處理器技術、電子技術、網絡通信技術和先進可靠的工業手段為基礎，綜合了計算機技術、網絡通信和自動控制技術的一種新型的通用的自動控制裝置。它具有功能強、可靠性高、使用靈活方便、易于編程以及適于在工業環境下應用等一系列優點，在工業自動化、機電一體化、傳統產業技術改造等方面的應用越來越廣泛。
本書在介紹PLC基本原理的基礎上，重點對S7-300／400PLC的硬件、指令系統、編程環境、編程方法、程序結構、通信網絡等方面都作了較為系統深入的介紹。本書共11章，第1章介紹了PLC的發展、特點、組成及簡單工作原理；第2章分析了S7-3001400系列PLC的硬件系統及內部資源；第3章介紹了S7-300／400系列PLC的尋址方式和指令系統，并結合實例重點講解了語句表及梯形圖指令的使用方法；第4章介紹了STEP 7軟件的編程環境及PLC應用系統設計的內容和方法；第5章介紹了用STL、LAD及FBD進行編程的方法；第 6章介紹了數據結構及用戶程序結構；第7章在講解PLC的網絡通信基本原理的基礎上，系統地介紹了S7-300／400系列PLC的通信網絡系統；第8章介紹了PROFIBUS通信網絡的硬件、通信協議及網絡組態；第9章介紹了點對點通信的硬件、協議及其應用；第10和11章給出了大量的應用舉例。
本書既適用于初學者，又可作為工程技術人員的技術參考書和高校相關專業本科生和研究生的教材。
本書在介紹PLC基本原理的基礎上，重點對S7-300／400PLC的硬件、指令系統、編程環境、編程方法、程序結構、通信網絡等方面都作了較為系統深入的介紹。本書共11章，第1章介紹了PLC的發展、特點、組成及簡單工作原理；第2章分析了S7-3001400系列PLC的硬件系統及內部資源；第3章介紹了S7-300／400系列PLC的尋址方式和指令系統，并結合實例重點講解了語句表及梯形圖指令的使用方法；第4章介紹了STEP 7軟件的編程環境及PLC應用系統設計的內容和方法；第5章介紹了用STL、LAD及FBD進行編程的方法；第 6章介紹了數據結構及用戶程序結構；第7章在講解PLC的網絡通信基本原理的基礎上，系統地介紹了S7-300／400系列PLC的通信網絡系統；第8章介紹了PROFIBUS通信網絡的硬件、通信協議及網絡組態；第9章介紹了點對點通信的硬件、協議及其應用；第10和11章給出了大量的應用舉例。
本書既適用于初學者，又可作為工程技術人員的技術參考書和高校相關專業本科生和研究生的教材。
目次
前言
第1章 緒論
1.1 PLC的發展概況
1.1.1 PLC的由來
1.1.2 PLC的發展簡史
1.1.3 PLC的發展趨勢
1.2 PLC的功能及應用
1.2.1 PLC的功能
1.2.2 PLC的應用
1.3 PLC的分類和特點
1.3.1 PLC的分類
1.3.2 PLC的特點
1.4 PLC的組成及工作原理
1.4.1 PLC的基本組成
1.4.2 PLC的簡單工作原理
1.5 S7系列PLC概述
1.6 PLC控制系統的設計原則、內容和步驟
第2章 S7-300／400的硬件系統及內部資源
2.1 硬件系統基本構成
2.1.1 概述
2.1.2 S7-300／400 PLC的組成
2.1.3 S7-300／400 PLC的結構
2.2 CPU模塊及性能特點
2.2.1 S7-300的CPU模塊
2.2.2 S7-400的CPU模塊
2.3 輸入／輸出模塊及模塊地址的確定
2.3.1 S7-300 PLC的信號模塊
2.3.2 S7-400 PLC的信號模塊
2.3.3 模塊診斷與過程中斷
2.3.4 信號模塊地址的確定
2.4 S7-300／400 PLC的內部資源
2.4.1 裝載存儲區
2.4.2 工作存儲區
2.4.3 系統存儲區
2.4.4 外設I／O存儲區與累加器
2.4.5 狀態字寄存器
2.4.6 系統存儲器區域的劃分及功能
2.5 分布式I／O
第3章 S7-300／400 PLC的指令系統
3.1 編程語言及瞰程序結構
3.1.1 SREP 7的編程語言概述
3.1.2 PLC的程序結構概述
3.2 S7-300／400指令系統的基本知識
3.2.1 數制
3.2.2 數據類型
3.2.3 參數類型
3.2.4 數據的格式標記
3.2.5 指令的基本組成
3.2.6 操作數
3.2.7 尋址方式
3.3 S7-300／400 PLC的指令系統
3.3.1 位邏輯指令
3.3.2 數據處理指令
3.3.3 計數器與定時器指令
3.3.4 算術運算指令
3.3.5 程序控制指令
3.3.6 數據塊指令
3.3.7 邏輯控制指令
3.3.8 其他指令
3.4 編程舉例
3.4.1 STL編程
3.4.2 LAD編程
第4章 STEP 7編程環境及PLC應用系統設計
4.1 S7-300／400 PLC應用系統設計概述
4.1.1 PLC應用系統的硬件設計
4.1.2 PLC應用系統的軟件設計
4.2 STEP7概述
4.2.1 STEP 7的標準軟件包
4.2.2 人機接口
4.3 STEP 7的啟動
4.4 創建與編輯項目
4.4.1 利用STEP 7創建項目的步驟
4.4.2 項目結構
4.4.3 創建項目
4.4.4 編輯項目
4.5 硬件組態
4.5.1 硬件組態的任務與步驟
4.5.2 CPU的參數設置
4.5.3 I／O模塊的參數設置
4.6 定義符號
4.6.1 共享符號與局域符號
4.6.2 符號表
4.7 邏輯塊的生成
4.7.1 建立邏輯軟件塊
4.7.2 編輯變量聲明表
4.7.3 編輯語句和文字注釋時的注意事項
4.7.4 編制并輸入程序
4.8 刷新塊調用與邏輯塊存盤
4.9 顯示參考數據
4.9.1 參考數據類型
4.9.2 參考數據的使用
4.10 下載與上傳
4.10.1 在線連接的建立與在線操作
4.10.2 下載
4.10.3 上傳
4.11 程序的調試
4.11.1 PLC應用系統的調試
4.11.2 用變量表調試程序
4.11.3 用程序狀態功能調試程序
4.12 故障診斷
4.12.1 診斷硬件和故障診斷
4.12.2 用快速視窗診斷硬件
4.12.3 用診斷視窗診斷硬件
4.12.4 模塊信息功能
4.12.5 在停機模式下診斷
4.13 PLC應用系統設計實例
第5章 利用STEP 7編輯邏輯塊
5.1 程序布局及編程規則
5.1.1 梯形圖
5.1.2 語句表
5.1.3 功能塊圖
5.2 在OBI中創建程序
5.2.1 編程的準備工作
5.2.2 用梯形邏輯編程OBI
5.2.3 用語句表編程OBI
5.2.4 用功能塊圖編程OBI
5.3 創建一個有功能塊和數據塊的程序
5.3.1 創建并打開功能塊
5.3.2 生成背景數據塊并修改實際值
5.3.3 編程塊調用
5.4 編程一個功能
5.4.1 創建并打開功能
5.4.2 在OBI中調用功能
第6章 S7-300／400的用戶程序結構
6.1 CPU中的程序
6.2 用戶程序
6.2.1 程序塊
6.2.2 堆棧
6.2.3 編程方式
6.3 功能塊與功能的調用
6.3.1 局域數據類型
6.3.2 功能塊與功能的調用
6.3.3 功能塊調用編程舉例
6.4 數據塊與數據結構
6.4.1 數據塊的生成
6.4.2 數據塊中的數據結構
6.4.3 多重背景
6.4.4 創建并打開功能塊FB10
6.4.5 編程多重背景功能塊FB10
6.4.6 生成多重背景數據塊DB10
6.4.7 在OB1中調用多重背景
6.5 組織塊與中斷處理
6.5.1 中斷的基本概念
6.5.2 組織塊的變量聲明表
6.5.3 用于中斷程序處理的組織塊
6.5.4 日期時鐘中斷組織塊OB10～OB17
6.5.5 時間延遲中斷組織塊OB20～OB23
6.5.6 循環中斷組織塊OB30～OB38
6.5.7 硬件中斷組織塊OB40～0847
6.5.8 背景組織塊OB90
6.5.9 啟動組織塊OB100／OB101／OB102
6.5.10 故障處理組織塊OB70-OB87／OB121-OBl22
第7章 PLC的通信與網絡
7.1 PLC控制網絡的基本特點和通信功能
7.2 數據通信
7.2.1 數據傳輸方式的分類
7.2.2 線路通信方式和傳輸速率
7.2.3 差錯控制方式和檢錯碼
7.2.4 傳輸介質
7.2.5 串行通信接口標準
7.3 工業局域網概述
7.3.1 計算機網絡簡介
7.3.2 局域網的基本知識
7.3.3 現場總線概述
7.4 S7-300／400 PLC的通信網絡概述
7.4.1 工廠自動化系統網絡
7.4.2 S7-3001400 PLC的通信網絡
7.5 工業以太網
7.5.1 概述
7.5.2 工業以太網的網絡部件
7.5.3 工業以太網的交換機技術
7.5.4 自適應與冗余網絡
7.5.5 工業以太網的網絡方案
7.6 MPI網絡
7.6.1 概述
7.6.2 全局數據通信
7.6.3 MPI網絡的組建
7.6.4 利用SIEP 7組態MPI通信網絡
7.6.5 事件驅動的GD通信
7.6.6 不用GD通信組態的.MPI通信
7.7 AS-i網絡
7.7.1 概述
7.7.2 AS-i網絡部件
7.7.3 AS-i的工作模式
7.7.4 AS-i的通信方式
第8章 PROFIBUS通信網絡
8.1 概述
8.2 PROFIBUS的物理層
8.2.1 物理層概述
8.2.2 PROFIBUS-DP／FMS的物理層協議
8.2.3 PROFIBUS-PA的物理層協議
8.3 PROFlBus的通信協議
8.3.1 總線存取協議
8.3.2 PROF1BUS-DP
8.3.3 PROFIBUS-PA
8.3.4 PROFIBUS-FMS
8.3.5 PROFIBUS網絡的配置方案
8.4 PROFIBUS的網絡部件
8.4.1 PROF[BUS的通信處理器模塊
8.4.2 PROFIBUS的其他網絡部件
8.5 利用STEP7組態PROFIBUS-DP通信網絡
8.5.1 總線行規
8.5.2 PROFIBUS-DP網絡的組態
8.5.3 主站與DP從站間主從通信的組態
8.5.4 直接數據交換通信的組態
8.6 系統功能與系統功能塊在PROFlBUS通信中的應用
8.6.1 用于PROFIBUS通信的SFC與SFB
8.6.2 SFC／SFB在PROFlBUS中的應用舉例
第9章 點對點通信
9.1 點對點通信的硬件
9.1.1 S7-300C集成的PtP通信接口
9.1.2 通信處理器
9.2 點對點通信協議
9.2.1 ASCII.Driver通信協議
9.2.2 3964(R)通信協議
9.2.3 RK-512通信協議
9.3 點對點通信在用戶程序中的實現
9.3.1 調用系統功能塊概述
9.3.2 ASCII／3964(R)的通信功能
9.3.3 RK-512的通信功能
9.3.4 用于PIP通信處理器的功能塊
9.3.5 利用系統功能塊編程
第10章 PLC的模擬量控制及系統抗干擾設計
10.1 PID算法的模擬量閉環控制
10.2 PIC實現的模糊控制器
10.3 PLC的大時滯溫度對象的動態矩陣控制
10.4 PLC控制系統的抗干擾措施
10.5 PLC控制系統的穩定性分析與提高
第11章 PLC控制系統綜合應用實例
11.1 S7-400 PLC在熱電廠自動控制系統中的應用
11.2 S7-300 PLC在胎面聯動線控制系統中的應用
11.3 S7-300 PM在污水處理系統中的應用
11.4 S7-400 PM在高速卷煙機中的應用
11.5 S7-300 PLC在自來水廠自動控制中的應用
附錄
附錄A 所有語句表指令
附錄B 組織塊、系統功能與系統功能塊
附錄C 常用縮略語
參考文獻
第1章 緒論
1.1 PLC的發展概況
1.1.1 PLC的由來
1.1.2 PLC的發展簡史
1.1.3 PLC的發展趨勢
1.2 PLC的功能及應用
1.2.1 PLC的功能
1.2.2 PLC的應用
1.3 PLC的分類和特點
1.3.1 PLC的分類
1.3.2 PLC的特點
1.4 PLC的組成及工作原理
1.4.1 PLC的基本組成
1.4.2 PLC的簡單工作原理
1.5 S7系列PLC概述
1.6 PLC控制系統的設計原則、內容和步驟
第2章 S7-300／400的硬件系統及內部資源
2.1 硬件系統基本構成
2.1.1 概述
2.1.2 S7-300／400 PLC的組成
2.1.3 S7-300／400 PLC的結構
2.2 CPU模塊及性能特點
2.2.1 S7-300的CPU模塊
2.2.2 S7-400的CPU模塊
2.3 輸入／輸出模塊及模塊地址的確定
2.3.1 S7-300 PLC的信號模塊
2.3.2 S7-400 PLC的信號模塊
2.3.3 模塊診斷與過程中斷
2.3.4 信號模塊地址的確定
2.4 S7-300／400 PLC的內部資源
2.4.1 裝載存儲區
2.4.2 工作存儲區
2.4.3 系統存儲區
2.4.4 外設I／O存儲區與累加器
2.4.5 狀態字寄存器
2.4.6 系統存儲器區域的劃分及功能
2.5 分布式I／O
第3章 S7-300／400 PLC的指令系統
3.1 編程語言及瞰程序結構
3.1.1 SREP 7的編程語言概述
3.1.2 PLC的程序結構概述
3.2 S7-300／400指令系統的基本知識
3.2.1 數制
3.2.2 數據類型
3.2.3 參數類型
3.2.4 數據的格式標記
3.2.5 指令的基本組成
3.2.6 操作數
3.2.7 尋址方式
3.3 S7-300／400 PLC的指令系統
3.3.1 位邏輯指令
3.3.2 數據處理指令
3.3.3 計數器與定時器指令
3.3.4 算術運算指令
3.3.5 程序控制指令
3.3.6 數據塊指令
3.3.7 邏輯控制指令
3.3.8 其他指令
3.4 編程舉例
3.4.1 STL編程
3.4.2 LAD編程
第4章 STEP 7編程環境及PLC應用系統設計
4.1 S7-300／400 PLC應用系統設計概述
4.1.1 PLC應用系統的硬件設計
4.1.2 PLC應用系統的軟件設計
4.2 STEP7概述
4.2.1 STEP 7的標準軟件包
4.2.2 人機接口
4.3 STEP 7的啟動
4.4 創建與編輯項目
4.4.1 利用STEP 7創建項目的步驟
4.4.2 項目結構
4.4.3 創建項目
4.4.4 編輯項目
4.5 硬件組態
4.5.1 硬件組態的任務與步驟
4.5.2 CPU的參數設置
4.5.3 I／O模塊的參數設置
4.6 定義符號
4.6.1 共享符號與局域符號
4.6.2 符號表
4.7 邏輯塊的生成
4.7.1 建立邏輯軟件塊
4.7.2 編輯變量聲明表
4.7.3 編輯語句和文字注釋時的注意事項
4.7.4 編制并輸入程序
4.8 刷新塊調用與邏輯塊存盤
4.9 顯示參考數據
4.9.1 參考數據類型
4.9.2 參考數據的使用
4.10 下載與上傳
4.10.1 在線連接的建立與在線操作
4.10.2 下載
4.10.3 上傳
4.11 程序的調試
4.11.1 PLC應用系統的調試
4.11.2 用變量表調試程序
4.11.3 用程序狀態功能調試程序
4.12 故障診斷
4.12.1 診斷硬件和故障診斷
4.12.2 用快速視窗診斷硬件
4.12.3 用診斷視窗診斷硬件
4.12.4 模塊信息功能
4.12.5 在停機模式下診斷
4.13 PLC應用系統設計實例
第5章 利用STEP 7編輯邏輯塊
5.1 程序布局及編程規則
5.1.1 梯形圖
5.1.2 語句表
5.1.3 功能塊圖
5.2 在OBI中創建程序
5.2.1 編程的準備工作
5.2.2 用梯形邏輯編程OBI
5.2.3 用語句表編程OBI
5.2.4 用功能塊圖編程OBI
5.3 創建一個有功能塊和數據塊的程序
5.3.1 創建并打開功能塊
5.3.2 生成背景數據塊并修改實際值
5.3.3 編程塊調用
5.4 編程一個功能
5.4.1 創建并打開功能
5.4.2 在OBI中調用功能
第6章 S7-300／400的用戶程序結構
6.1 CPU中的程序
6.2 用戶程序
6.2.1 程序塊
6.2.2 堆棧
6.2.3 編程方式
6.3 功能塊與功能的調用
6.3.1 局域數據類型
6.3.2 功能塊與功能的調用
6.3.3 功能塊調用編程舉例
6.4 數據塊與數據結構
6.4.1 數據塊的生成
6.4.2 數據塊中的數據結構
6.4.3 多重背景
6.4.4 創建并打開功能塊FB10
6.4.5 編程多重背景功能塊FB10
6.4.6 生成多重背景數據塊DB10
6.4.7 在OB1中調用多重背景
6.5 組織塊與中斷處理
6.5.1 中斷的基本概念
6.5.2 組織塊的變量聲明表
6.5.3 用于中斷程序處理的組織塊
6.5.4 日期時鐘中斷組織塊OB10～OB17
6.5.5 時間延遲中斷組織塊OB20～OB23
6.5.6 循環中斷組織塊OB30～OB38
6.5.7 硬件中斷組織塊OB40～0847
6.5.8 背景組織塊OB90
6.5.9 啟動組織塊OB100／OB101／OB102
6.5.10 故障處理組織塊OB70-OB87／OB121-OBl22
第7章 PLC的通信與網絡
7.1 PLC控制網絡的基本特點和通信功能
7.2 數據通信
7.2.1 數據傳輸方式的分類
7.2.2 線路通信方式和傳輸速率
7.2.3 差錯控制方式和檢錯碼
7.2.4 傳輸介質
7.2.5 串行通信接口標準
7.3 工業局域網概述
7.3.1 計算機網絡簡介
7.3.2 局域網的基本知識
7.3.3 現場總線概述
7.4 S7-300／400 PLC的通信網絡概述
7.4.1 工廠自動化系統網絡
7.4.2 S7-3001400 PLC的通信網絡
7.5 工業以太網
7.5.1 概述
7.5.2 工業以太網的網絡部件
7.5.3 工業以太網的交換機技術
7.5.4 自適應與冗余網絡
7.5.5 工業以太網的網絡方案
7.6 MPI網絡
7.6.1 概述
7.6.2 全局數據通信
7.6.3 MPI網絡的組建
7.6.4 利用SIEP 7組態MPI通信網絡
7.6.5 事件驅動的GD通信
7.6.6 不用GD通信組態的.MPI通信
7.7 AS-i網絡
7.7.1 概述
7.7.2 AS-i網絡部件
7.7.3 AS-i的工作模式
7.7.4 AS-i的通信方式
第8章 PROFIBUS通信網絡
8.1 概述
8.2 PROFIBUS的物理層
8.2.1 物理層概述
8.2.2 PROFIBUS-DP／FMS的物理層協議
8.2.3 PROFIBUS-PA的物理層協議
8.3 PROFlBus的通信協議
8.3.1 總線存取協議
8.3.2 PROF1BUS-DP
8.3.3 PROFIBUS-PA
8.3.4 PROFIBUS-FMS
8.3.5 PROFIBUS網絡的配置方案
8.4 PROFIBUS的網絡部件
8.4.1 PROF[BUS的通信處理器模塊
8.4.2 PROFIBUS的其他網絡部件
8.5 利用STEP7組態PROFIBUS-DP通信網絡
8.5.1 總線行規
8.5.2 PROFIBUS-DP網絡的組態
8.5.3 主站與DP從站間主從通信的組態
8.5.4 直接數據交換通信的組態
8.6 系統功能與系統功能塊在PROFlBUS通信中的應用
8.6.1 用于PROFIBUS通信的SFC與SFB
8.6.2 SFC／SFB在PROFlBUS中的應用舉例
第9章 點對點通信
9.1 點對點通信的硬件
9.1.1 S7-300C集成的PtP通信接口
9.1.2 通信處理器
9.2 點對點通信協議
9.2.1 ASCII.Driver通信協議
9.2.2 3964(R)通信協議
9.2.3 RK-512通信協議
9.3 點對點通信在用戶程序中的實現
9.3.1 調用系統功能塊概述
9.3.2 ASCII／3964(R)的通信功能
9.3.3 RK-512的通信功能
9.3.4 用于PIP通信處理器的功能塊
9.3.5 利用系統功能塊編程
第10章 PLC的模擬量控制及系統抗干擾設計
10.1 PID算法的模擬量閉環控制
10.2 PIC實現的模糊控制器
10.3 PLC的大時滯溫度對象的動態矩陣控制
10.4 PLC控制系統的抗干擾措施
10.5 PLC控制系統的穩定性分析與提高
第11章 PLC控制系統綜合應用實例
11.1 S7-400 PLC在熱電廠自動控制系統中的應用
11.2 S7-300 PLC在胎面聯動線控制系統中的應用
11.3 S7-300 PM在污水處理系統中的應用
11.4 S7-400 PM在高速卷煙機中的應用
11.5 S7-300 PLC在自來水廠自動控制中的應用
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附錄A 所有語句表指令
附錄B 組織塊、系統功能與系統功能塊
附錄C 常用縮略語
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