一步一步学PLC编程 （西门子 STEP7）

一步一步学PLC编程 （西门子 STEP7），介绍了（西门子 STEP7）的原理，主要指令，及开发。教你做项目步一步学PLc编程西门子 STEPT)陶飞张越编著忄图咆力出照社CHINA ELECTRIC POWER PRESS内容提要本书从入门和工程实际角度出发,以目前工业自动化控制系统中应用较多的西门子S7-300系列PLC为例,手把手教读者怎样用P1C进行工业控制和项目设计。本书第一、二章介绍了西门子S7-300系列PIC的硬件系统,第三、四章用大量的篇幅介绍了STEP7的编程环境和编程技巧,第五~八章为读者展示了几个常用的例程,一步一步教读者创建项目、使用STEP7进行程序的编制和通信。在这些例程的讲述过程中把必要的知识点贯穿其中,让读者一学就会,拿来就用。本书由一线工程师团队倾力打造,内容通俗易懂、注重实际、强调应用、重点突出,可供电气自动化及相关工程技术人员自学使用,也可作为大中专院校相关专业师生的参考资料及培训用书。图书在版编目(CIP)数据步步学PC编程.西门子SIHP/陶飞,张越编著.一北京:中国电力出版社,20139手把手教你做项目)ISBN978-7-5123-4430-3.①陶…②张…Ⅲ.①plc技术一程序设计Ⅳ.①TM571.6中国版本图书馆CIP数据核字(2013)第095110号中国电力出版社出版、发行(北京市东城区北京站西街19号1000htp://www,ceppsgcc.comcn)航远印刷有限公司印刷各地新华书店经售2013年9月第一版2013年9月北京第一次印刷787毫米×1092毫米16开本18印张438千字印数0001-3000册定价45.00元敬告读者本书封底贴有防伪标签,刮开涂层可查询真伪本书如有印装质量问题,我社发行部负责退换版权专有翻印必究3把國你做项目一步一步学PLC编程(西门子STEP7)前言STEP7是西门子公司的一款PIC编程软件,本书以西门子S7-300系列PC作为硬件基础来为读者说明S7-300系列PIC组建的自动控制系统是如何实现自动化的。在逐步了解了STEP7的编程环境以后,使读者一步一步的掌握和精通西门子S7-300系列PIC项目的开发和程序的编制。本书第一章详细描述了PIC的内部结构、原理和选型方法,并在读者的脑中构建出一个全自动化的西门子PIC控制系统,使读者对西门子PLC控制系统前期的项目设计和电气接线、中期的程序编制以及后期的项目调试和仿真都有个比较清晰的思路。第一章的最后还分类介绍了自动控制系统在生产过程中所遇到的温度、流量、压力等各种物理量在工程中的处理方法,包括产生这些物理量的特定元件的接线、信号转换。只有掌握了这些特定的功能元件的基础知识,才能更好地完成自动化生产任务第二章从工程实际应用的角度出发,对西门子S7-300系列PIC的基本组成、基本功能、安装、配置、IO说明、通信以及选型等进行了全面、通俗易懂的讲解,更重要的是让读者理解S7-300系列PLC编程的架构和扩展系统的方法。第三章和第四章叙述了STEP7编程软件的安装和卸载的方法,并精讲了STEP7中软元件的含义、标签的概念、模块的寻址及编程基础与编程技巧。第五章围绕西门子S7-300系列PIC控制电动机运行和控制变频器使电动机按照工艺的要求运行这两个核心内容展开,手把子教读者做项目,一步一步教读者学STEP7编程,省略了大段的原理和结构的叙述,以项目中需要用到的知识点为重点,介绍了西门子S7-300系列PLC在这两个项目中是如何处理数字量和模拟量这两种信号的,同时演示了如何创建STEP7控制的项目、电气接线、PIC端口的配线、STEP7程序的编制和仿真等,让读者能够尽快熟练地掌握STEP7的程序编制方法和变量强制的技巧。本章第三节编著者编辑了一些实用的工程项目控制程序,从不同角度出发说明了不同工艺项目中的程序编制技巧。第六章首先介绍了网络通信的通用知识,并在讲解了西门子S7-300系列PIC的通信硬件和通信形式之后,通过西门子S7-300系列PIC常用的MPI、以太网和 PROFIBUS DP的通信案例的分析,帮助读者熟悉和掌握西门子S7-300系列PC的数据通信。编著者在第七章介绍了STEP7编程软件中的常用指令,并在第八章中运用这些指令编制了一些典型的控制程序,这些程序具有最大程度的可移植性,在以后的工程实践中,读者可以选择这些已经编制好的典型应用程序,只做相应的简单修改后便可直接应用于工程,这样可以减少项目设计和开发的工作量。本书在编写过程中,王峰峰、戚业兰、陈友、王伟、张振英、于桂芝、葛晓海、袁静、董玲玲、何俊龙提供了许多资料,张振英和于桂芝参加了本书文稿的整理和校对工作,在此一并表示感谢。限于编著者水平和时间,书中难免有疏漏之处,希望广大读者多提宝贵意见。编著者把巴锁你做项目一步一步学PLC编程(西门子STEP7)目录前言第一章PLC的原理与相关知识第一节你了解PLC的内部结构吗∴第二节PLC的功能与特点……1156第三节在你脑中构建西门子过程自动化系统………第四节不得不会的与PLC相关的知识点第五节PLC的选型与系统配置要点……………………………………17第二章西门子S7-300系列PLC的硬件………………………………20第一节西门子S7-300系列PC的特点…………………………20第二节硬件组件与功能介绍……………20第三节细说PC的硬件………………………………………………………22第四节硬件安装,,垂,,,、,,,(,、,,浦和,,·浦涂和国非串1丰34第五节硬件接线……………37第六节亲自动手拆卸更换PC硬件吧…第七节硬件结构及扩展方式…50第三章 SIMATIC管理器…………52第一节安装编程软件STEP7的软硬件要求………………………………………52第二节STEP7的安装有技巧……………………………………52第三节 SIMATIC工具纵横谈………57第四章SEP7的编程基础66第—节STEP7的程序结构是这样的………………………………………66第二节CPU中的程序…………………,世世t“世67第三节详解STEP7中的各种块68第四节必须掌握的STEP7数据类型………………………………………75第五节变量是很重要的编程元素有着和果,,,是79第六节系统存储区和寻址方式…………………………………………81第七节STEP的编程语言………………………………………………86第五章手把手教你做工程第一节PLC控制电动机启动运行的项目集锦(数字量)第二节中型系统的变频器控制项目(模拟量)………144第三节有用的项目操作集锦168第六章手把手教你做通信176第一节网络通信的基本知识……………………176第二节手把手教你做通信——MPl……………182第三节手把手教你做通信—— PROFIBUS-DP…………………199第四节手把手教你做通信——以太网225第七章SIEP7指令在程序中的应用1面…245第一节位指令详述与应用……245第二节数据装载与内部继电器指令详述与应用……………………………………254第三节比较指令详述与应用………………………………………………258第四节定时器指令详述与应用,···什····世世…258第五节计数器指令详述与应用62第八章典型控制程序……266第一节开环电路之门铃控制266第二节自保持程序………………………………………………………………268第三节互锁程序268第四节时间电路程序269第五节分频电路程序…………………………………………………………………271第六节振荡电路程序………………………………………………272第七节为连续的存储区域赋初值““,“++……………………………………276第八节两地控制照明灯的开和关的程序277参考文献……279多把巴亨瞪你做项目一步一步学PLC编程(西门子STEP7)第一章PLC的原理与相关知识可编程控制器( Programmable Logic Controller),简称PC,是一种数字运算操作的电子系统,是为工业环境应用而专门设计制造的计算机,主要用于代替继电器实现逻辑控制,是当今机械电气控制中技术水平最高和应用最广泛的电器之一。它具有PI、A/D转换、D/A转换、算术运算、数字量智能控制、监控及通信联网等多方面的功能,还具有丰富的输人/输出接口和较强的驱动能力等。另外,PLC已经逐渐变成了一种实际意义上的工业控制计算机,广泛应用于机电控制、电气控制、数据采集等多个领域。PIC并不是针对某一具体的行业应用而设计的,其灵活标准的配置能够适应工业上的各种控制。随着计算机技术的发展,PC的功能不断扩展和完善,现在已经远远超出了逻辑控制的范围目前,PIC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、交通、化工、纺织、塑胶、电力、机械制造和文化娱乐等各行各业。国内比较常用的PLC品牌有西门子、施耐德、AB、欧姆龙、三菱和台达等。本书将在步以后的章节中重点介绍西门子( SIMATIC)STEP7编程软件支持的西门子S7-300系列步PIC硬件、编程思想、工业系统设计思路以及编程经验与技巧,并将结合PIC的硬件结构学工作原理及编程语言,帮助读者解决各种工业设计和应用上的问题。PLC的设计理念是将计算机系统的功能完备、灵活、通用与继电器控制系统的简单易西懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来:制造出的一种新型的工业控制设备。门由于PLC属于程序控制方式,其控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的。也就是说,如果要对控制功能加以修改,读者只需要改变软件指令就可以实现,不需要过多地改变硬件,这样就能够实现硬件的软件化管理。第一节你了解門C的内部结构吗PIC由CPU、电源、输入电路、输岀电路、存储器和通信接口电路几大部分组成,其结构如图1-1所示。CPUPLC的CPU实际上就是中央处理器,能够进行各种数据的运算和处理,将各种输入信号输入存储器,然后进行逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网以及各种应用指令。对编制的程序进行编译、执行指令,把结果送到输出端,去响应各种外部设备的请求。子巴你儆项目编程装置外设接ROM|RAM后备电池计算机口扩展口扩展单元[其他外设输出映射输接受现场信号输入出驱动受控元件输入映射「电源部件图1-1PIC的内部结构图存储器PLC系统中的存储器主要用于在放系统程序、用户程序和工作状态数据,PIC的存储器包括系统程序存储器和用户存储器。1.系统程序存储器(ROMROM用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据,PIC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中,用户不能更改。2.用户存储器(RAMRAM包括用户程序存储器(程序区)和数据存储器(数据区)两部分。RAM存储各种暂存数据、中间结果和用户程序,这类存储器一般由低功耗的 CMOSRAM构成,其中步的存储内容可读出并更改。掉电会丢失存储的内容,一般用锂电池来保持。也就是说,用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务,采用PIC编程语言编写的各种用户程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同(可以是RA编 EPROM或 EEPROM存储器),其内容可以由用户修改或增删。用户数据存储器可以用来西存放(记忆)用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数据等。用户存储器的大小关系到子用户程序容量的大小,是反映PLC性能的重要指标之一PIC为了便于读出、检查和修改,用户程序一般存于CMOS静态RAM中,用锂电池作为后备电源,以保证掉电时不会丢失信息。存放在RAM中的工作数据是PIC运行过程中经常变化和经常存取的一些数据,用来适应随机存取的要求。在PIC的工作数据存储器中,设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和行情况而确定的。根据需要,部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。开关量输入/输出接口(I/O口)开关量的输人/输出接口(I/O口)是与工业生产现场控制电器相连接的接口。开关量的输入/输出接口采用光电隔离和RC滤波,实现了PC的内部电路与外部电路的电气隔离,并减小电磁干扰,同时满足工业现场各类信号的匹配要求。例如,开关量输入接口电路采用光电耦合电路,将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。2