西門子PLC精通案例教程（簡體書）

本書根據職業教育的特點，實現“做中學”和“學中做”相結合的教學理念，設計了七大教學項目，主要內容包括PLC運動控制技術概述、料車卷揚調速系統的變頻調速控制、物品分選系統的位置控制、工業攪拌系統的PLC控制、鋼鐵生產脫硫噴吹系統的PLC網絡控制、WinCC在礦井提升機控制系統中的應用和PLC控制系統的設計與實踐，每個項目包含2～4個工作任務，項目內容包括學習目標、任務分配、任務實施、考核與評價等多個方面內容，並且提供知識準備。本書通過這7個教學項目，將相關原理與實踐相結合，使學生在實際操作中理解PLC的基本原理並掌握編程應用技巧。本書既可作為中職和高職工業機器人專業、機電專業、電子專業、自動化專業及機械專業的教材，也可作為企業的培訓用書，還可作為廣大PLC愛好者的自學教材。

連碩教育教材編寫組，是深圳市連碩教育投資管理有限公司為編寫培訓教材而組建的團隊，團隊成員來自于高校、科研機構以及系統集成應用企業，都是工業機器人領域的資深人士，具備豐富的教學培訓和企業工作經驗。深圳市連碩教育投資管理有限公司是一家聚焦智能製造人才培養、就業服務、提供智能製造解決方案與售後服務的國家高新技術企業。公司是上市公司的全資子公司，旗下擁有深圳市連碩機器人職業培訓中心等多家子公司和投資控股合作企業、大型智能製造人才基地。公司依託連碩智能製造職教集團和連碩智能製造人才服務平臺，致力於探索中國式“雙元制”和“現代學徒制”培養模式，混合制辦學體制，並積極參與國家“一帶一路”戰略佈局發展，為沿線國家輸出人才培養模式、提供智慧教育產品和教育服務。

前 言

S7-300通用控制器是由德國西門子公司專門設計用於製造行業，特別是汽車和包裝行業的一款中型可編程控制器。SIMATIC控制器有眾多產品，而S7-300因其卓越的性能、簡潔的模塊化結構、強大的通信及擴展能力成為SIMATIC家族中的佼佼者，出現在各行各業的中小控制系統中。
S7-300所用編程軟件為STEP 7，編程方式為歐美系列PLC的典型代表。根據市場上工程師的反映可知，學會西門子S7-300 PLC的編程，歐美系列的PLC就很容易上手。對於PLC初學者或以前接觸的是日系PLC的技術人員，第一次接觸西門子S7-300時也許會感到無從下手，甚至感覺很難。為此，我們在編寫本書的時候，根據長期的教學經驗和實際項目工程的實踐總結，針對性地挑選了一些經典案例，從硬件選型組態、I/O地址分配、結構化的程序編程、網絡控制中的通信設置，以及WinCC組態應用等方面做了闡述。希望本書能夠幫助廣大讀者學到相關的知識。
本書共分7章，每章中都提供一些案例，這些案例都是從實際項目中挑選出來的。但是為了教學的需要，硬件組態或程序編程中有些部分做了刪減。因此，文中的案例只可作為教學參考，不可直接應用于實際項目開發中，以免造成不必要的人身及財產傷害。
由於編者水平有限，書中難免有疏忽或錯誤之處，敬請各位讀者批評指正。

編著者

目 錄
第1章 PLC運動控制技術概述 1
1.1 PLC的發展概況 3
1.1.1 PLC的產生 3
1.1.2 PLC的發展歷史 3
1.1.3 PLC的發展趨勢 4
1.2 PLC的分類及特點 8
1.2.1 PLC的分類 8
1.2.2 PLC的特點 10
1.2.3 PLC的應用 12
1.3 PLC的結構與工作原理 16
1.3.1 PLC的基本結構 16
1.3.2 PLC的工作原理 19
1.4 S7系列PLC簡介 24
第2章 料車卷揚調速系統的變頻調速控制 33
2.1 系統概述 34
2.2 變頻器及主要設備的選擇 38
2.3 變頻調速系統的設計 42
2.4 西門子變頻器的操作與應用 48
第3章 物品分選系統的位置控制 68
3.1 系統概述 70
3.2 S7-300 PLC的硬件組態 75
3.2.1 S7-300 PLC的結構 75
3.2.2 S7-300 PLC的組成 78
3.3 S7-300 PLC硬件模塊的安裝與編址 82
3.3.1 S7-300 PLC硬件模塊的安裝 82
3.3.2 S7-300 PLC的編址 85
3.4 在STEP 7中組態S7-300 PLC 89
3.4.1 S7-300 PLC硬件組態實例 90
3.4.2 I/O模塊參數設置 99
第4章 工業攪拌系統的PLC控制 108
4.1 系統概述 109
4.2 編程方法 120
4.2.1 結構化編程 120
4.2.2 用戶程序中的塊 121
4.3 功能塊與功能的調用 127
4.3.1 功能塊的組成 127
4.3.2 功能塊局部變量聲明 128
4.3.3 功能塊與功能的應用舉例 130
4.4 數據塊 136
4.4.1 數據塊的分類及使用 136
4.4.2 建立數據塊 137
4.5 結構化程序設計 144
4.5.1 邏輯塊的編程 144
4.5.2 功能塊的編程 150
第5章 鋼鐵生產脫硫噴吹系統的PLC網絡控制 157
5.1 系統概述 158
5.1.1 系統的網絡結構及配置 159
5.1.2 PLC程序設計 161
5.1.3 變頻器參數設置及系統分析 163
5.2 PROFIBUS現場總線 169
5.2.1 PROFIBUS的主要構成 169
5.2.2 PROFIBUS協議及通信方式 170
5.2.3 PROFIBUS的數據傳輸與總線拓撲 176
5.2.4 PROFIBUS-DP 179
5.2.5 如何建立DP主從通信 184
5.2.6 如何通過DP連接遠程I/O站和模擬量模塊 192
5.2.7 如何實現S7-300 PLC與MM變頻器之間的DP通信 200
5.2.8 如何用普通網卡實現計算機與S7-300 PLC的通信 205
5.2.9 如何實現S7-300 PLC之間的以太網通信 206
第6章 WinCC在礦井提升機控制系統中的應用 221
6.1 系統概述 222
6.2 WinCC的安裝 229
6.3 建立項目 234
6.3.1 在WinCC Explorer中創建項目 234
6.3.2 組態畫面元件的操作 239
6.3.3 創建過程畫面 244
6.4 組態變量記錄 249
6.4.1 組態定時器 249
6.4.2 創建過程值歸檔 249
6.4.3 輸出變量記錄 251
第7章 PLC控制系統的設計與實踐 259
7.1 基於S7-300 PLC的液壓粉塵成型機設計 261
7.1.1 液壓粉塵成型機概述 261
7.1.2 系統組成 261
7.1.3 控制系統設計 263
7.2 基於西門子S7-300 PLC的紡織廠溫度/濕度監控系統設計 269
7.2.1 系統概述 269
7.2.2 系統硬件設計 270
7.2.3 系統軟件設計 271
7.3 基於PLC的汙水處理控制系統 277
7.3.1 系統概述 277
7.3.2 系統總體方案 277
7.3.3 控制系統硬件組成 279
7.3.4 控制系統軟件設計 280