西門子S7-300/400PLC工程應用（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍健 編

圖書標籤:

• PLC
• S7-300
• S7-400
• 西門子
• 自動化
• 工業控製
• 編程
• 技術
• 工程
• 第二版
• 可編程邏輯控製器

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512405721

版次：2

商品編碼：10836509

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-09-01

用紙：膠版紙

頁數：267

字數：442000

正文語種：中文

編輯推薦

　　

　　《西門子S7-300400PLC工程應用（第2版）》以“黃河水利職業技術學院—西門子工業自動化與驅動技術集團先進自動化技術聯閤示範實驗中心”S7—300／400PLC實訓設備為測試平颱，以工作過程為導嚮按項目對教材內容進行序化，以基於工作過程的思想對教材內容進行組織與編寫，注重過程性知識講解，適度介紹概念和原理。

內容簡介

　　《西門子S7-300/400PLC工程應用（第2版）》以S7—300／400為樣機，以SIMATICSTEP7Professional2006SR4軟件為平颱，從工程應用齣發，以典型項目案例為媒介，將PLC的相關知識融入項目之中，力爭通過一係列項目的學習與訓練，使學員逐步掌握S7-300／400PLC硬件係統配置及硬件調試，STEP7軟件的應用及仿真，PLC程序結構、LAD語言程序設計及係統調試，順序功能圖的結構、S7Graph語言編程、順序功能圖的設計及調試，PROFIBIJSDP網絡組態及網絡調試的方法和技巧，並具備可編程控製器程序設計員（師）所要求的基本能力。
　　《西門子S7-300/400PLC工程應用（第2版）》注重實際，強調應用，是一本工程性較強的應用類教程，可作為高職高專自動化等專業的PLC教學實訓一體化教材，也可供從事PLC應用係統設計、調試和維護的工程技術人員自學或作為培訓教材使用。

內頁插圖

目錄

項目一　電動機的基本控製
1.1 學習目標
1.2 知識準備
1.2.1 PLC的産生與發展
1.2.2 西門子PLC係列
1.2.3 S7—300／400係列PLC的係統構成
1.2.4 CPU的操作模式
1.2.5 S7—300／400係列PLC的工作過程
1.2.6 S7—300／400係列PLC的模塊安裝
1.2.7 S7—300數字量信號模塊的係統默認地址
1.2.8 STEP 7軟件安裝
1.2.9 SIMATIC管理器
1.3 項目概述
1.4 任務三相交流異步電動機可逆鏇轉控製
1.4.1 控製要求
1.4.2 任務分析
1.4.3 任務實施
1.4.4 方案調試
1.5 總結分析
1.5.1 繼電接觸式控製係統與PLC控製係統的區彆
1.5.2 PLC係統的設計步驟
1.5.3 PLC設計項目的下載
1.5.4 仿真PLC與實際PLC的區彆
1.6 訓練任務

項目二　人行橫道的控製
2.1 學習目標
2.2 知識準備
2.2.1 指令基礎
2.2.2 觸點與綫圈
2.2.3 基本邏輯指令
2.2.4 邊沿檢測指令
2.2.5 定時器指令
2.2.6 CPU的時鍾存儲器
2.3 項目概述
2.4 任務人行橫道控製
2.4.1 控製要求
2.4.2 任務分析
2.4.3 任務實施
2.4.4 方案調試
2.5 總結分析
2.6 訓練任務

項目三　煙草薄片生産綫的控製
3.1 學習目標
3.2 知識準備
3.2.1 置位與復位指令
3.2.2 RS與SR觸發器指令
3.3 項目概述
3.4 任務煙草薄片生産綫的控製
3.4.1 控製要求
3.4.2 任務分析
3.4.3 任務實施
3.4.4 方案調試
3.5 總結分析
3.6 訓練任務

項目四　多颱電動機的單按鈕控製
4.1 學習目標
4.2 知識準備
4.2.1 計數器指令
4.2.2 數據傳送指令
4.2.3 比較指令
4.2.4 移位指令
4.3 項目概述
4.4 任務多颱電動機的單按鈕控製
4.4.1 控製要求
4.4.2 任務分析
4.4.3 任務實施
4.5 總結分析
4.6 訓練任務
4.6.1 電動機的單按鈕啓／停控製
4.6.2 信號燈的單按鈕控製

項目五　精密滾柱直徑篩選係統的控製
5.1 學習目標
5.2 知識準備
5.2.1 模擬量的處理
5.2.2 數據裝入和傳輸指令
5.2.3 轉換指令
5.2.4 算術運算指令
5.2.5 字邏輯運算指令
5.3 項目概述
5.4 任務精密滾柱直徑篩選係統的控製
5.4.1 控製要求
5.4.2 任務分析
5.4.3 任務實施
5.4.4 方案調試
5.5 總結分析
5.6 訓練任務

項目六　順控係統設計
6.1 學習目標
6.2 知識準備
6.2.1 順控係統
6.2.2 順序功能圖的結構
6.2.3 順序功能圖的梯形圖編程方法
6.2.4 S7 GRAPH語言
6.3 項目概述
6.4 任務一洗車控製係統設計
6.4.1 控製要求
6.4.2 任務分析
6.4.3 任務實施
6.4.4 方案調試
6.5 任務二飲料灌裝生産綫控製係統設計
6.5.1 控製要求
6.5.2 任務分析
6.5.3 任務實施
6.5.4 方案調試
6.6 任務三鑽銑加工生産綫控製係統設計
6.6.1 控製要求
6.6.2 任務分析
6.6.3 任務實施
6.6.4 方案調試
6.7 總結分析
6.8 訓練任務
6.8.1 孔加工控製係統設計
6.8.2 機械手的控製設計

項目七　MPS係統控製
7.1 學習目標
7.2 知識準備
7.2.1 西門子PLC網絡
7.2.2 PROFIBUS總綫技術
7.2.3 PROFIBUS DP設備分類
7.2.4 CPU 31x-2DP之間的DP主從通信
7.2.5 PROFIBUS DP從站之間的DX方式通信
7.3 項目概述
7.4 任務一PROFIBUS網絡組態及調試
7.4.1 控製要求
7.4.2 任務分析
7.4.3 任務實施
7.4.4 方案調試
7.5 任務二供料工作單元控製
7.5.1 控製要求
7.5.2 任務分析
7.5.3 任務實施
7.5.4 方案調試
7.6 任務三檢測工作單元控製
7.6.1 控製要求
7.6.2 任務分析
7.6.3 任務實施
7.6.4 方案調試
7.7 任務四加工工作單元控製
7.7.1 控製要求
7.7.2 任務分析
7.7.3 任務實施
7.7.4 方案調試
7.8 總結分析
7.9 訓練任務
7.9.1 操作手工作單元控製
7.9.2 分揀工作單元控製
參考文獻

前言/序言

西門子S7-300/400PLC工程應用（第2版） 本書簡介 本書是針對西門子S7-300/400係列可編程邏輯控製器（PLC）的工程應用與實踐的深度指南。它旨在幫助讀者係統地掌握S7-300/400係列的硬件配置、軟件編程、故障診斷以及在實際工業自動化項目中的應用技巧。全書內容基於當前主流的STEP 7 V5.5及以上版本軟件環境，結閤最新的工程實踐案例，力求提供一套全麵、實用且與時俱進的技術參考。 第一部分：基礎理論與硬件平颱構建 本部分將紮實地奠定讀者對西門子S7-300/400係統的理解基礎，從係統架構到具體模塊選型與安裝配置進行詳盡闡述。 第一章 S7-300/400係統概述與發展曆程 詳細介紹瞭S7-300和S7-400係列的定位、核心優勢及其在不同工業場景中的適用性。對比分析瞭兩大係列的硬件架構異同，包括CPU的性能級彆、內存結構、通信接口的演進路綫。深入探討瞭模塊化設計理念如何促進係統的靈活性和可擴展性。 第二章 硬件選型、安裝與電氣連接 本章聚焦於實際工程中的硬件選型策略。根據控製任務的復雜度、I/O點數量、速度要求和冗餘需求，指導讀者科學地選擇閤適的機架、電源模塊（如24V DC電源、冗餘電源）、CPU（如CPU 315-2DP、CPU 416-2等）以及各類功能模塊。詳細講解瞭模塊的安裝順序、背闆總綫連接規範、端子排的正確接綫方法，特彆強調瞭防乾擾和接地處理在工業現場的關鍵作用。 第三章 過程映像區與存儲器組織 深入解析S7-300/400的內存結構，包括程序存儲區、數據存儲區、輸入/輸齣（I/O）映像區、定時器/計數器區等。重點闡述瞭過程映像區（Process Image Partition）的工作原理，如何優化數據存取效率，以及如何通過存儲器管理提高係統穩定性和診斷能力。 第四章 現場總綫技術：PROFIBUS DP與PROFINET 作為現代自動化係統的核心，PROFIBUS DP和PROFINET的配置與應用是本篇的重點。詳細介紹瞭PROFIBUS DP的DP主站/DP從站配置流程，包括硬件組態、GSD文件導入、波特率設置、地址分配及站間通信的測試方法。對於PROFINET，則側重於IO設備集成、設備命名服務（DCP）以及實時性參數的優化設置。 第二部分：STEP 7 編程環境與指令集精講 本部分是本書的核心，全麵覆蓋瞭STEP 7 V5.5環境下的編程基礎、邏輯實現、數據處理及高級功能應用。 第五章 STEP 7 編程環境的熟悉與項目管理 詳盡介紹STEP 7 Manager的界麵布局、項目創建、硬件組態工具的使用方法。講解如何進行模塊化編程、庫的建立與管理，以及如何利用在綫/離綫切換進行高效的程序維護與版本控製。 第六章 基本指令集與邏輯控製 係統講解S7-300/400的指令集，主要集中於邏輯運算指令（LD, LDI, LDN, O, OD, AND, OR等）、基本數據處理指令（MOVE, SWAP, POP/PUSH等）和比較指令。通過大量實際的開關量控製、連鎖、閉鎖等典型邏輯示例，鞏固讀者對布爾運算的理解。 第七章 過程控製指令：定時器與計數器 深入剖析西門子特有的定時器（TON, TOF, TP）和計數器（CTU, CTD, CTUD）的使用方法，包括參數設置、觸點邏輯和時間/計數值的存儲與調用。提供針對延時啓動、脈衝生成、物料計數等應用的編程模闆。 第八章 數據處理與數據類型深入 詳細介紹S7係列支持的各種數據類型，包括位邏輯、字節、字、雙字、浮點數（REAL）和字符串（STRING）。重點講解數據塊（DB）的設計與使用，包括標準DB、實例DB以及零區DB（VB）的適用場景。講解如何利用傳送指令（T/L）和循環移位指令（Rotate）進行復雜的數據操作。 第九章 結構化編程與功能塊應用（FB/FC） 強調結構化編程的重要性。細緻講解功能（FC）與功能塊（FB）的區彆、調用方式及參數接口設計。通過構建可復用的電機控製、閥門操作等功能塊，展示如何提高代碼的可讀性、可維護性和重用性。特彆說明如何使用靜態變量和多實例DB來實現FB的靈活調用。 第三部分：模擬量、運動控製與係統診斷 本部分聚焦於處理連續信號、實現運動控製以及保障係統可靠性的關鍵技術。 第十章 模擬量信號的處理與工程轉換 詳述模擬量I/O模塊的工作原理（如AI/AO模塊）。重點講解模擬量信號的數字化過程（AD轉換）和工程值轉換公式。詳細介紹L/W/D/T指令在浮點數和整數之間的轉換，以及如何通過綫性化處理精確匹配傳感器和執行器的標準信號範圍（如4-20mA, 0-10V）。 第十一章 PID控製算法的實現與應用 係統介紹西門子標準PID控製塊（如FB41/FB42）的結構和參數配置。解析比例（P）、積分（I）、微分（D）參數的物理意義及其對控製效果的影響。提供加熱、流量、液位等典型過程控製迴路的PID參數整定步驟與在綫調試技巧。 第十二章 基礎運動控製：脈衝輸齣與定位 針對S7-300/400係列中帶有PTO（脈衝串輸齣）功能的CPU，詳細講解如何使用運動控製指令（如PULSE, PULSE_OUT）實現簡單的步進電機或伺服驅動器的開環控製。包括頻率設置、脈衝計數、原點迴歸等基礎操作的編程實現。 第十三章 故障診斷、報警與係統維護 提供一套係統的故障排查流程。講解如何有效利用STEP 7的診斷緩衝區（Diagnostic Buffer）來分析硬件故障、通信錯誤和程序錯誤。介紹斷點設置、強製/寫入操作（Force/Write）在調試中的安全使用規範，以及如何創建和管理用戶自定義的報警係統。 第四部分：高級應用與項目集成 本部分麵嚮具有一定基礎的工程師，探討S7-300/400在復雜係統集成中的高級應用。 第十四章 S7-400冗餘係統的配置與切換 專門針對S7-400H冗餘係統進行講解。內容涵蓋冗餘CPU的硬件組態、同步機製、同步環網的設置，以及故障發生時係統切換（Failover）的原理與軟件實現，確保高可靠性工業過程的連續運行。 第十五章 西門子HMI/WinCC與PLC的數據交換 闡述S7-300/400 PLC與上位監控係統（如WinCC Flexible/WinCC Advanced/WinCC Professional）之間通信的常用方法，包括通過S7連接、OPC服務器等。重點介紹如何高效地組織PLC數據標簽，並進行數據記錄（Logging）和趨勢顯示。 第十六章 數據備份、恢復與安全考慮 提供一套完整的PLC項目數據備份與恢復方案，涵蓋程序、數據塊和硬件配置的完整備份。探討在當前工業網絡環境下，對PLC程序進行密碼保護、訪問控製等基礎安全措施的實施方法，以防止未經授權的修改。 本書結閤大量來自實際工程項目的案例和截圖，確保讀者在學習理論知識的同時，能夠迅速將其轉化為實際操作能力，是S7-300/400工程師必備的工具書與實踐手冊。

評分☆☆☆☆☆

結構嚴謹，體係龐大 我關注的重點一直放在瞭老舊但仍在大量服役的S7-400平颱上，希望找到一份能覆蓋其最新固件升級和特定行業應用（比如化工過程控製）的權威參考。翻開目錄，我立刻被其詳盡的章節劃分所吸引。它沒有將篇幅浪費在對S7-1200/1500新特性的過渡介紹上，而是將核心火力全部集中在瞭S7-300/400的深度挖掘上。比如，關於STEP 7 V5.x環境下如何高效管理大型項目程序結構、如何利用模闆化編程來應對未來擴展需求的章節，簡直是為我量身定做的。我特彆欣賞作者在講述FB/FC設計時，對狀態管理和錯誤處理機製的強調。在實際項目中，程序跑起來不難，難的是如何保證其在突發故障時的健壯性。這本書在這方麵提供的不僅僅是代碼示例，更是一種嚴謹的、麵嚮可靠性工程的思維框架。閱讀過程中，我不斷地拿齣我手頭正在維護的幾個舊項目文檔進行對比，發現書中提供的優化建議和替代方案，確實能在不改動太多底層邏輯的前提下，顯著提升係統的可維護性和運行效率。這套知識體係的建立，對於任何希望從“會編程”提升到“能設計”的工程師來說，都是一次質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

細節之處見真章，對新手亦是友好 雖然本書的側重點是深入的工程應用，但令人驚喜的是，它對於初次接觸S7-300/400係列、或者剛剛從低端PLC過渡過來的技術人員也展現齣瞭極大的包容性。這種友好並非體現在對基礎概念的過度重復解釋，而是在關鍵的、易混淆的知識點上設置瞭非常精妙的“知識點錨點”。例如，當引入指針操作和絕對尋址時，作者沒有直接跳到復雜的指令，而是通過一個貼近實際的配方管理場景，循序漸進地展示瞭如何安全有效地利用這些高級功能。更值得稱道的是，書中對於STEP 7軟件界麵中一些隱藏但極其強大的診斷工具的使用方法講解得非常到位。我過去總是依賴於固件輸齣的簡單報警信息，但通過書中介紹的在綫診斷技巧，我學會瞭如何更深入地追溯到具體哪個周期或哪個數據塊發生瞭異常。這種對“軟技能”的傳授，使得本書的實用價值遠遠超齣瞭單純的編程手冊範疇，它更像是一本助人快速成長為“問題解決者”的實戰寶典。

評分☆☆☆☆☆

初識佳作，心生敬佩 這本厚重的《西門子S7-300/400PLC工程應用（第2版）》在我桌上已經放瞭一段時間瞭，最近纔真正沉下心來翻閱。說實話，我原本對S7-300/400係列PLC的印象還停留在教科書上的基礎理論，總覺得實際應用中的復雜性令人望而卻步。然而，這本書的齣現徹底顛覆瞭我的看法。它不像某些參考資料那樣堆砌晦澀的術語和過時的截圖，而是以一種極其貼近現場工程實踐的視角，層層遞進地剖析瞭從硬件選型到軟件組態的每一個關鍵環節。特彆是關於網絡通信和復雜功能塊的應用講解，簡直是醍醐灌頂。我過去在處理分布式控製係統集成時遇到的諸多難題，似乎都能在這本書中找到對應的解決方案和詳盡的步驟指導。作者顯然是深諳此道的行傢，他不僅告訴你“怎麼做”，更深入地闡述瞭“為什麼這麼做”背後的設計哲學。這種深度與廣度兼備的論述方式，讓我感覺自己不是在閱讀一本技術手冊，而是在一位經驗豐富的老工程師手把手地指導下學習項目實施。書中的案例仿真和實際調試的經驗分享尤其寶貴，它們將抽象的代碼邏輯具象化為可觀察、可驗證的工程實體，極大地增強瞭讀者的自信心和動手能力。

評分☆☆☆☆☆

版本更新的誠意與行業適應性 在自動化領域，技術迭代速度極快，一本“第2版”的齣現往往意味著內容的大幅更新和對新行業標準的吸納。我特彆留意瞭這一版相對於前一版的變化，從中看到瞭編著者對行業脈動的精準把握。新版在數據安全和網絡隔離方麵的討論明顯加強，這反映瞭當前工業4.0背景下對OT安全性的日益重視。書中不僅停留在傳統的串行通信配置上，而是將重點轉移到瞭如何利用S7-300/400平颱實現與更現代MES/SCADA係統的無縫對接，包括OPC UA在特定環境下的配置思路。對於那些仍需維護大量S7-400H冗餘係統，但又必須兼容新型HMI或數據采集係統的工程師來說，這種前瞻性和兼容性的平衡處理是極其難得的。它有效地彌補瞭官方文檔在實際項目融閤和最佳實踐總結上的不足，使得這本書成為瞭一個連接傳統穩定平颱與未來智能製造需求的橋梁。閱讀這本書，能讓人清晰地感受到作者群對過去十年間工程實踐中沉澱下來的經驗教訓的深刻提煉與總結。

評分☆☆☆☆☆

理論深度遠超預期，實戰價值極高 坦白說，市麵上關於PLC的書籍汗牛充棟，大部分都是淺嘗輒止的“入門指南”，讀完後無非是學會瞭幾個基本指令和定時器/計數器的應用。但《西門子S7-300/400工程應用（第2版）》完全是另一個層麵的作品。它的理論深度，尤其是在描述數據結構、內存映射以及Profibus/Profinet深度配置時，已經達到瞭可以作為研究生參考資料的水平。我深感震撼的是作者在描述中斷處理機製時，對硬件時序和軟件掃描周期的精妙結閤分析。這部分內容如果僅憑手冊自學，極易産生誤解，但經過作者的梳理，復雜的時序邏輯變得清晰可見。此外，針對工業以太網配置中涉及的冗餘設置和時間同步（Time Synchronization）的處理，書中的講解清晰且具有極強的指導性，這對於提升現代自動化係統的穩定性至關重要。它不僅僅是一本“怎麼做”的書，更是一本“為什麼這樣設計最閤理”的工程哲學探討錄。閱讀這本書，讓我對西門子T-CPU底層工作原理有瞭更深層次的理解，這種理解是編寫高質量、高性能控製代碼的基石。

評分☆☆☆☆☆

1.5.3 PLC設計項目的下載

評分☆☆☆☆☆

6.5 任務二飲料灌裝生産綫控製係統設計

評分☆☆☆☆☆

所以，是教師就要做一個甘於清貧、道德高尚的人，不想道德高尚、不甘於清貧就不要做教師。臧剋傢在《有的人》中說“有的人活著，他已經死瞭。有的人死瞭，他還活著。”既然為人，就要做一個活得有意義——有道德底綫——活著的人。作為教師，我們更要隨時問自己：“你還活著嗎？”

評分☆☆☆☆☆

1.3 項目概述

評分☆☆☆☆☆

7.5.3 任務實施

評分☆☆☆☆☆

4.2.3 比較指令

評分☆☆☆☆☆

6.3 項目概述

評分☆☆☆☆☆

7.6.

評分☆☆☆☆☆

6.4 任務一洗車控製係統設計