本書共有8個項目，26個工作任務，以實際的工程項目作為教學載體，內(nèi)容涵蓋PLC、伺服驅(qū)動器和現(xiàn)場總線。本書具體內(nèi)容包括學習編程軟件TIA Portal、學習S7-1200 PLC的硬件系統(tǒng)、S7-1200 PLC的指令應用、S7-1200 PLC的程序結構與編程方法應用、S7-1200 PLC的工藝功能及其應用、S7-1200 PLC的通信應用、S7-1200 PLC的運動控制應用和S7-1200 PLC的工程應用。
本書是立體化教材，讀者可掃二維碼觀看微課視頻；內(nèi)容豐富，重點突出，強調(diào)知識的實用性，重視培養(yǎng)學生的實踐技能和激發(fā)學生的學習興趣；每個項目配有典型、實用的例題和習題，供讀者訓練使用。
本書既可以作為高等職業(yè)院校機械類、電氣類專業(yè)的教材，也可以作為職業(yè)大學、國家開放大學等有關專業(yè)的教材，還可以作為工程技術人員的參考用書。
1.實用性。我們在總結長期的教學經(jīng)驗和工程實踐的基礎上，聯(lián)合相關企業(yè)人員，共同編寫了本書。邀請西門子公司的工程師，參與圖書編寫。
2.項目式。采用項目式的編寫方式，將作者的豐富工程經(jīng)驗融入教材。多數(shù)項目有自主知識產(chǎn)權。
3.新形態(tài)教材編寫模式。將配備授課視頻、實操視頻以及PPT課件。
4.立德樹人，融入思政。本書精心設計，因勢利導，依據(jù)專業(yè)課程的特點采取了恰當方式自然融入科學精神、愛國情懷等元素，注重挖掘其中的思政教育要素，弘揚精益求精的專業(yè)精神、職業(yè)精神和工匠精神，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，將為學和為人相結合。
向曉漢，碩士研究生，副教授，工程師，現(xiàn)就職于無錫職業(yè)技術學院，江蘇省優(yōu)秀中青年教師（2008年青藍工程），有豐富的企業(yè)工作經(jīng)歷。工作期間，兩次到新加坡NanYang Polytechnic學習機電一體化技術，先后兩次到德國INWENT學習。精通西門子全系列PLC（S7-200 200SMART 300 400 1200）、西門子HMI（觸摸屏）、西門子組態(tài)軟件（WINCC）和西門子網(wǎng)絡通信，對西門子的MM4系列變頻器、三菱FX系列PLC、三菱FR系列變頻器和歐姆龍CP1系列PLC也比較熟悉。近幾年，先后40余次應邀到全國各培訓機構授課，具有豐富的工程經(jīng)驗和授課經(jīng)驗，深受學員喜愛。
目 錄
項目1 學習編程軟件TIA Portal 1
任務1-1 TIA Portal軟件的使用 1
1.1 認識PLC 12
1.1.1 PLC是什么 12
1.1.2 PLC的發(fā)展歷史 12
1.1.3 PLC的應用范圍 13
1.1.4 PLC的分類與性能指標 13
1.1.5 國內(nèi)知名PLC介紹 14
1.2 PLC的結構和工作原理 15
1.2.1 PLC的硬件組成 15
1.2.2 PLC的工作原理 18
1.2.3 PLC的立即輸入、輸出功能 19
1.3 TIA Portal軟件簡介 20
1.3.1 初識TIA Portal軟件 20
1.3.2 安裝TIA Portal軟件的軟硬件條件 22
1.3.3 安裝TIA Portal軟件的注意事項 23
1.3.4 安裝和卸載TIA Portal軟件 23
習題 27
項目2 學習S7-1200 PLC的硬件系統(tǒng) 29
任務2-1 三相異步電動機啟�？刂� 29
任務2-2 微型直流電動機的正反轉控制 31
2.1 S7-1200 CPU模塊的接線 32
2.1.1 西門子PLC簡介 32
2.1.2 S7-1200 PLC的模塊體系 33
2.1.3 S7-1200 PLC的CPU模塊及接線 34
2.2 S7-1200 PLC的存儲區(qū) 40
任務2-3 離心機控制系統(tǒng)電路設計 43
2.3 S7-1200 PLC的擴展模塊及其接線 47
2.3.1 S7-1200 PLC數(shù)字量擴展模塊及其接線 47
2.3.2 S7-1200 PLC模擬量模塊 51
2.3.3 S7-1200 PLC信號板及其接線 55
2.3.4 S7-1200 PLC通信模塊 57
2.3.5 其他模塊 58
習題 59
項目3 S7-1200 PLC的指令應用 60
任務3-1 三相異步電動機單鍵啟停控制 60
3.1 編程基礎知識介紹 63
3.1.1 數(shù)制 63
3.1.2 數(shù)據(jù)類型 64
3.1.3 全局變量與區(qū)域變量 68
3.1.4 編程語言 69
3.2 變量表、監(jiān)控表和強制表的應用 70
3.2.1 變量表 70
3.2.2 監(jiān)控表 72
3.2.3 強制表 75
3.3 位邏輯運算指令 76
3.3.1 觸點、線圈與取反邏輯 76
3.3.2 復位、置位、復位位域和置位位域指令 78
3.3.3 RS SR觸發(fā)器指令 80
3.3.4 上升沿和下降沿指令 81
任務3-2 鼓風機的啟�？刂� 83
任務3-3 氣炮的控制 85
3.4 定時器指令 86
3.4.1 通電延時定時器 86
3.4.2 斷電延時定時器 88
3.4.3 時間累加器 89
任務3-4 密碼鎖的控制 90
3.5 計數(shù)器指令 92
3.5.1 加計數(shù)器 92
3.5.2 減計數(shù)器 93
任務3-5 直流電動機溫度監(jiān)控和調(diào)速的控制 94
3.6 傳送指令、比較指令和轉換指令 96
3.6.1 傳送指令 96
3.6.2 比較指令 99
3.6.3 轉換指令 100
任務3-6 彩燈花樣的控制 103
任務3-7 三擋電爐加熱控制 105
3.7 數(shù)學函數(shù)指令、移位指令和循環(huán)指令 107
3.7.1 數(shù)學函數(shù)指令 107
3.7.2 移位指令 112
3.7.3 循環(huán)指令 113
習題 115
項目4 S7-1200 PLC的程序結構與編程方法應用 118
任務4-1 三相異步電動機正反轉控制 118
任務4-2 數(shù)字濾波控制程序設計 120
4.1 塊、函數(shù)和組織塊 122
4.1.1 塊的概述 122
4.1.2 函數(shù)及其應用 123
4.1.3 組織塊及其應用 125
任務4-3 三相異步電動機星三角啟動控制 132
4.2 數(shù)據(jù)塊和函數(shù)塊 134
4.2.1 數(shù)據(jù)塊及其應用 134
4.2.2 函數(shù)塊及其應用 138
任務4-4 小車多位運行控制 140
任務4-5 折邊機的控制 147
4.3 功能圖 154
4.3.1 功能圖的設計方法 154
4.3.2 梯形圖編程的原則 160
4.4 邏輯控制的梯形圖編程方法 161
4.4.1 經(jīng)驗設計法 161
4.4.2 功能圖設計法 162
習題 165
項目5 S7-1200 PLC的工藝功能及其應用 167
任務5-1 滑臺的實時位移測量 167
任務5-2 電動機的實時轉速測量 170
5.1 高速計數(shù)器介紹 172
5.1.1 高速計數(shù)器的工作模式 172
5.1.2 高速計數(shù)器的硬件輸入 173
5.1.3 高速計數(shù)器的尋址 175
5.1.4 高速計數(shù)器指令簡介與應用 175
任務5-3 電爐的溫度控制 182
5.2 PID控制原理 189
5.2.1 PID控制原理簡介 189
5.2.2 PID控制器的參數(shù)整定 191
5.2.3 PID指令簡介 193
習題 194
項目6 S7-1200 PLC的通信應用 196
任務6-1 兩臺S7-1200 PLC之間的S7通信 196
6.1 通信基礎知識 201
6.1.1 通信的基本概念 201
6.1.2 PLC網(wǎng)絡的術語解釋 202
6.1.3 OSI參考模型 203
6.1.4 現(xiàn)場總線簡介 204
6.1.5 S7通信 205
任務6-2 S7-1200 PLC與分布式模塊ET200MP 之間的PROFINET IO通信 206
6.2 PROFINET IO通信 211
6.2.1 工業(yè)以太網(wǎng)簡介 211
6.2.2 PROFINET IO通信基礎 212
任務6-3 S7-1200 PLC與條形掃碼器之間的Modbus-RTU通信 212
6.3 Modbus通信 217
6.3.1 Modbus通信簡介 217
6.3.2 Modbus通信指令 218
習題 220
項目7 S7-1200 PLC的運動控制應用 222
任務7-1 定長剪切機的控制系統(tǒng)設計 222
7.1 伺服驅(qū)動系統(tǒng)介紹 227
7.1.1 伺服驅(qū)動系統(tǒng)概述 227
7.1.2 伺服驅(qū)動器 228
7.1.3 伺服電動機 228
7.2 SINAMICS V90伺服系統(tǒng)的接線與參數(shù)設置 229
7.2.1 SINAMICS V90伺服系統(tǒng)的接線 229
7.2.2 SINAMICS V90伺服系統(tǒng)的參數(shù)設置 235
7.3 S7-1200 PLC運動控制的指令及其應用 237
7.3.1 回參考點（原點） 237
7.3.2 S7-1200 PLC運動控制的指令介紹 240
7.3.3 S7-1200 PLC運動控制的指令應用 243
習題 245
項目8 S7-1200 PLC的工程應用 246
任務8-1 三級皮帶機控制系統(tǒng)的設計 246
任務8-2 洗衣機電動機測試機控制系統(tǒng)的設計 250
任務8-3 涂膠機控制系統(tǒng)的設計 254
參考文獻 268
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