《西門子工業(yè)自動化項目設計實踐》從自動化工程項目設計實踐出發(fā)，介紹了西門子公司的SIMATIC自動化技術，涵蓋了S7—300/400控制器、PROFIBUS網(wǎng)絡通信和人機界面監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)三大核心技術。在編寫形式上，注重理論與生產實際相聯(lián)系，書中以自動化工程項目設計為依托，按照項目設計的流程，詳細闡述了硬件選型與組態(tài)、程序設計與調試、網(wǎng)絡配置與通信、觸摸屏組態(tài)與設計以及故障診斷的方法。本書語言簡練、通俗易懂，內容由淺入深，循序漸進，使讀者能夠在很短的時間內輕松入門。
為方便讀者上機操作，書中附有兩張信息豐富的DVD光盤，內容包括SIMATIC組態(tài)與編程軟件、SIMATIC中文技術手冊和多媒體培訓課件。
《西門子工業(yè)自動化項目設計實踐》可作為廣大工程技術人員和相關專業(yè)的學生學習西門子公司自動化技術的培訓教材和實用的參考書。
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�。�4）你和你的團隊的業(yè)績在l～2年內將增長20％。掌握行動力系統(tǒng)理論及其實戰(zhàn)技能，你的未來將得到顯著改善。
序
前言
第1章 緒論
1.1 西門子工業(yè)自動化系統(tǒng)概述
1.1.1 全集成自動化概念
1.1.2 SIMATIC系統(tǒng)特性
1.2 自動化生產線工程項目設計
1.3 可編程序控制器基礎
1.3.1 可編程序控制器的產生和定義
1.3.2 可編程序控制器的特點
1.3.3 可編程序控制器的分類
1.3.4 可編程序控制器的硬件組成
1.3.5 可編程序控制器的工作特點
第2章 工程項目
2.1 控制任務
2.1.1 自動化生產線模型
2.1.2 控制系統(tǒng)技術要求
2.2 控制方案設計原則
2.2.1 確定系統(tǒng)控制任務與設計要求
2.2.2 制定電氣控制方案
2.2.3 確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號
2.2.4 PLC選型與硬件配置
2.2.5 I/O分配
2.2.6 控制程序設計
2.2.7 現(xiàn)場運行調試
2.2.8 項目歸檔
第3章 PLC的硬件系統(tǒng)
3.1 S7-300/400硬件模塊
3.1.1 機架
3.1.2 電源模塊
3.1.3 CPU
3.1.4 信號模塊
3.1.5 通信模塊
3.1.6 功能模塊
3.1.7 接口模塊
3.1.8 占位模塊
3.1.9 仿真器模塊
3.2 硬件安裝
3.2.1 S7-300安裝規(guī)范
3.2.2 S7-400安裝規(guī)范
3.2.3 更換模塊
3.3 硬件接線
3.3.1 模塊選擇
3.3.2 I/O分配表
3.3.3 I/O接線圖
3.4 組態(tài)硬件
3.4.1 創(chuàng)建一個項目
3.4.2 硬件配置
3.4.3 更新硬件目錄
3.4.4 復位CPU和暖啟動
任務1灌裝項目硬件設計
第4章 PLC的軟件設計
4.1 STEP7編程基礎
4.1.1 數(shù)制和編碼
4.1.2 數(shù)據(jù)類型及表示格式
4.1.3 S7-300/400的內部資源
4.1.4 存儲區(qū)的尋址方式
4.1.5 STEP7編程語言
4.2 程序結構設計
4.2.1 程序塊類型
4.2.2 程序結構形式
4.2.3 工程項目程序結構
5.1.4 串行通信接口
5.1.5 西門子公司的工業(yè)網(wǎng)絡通信
5.2 PRoFIBUS網(wǎng)絡概述
5.2.1 PROFIBUS的優(yōu)點
5.2.2 PROFIBUS的訪問機理
5.2.3 PROFIBUS的通信協(xié)議
5.2.4 PROFIBUS的網(wǎng)絡特性
5.2.5 PROFIBUS網(wǎng)絡連接部件
5.3 PROFIBUS.DP網(wǎng)絡的主站與從站
5.3.1 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡中的主站
5.3.2 PROFIBUS-DP網(wǎng)絡中的從站
5.3.3 PROFIBUS通信處理器
5.4 建立PROFIBUS－DP網(wǎng)絡
5.4.1 集成DP接口的CPU作主站
5.4.2 CP342-5作為主站
任務12 組態(tài)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡
5.5 PROFIBUS－DP網(wǎng)絡故障診斷
5.5.1 故障指示燈LED
5.5.2 用STEP7軟件進行網(wǎng)絡診斷
5.5.3 通過組織塊OB86進行診斷
5.5.4 用BT200進行硬件測試與診斷
第6章 觸摸屏的使用
6.1 人機界面
6.2 winCCncxible概述
6.2.1 WinCCflexible應用對象
6.2.2 WinCEflexible的組件
6.2.3 WinCCflexible項目應用
任務13 建立灌裝生產線監(jiān)控項目
6.3 建立一個winCCflexible項目
6.3.1 啟動WinCCflexible
6.3.2 建立一個新項目
6.3.3 WinCC00xiblc項目組態(tài)界面
6.3.4 WinCCflexible與STEP7集成
任務14 建立通信連接
6.4 觸摸屏的通信連接
6.4.1 TP177BPN／DP觸摸屏的硬件連接
6.4.2 設置觸摸屏通信參數(shù)
任務15 生成監(jiān)控系統(tǒng)所需的變量
6.5 定義變量
6.5.1 變量的分類
6.5.2 變量的數(shù)據(jù)類型
6.5.3 編輯變量
任務16 組態(tài)灌裝自動化生產線監(jiān)控畫面
6.6 組態(tài)監(jiān)控畫面
6.6.1 創(chuàng)建畫面
6.6.2 設計畫面結構
6.6.3 畫面編輯器的常用工具
6.6.4 組態(tài)初始畫面
6.6.5 組態(tài)運行畫面
6.6.6 組態(tài)物料混合畫面
6.6.7 組態(tài)參數(shù)設置畫面
6.6.8 組態(tài)趨勢視圖
6.7 winCCncxible模擬調試
6.7.1 項目的離線模擬調試
6.7.2 項目的集成模擬調試
任務17 編輯監(jiān)控系統(tǒng)報警消息
6.8 編輯報警消息
6.8.1 報警的概念
6.8.2 組態(tài)報警
6.8.3 顯示報警消息
任務18 組態(tài)配方設置畫面
6.9 組態(tài)配方
6.9.1 配方的概念叫
6.9.2 配方數(shù)據(jù)的存儲與傳送
6.9.3 組態(tài)項目的配方
6.9.4 編寫PLC程序
6.9.5 運行配方視圖
任務19 組態(tài)用戶管理畫畫
6.10 用戶管理
6.10.1 用戶管理的基本概念
6.10.2 用戶管理的組態(tài)
6.10.3 用戶管理的使用
參考文獻
第1章 緒論
1.1 西門子工業(yè)自動化系統(tǒng)概述
1.1.1 全集成自動化概念
工業(yè)現(xiàn)代化的進程，對生產過程的自動控制和信息通信提出了更高的要求。工業(yè)自動化系統(tǒng)已經從單機的PLC控制發(fā)展到多PLC及人機界面（Human Machine Interface，HMI）的網(wǎng)絡控制。目前，PLC技術、網(wǎng)絡通信技術和HMI上位監(jiān)控技術已經廣泛應用于“制造自動化”和“過程自動化”兩大領域，包括鋼鐵、機械、冶金、石化、玻璃、水泥、水處理、垃圾處理、食品和飲料業(yè)、包裝、港口、紡織、石油和天然氣、電力、汽車等。
作為全球自動化領域技術、標準及市場的領導者，西門子公司一直致力于自動化和驅動產品及系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新。1996年，西門子公司自動化與驅動集團提出了全集成自動化（To-tally Integrated Automation，TIA）的概念，即用一種系統(tǒng)或者一個自動化平臺完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成的功能。SIMATIC提供了一個可以包含當今自動化解決方案中全部所需組件的模塊化系統(tǒng)，其系列產品具有高度一致的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的編程和組態(tài)環(huán)境以及標準化的網(wǎng)絡通信體系、結構，為從現(xiàn)場級到控制級的生產及過程控制提供了統(tǒng)一的全集成、系統(tǒng)平臺。
2.1.2控制系統(tǒng)技術要求
自動化生產線模型設計了手動和自動兩種工作模式。手動模式用于設備的調試和計數(shù)統(tǒng)計值的復位。自動模式下允許啟動生產線運行。
控制系統(tǒng)中包括緊急情況的處理以及故障診斷與顯示報警功能。
1急停功能
當設備發(fā)生故障時，按下急停按鈕，停止設備的一切運行。
2手動模式
1）在手動模式下，可以通過點動按鈕使傳送帶電動機正轉或反轉，用于調試設備。
2）在手動模式下，可以通過復位按鈕對計數(shù)統(tǒng)計值進行清零。
3）在手動模式下，可以通過選擇開關設置下位（PLC）控制或上位（HMI）控制。
3自動模式
1）在自動模式下，按下啟動按鈕，系統(tǒng)啟動，電動機正轉，傳送帶運行。
2）空瓶子到達灌裝位置時，電動機停轉，灌裝閥門打開。
3）灌裝時間到，灌裝閥門關閉，電動機正轉，傳送帶繼續(xù)運行。
4）在自動模式下，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止，電動機不轉，傳送帶停止運行。
4.工件計數(shù)統(tǒng)計
控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)工件的計數(shù)統(tǒng)計，包括毛坯數(shù)、正品數(shù)和廢品數(shù)。正品數(shù)顯示在控制面板的數(shù)碼管上。5模擬量檢測灌裝液罐的液位由模擬量液位傳感器進行監(jiān)視。液位低于下限時，要打開進料閥門，液位高于上限時，要關閉進料閥門。
6故障報警
當設備發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)能夠立即響應，控制面板上相應的故障指示燈會閃亮故障排除后，按下故障復位按鈕，生產線才能自動運行。2.2控制方案設計原則
自動化控制系統(tǒng)的被控對象一般為機械加工設備、電氣設備、生產線或生產過程�？刂品桨冈O計主要包括硬件設計、軟件程序設計、施工設計及現(xiàn)場調試等幾部分內容。設計流程如圖2.3所示。
2.2.1確定系統(tǒng)控制任務與設計要求
首先要了解機械運動與電氣執(zhí)行元件之間的關系，仔細分析被控對象的控制過程和控制要求，熟悉工藝流程及設備性能，明確各項任務的要求、約束條件及控制方式。對于較復雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務分成幾個獨立的部分，這樣可以化繁為簡，有利于編程和調試。
2.2.2制定電氣控制方案
根據(jù)生產工藝和機械運動的控制要求，確定控制系統(tǒng)的工作方式，例如全自動、半自動、手動、單機運行、多機聯(lián)線運行等。
……
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