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西门子PLC工业通信完全精通教程电子书

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作       者:向晓汉 主编 苏高峰 副主编

出  版  社:化学工业出版社

出版时间:2013-03-01

字       数:13.6万

所属分类: 科技 > 工业技术 > 航空/电子

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本书结合工程应用案例,详细介绍了西门子PLC工业通信网络应用技术,包括:西门子PLC的自由口通信、西门子PLC与变频器的USS通信、西门子PLC的Modbus通信、西门子PLC的PPI通信、西门子PLC的MPI通信、西门子PLC的PROFIBUS通信、工业以太网通信、第三方网关模块的使用、OPC通信、工业物联网应用等内容。书中所有的例子都是经过实践检验的,每个例子都包含软硬件的配置方案图、线图和程序。对于比较复杂的例子,有专门的视频教学文件和程序源代码,读者可以从二维码中学习。 本书可供PLC应用技术人员学习使用,也可供大中专院校相关专业师生参考使用。<br/>
目录展开

前言

第1章 概述

1.1 通信基础知识

1.1.1 通信的基本概念

(1)串行通信与并行通信

(2)异步通信与同步通信

(3)单工、双工与半双工

1.1.2 RS-485标准串行接口

(1)RS-485接口

(2)西门子的PLC连线

1.1.3 PLC网络的术语解释

1.1.4 OSI参考模型

1.2 现场总线

1.2.1 现场总线的概念

(1)现场总线的诞生

(2)现场总线的概念

1.2.2 主流现场总线的简介

(1)基金会现场总线(Foundation Fieldbus,FF)

(2)CAN(Controller Area Network,控制器局域网)

(3)Lonworks

(4)DeviceNet

(5)HART

(6)CC-Link

(7)INTERBUS

1.2.3 现场总线的特点

(1)系统具有开放性和互用性

(2)系统功能自治性

(3)系统具有分散性

(4)系统具有对环境的适应性

1.2.4 现场总线的现状

(1)多种现场总线并存

(2)各种总线都有其应用的领域

(3)每种现场总线都有其国际组织和支持背景

(4)多种总线成为国家和地区标准

(5)设备制造商参与多个总线组织

(6)各个总线彼此协调共存

1.2.5 现场总线的发展

(1)统一的技术规范与组态技术是现场总线技术发展的一个长远目标

(2)现场总线系统的技术水平将不断提高

(3)现场总线的应用将越来越广泛

(4)工业以太网技术将逐步成为现场总线技术的主流

1.3 SIMATIC NET 工业通信网络

1.3.1 工业通信网络结构

(1)管理层

(2)监控层

(3)现场设备层

1.3.2 西门子通信网络技术说明

(1)MPI通信

(2)PROFIBUS通信

(3)工业以太网

(4)点对点连接

(5)AS-Interface

第2章 西门子PLC的自由口通信

2.1 自由口通信概述

(1)发送指令

(2)接收指令

2.2 S7-200系列PLC之间的自由口通信

(1)主要软硬件配置

(2)编写设备1的程序

(3)编写设备2的程序

(4)方法2

2.3 S7-200 PLC与个人计算机的自由口通信

2.3.1 S7-200 PLC与超级终端的自由口通信

(1)主要软硬件配置

(2)编写PLC的程序

(3)设置Hyper Terminal(超级终端)

2.3.2 S7-200 PLC与个人计算机(自编程序)的自由口通信

(1)编写CPU 226CN的程序

(2)编写计算机的程序

2.4 S7-200 PLC与三菱FX系列PLC的自由口通信

(1)主要软硬件配置

(2)编写CPU 226CN的程序

(3)编写FX2N-32MR的程序

2.5 S7-1200系列PLC与S7-200系列PLC的自由口通信

(1)主要软硬件配置

(2)编写CPU226CN的程序

(3)S7-1200硬件组态

2.6 S7-1200系列PLC之间的自由口通信

2.7 S7-1200系列PLC与PC的自由口通信

(1)主要软硬件配置

(2)S7-1200的硬件组态

(3)编写程序

(4)PC侧超级终端的配置

第3章 西门子PLC与变频器的USS通信

3.1 USS协议的基本知识

3.1.1 USS协议简介

(1)使用USS 协议的优点

(2)USS 通信硬件连接注意要点

3.1.2 通信报文结构

3.1.3 有效数据字符

3.1.4 USS的任务和应答

3.2 S7-200与MM440变频器的USS通信调速

(1)软硬件配置

(2)相关指令介绍

(3)编写程序

3.3 S7-1200 PLC与MM440的USS通信

(1)软硬件配置

(2)变频器的设置

(3)硬件组态

(4)编写程序

第4章 西门子PLC的Modbus通信

4.1 Modbus通信概述

4.1.1 Modbus协议简介

(1)在Modbus网络上转输

(2)在其他类型网络上转输

4.1.2 Modbus传输模式

(1)ASCII模式

(2)RTU模式

4.1.3 Modbus消息帧

(1)ASCII帧

(2)RTU帧

(3)功能码设置

4.2 S7-200 PLC间Modbus通信

4.2.1 使用Modbus协议库

4.2.2 Modbus的地址

(1)主站寻址

(2)从站寻址

4.2.3 S7-200 PLC间Modbus通信应用举例

(1)主要软硬件配置

(2)相关指令介绍

(3)编写程序

4.3 S7-200 PLC与S7-1200 PLC间的Modbus通信

(1)主要软硬件配置

(2)S7-1200的硬件组态

(3)相关指令介绍

(4)编写程序

4.4 S7-1200 与S7-1200的Modbus通信

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)编写程序

第5章 西门子PLC的PPI通信

5.1 认识PPI协议

5.1.1 初识PPI协议

5.1.2 PPI主站的定义

(1)通信模式由控制字的最低的两位“mm”决定。

(2)控制位的“pp”是奇偶校验选择。

(3)控制位的“d”是每个字符的数据位选择。

(4)控制位的“bbb”是波特率选择。

5.2 两台S7-200系列PLC之间的PPI通信

5.2.1 方法1——用指令向导

(1)主要软硬件配置

(2)硬件配置过程

(3)编写程序

5.2.2 方法2——用网络读/写指令

(1)网络读写指令的格式

(2)网络读写指令的数据缓冲区

(3)编写程序

5.3 多台S7-200系列PLC之间的PPI通信

(1)主要软硬件配置

(2)硬件配置过程

(3)编写程序

第6章 西门子PLC的MPI通信

6.1 MPI通信概述

6.2 无组态连接通信方式

6.2.1 无组态连接MPI通信简介

6.2.2 无组态单边通信方式应用举例

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)相关指令介绍

(4)程序编写

6.2.3 无组态双边通信方式应用举例

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)相关指令介绍

(4)程序编写

6.3 全局数据包通信方式

6.3.1 全局数据包通信简介

6.3.2 全局数据包通信应用举例

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)编写程序

6.4 组态连接通信方式

6.4.1 组态连接通信方式简介

(1)MPI组态通信简介

(2)S7通信的客户端和服务器端

6.4.2 组态连接通信应用举例

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)相关指令介绍

(4)编写程序

6.5 S7 PLC与HMI的MPI通信

(1)主要软硬件配置

(2)CPU 314C-2DP的硬件组态和程序编写

(3)TP177B的组态

6.6 WinCC fIexibIe和PLCSIM的通信仿真

6.6.1 S7-PLCSIM简介

(1)初始S7-PLCSIM

(2)S7-PLCSIM与真实PLC的差别

6.6.2 实例

(1)构建STE7工程

(2)将STEP工程下载到PLCSIM中

(3)仿真调试

第7章 西门子PLC的PROFIBUS通信

7.1 PRIFOIBUS现场总线概述

7.1.1 工厂自动化网络结构

(1)现场设备层

(2)车间监控层

(3)工厂管理层

7.1.2 PROFIBUS的组成部分

7.1.3 PROFIBUS的通信模型

7.1.4 PROFIBUS的通信组成

7.1.5 PROFIBUS的通信方式

7.1.6 PROFIBUS-FMS/DP的物理层

(1)传输速率与传输距离

(2)网段

(3)最大配置

(4)拓扑结构

(5)终端电阻

(6)光纤

7.1.7 PROFIBUS-FMS/DP的数据链路层

7.1.8 PROFIBUS-DP的应用

7.2 S7-300系列PLC与第三方设备的PROFIBUS-DP通信

(1)主要软硬件配置

(2)CPU 314C-2DP的硬件组态

(3)编写程序

(4)硬件连接

(5)软硬件调试

7.3 PROFIBUS-DP连接智能从站的应用

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)编写主站程序

(4)编写从站程序

7.4 一主多从PROFIBUS-DP DX通信

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)编写程序

7.5 PROFIBUS-DP接口连接远程ET200M

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)编写程序

7.6 CP342-5的PROFIBUS通信应用

7.6.1 CP342-5的PROFIBUS通信概述

7.6.2 CP342-5的PROFIBUS通信应用举例

(1)主要软硬件配置

(2)硬件组态

(3)编写程序

7.7 S7-300与MM440变频器的场总线通信调速

(1)软硬件配置

(2)MM440变频器的设置

(3)S7-300的硬件组态

(4)编写程序

7.8 S7-300通过PROFIBUS现场总线修改MM440变频器的参数

(1)软硬件配置

(2)硬件组态

(3)相关指令简介

(4)编写程序

7.9 PROFIBUS与Sinamics S120的连接

7.9.1 Sinamics S120 AC/AC单轴驱动器概述

(1)控制单元有:CU310DP、CU310 PN和CUA31三种形式。

(2)功率模块有模块型和装机装柜型两种形式。

7.9.2 S7-300与Sinamics S120连接应用举例

(1)软硬件配置

(2)伺服系统参数的设置

(3)S7-300的硬件组态

(4)编写程序

(5)下载和调试

7.10 PROFIBUS-S7通信

7.10.1 PROFIBUS-S7通信简介

(1)支持PROFIBUS-S7通信的通信处理器和网络接口

(2)S7通信支持的功能块

7.10.2 PROFIBUS-S7通信应用举例

(1)软硬件配置

(2)硬件组态

(3)编写程序

第8章 工业以太网通信

8.1 以太网通信概述

8.1.1 以太网通信简介

(1)以太网的历史

(2)以太网的分类

(3)网络的服务

(4)传输介质

(5)连接设备

(6)网络拓扑结构

8.1.2 工业以太网通信简介

(1)初识工业以太网

(2)网络电缆接法

8.2 S7-200 PLC的以太网通信

8.2.1 S7-200 PLC间的以太网通信

(1)软硬件配置

(2)将一台S7-200设置成服务器端

(3)将另一台S7-200设置成客户端

(4)编写程序

8.2.2 S7-200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信

(1)软硬件配置

(2)配置客户端

(3)配置服务器端

(4)编写程序

8.2.3 S7-200系列PLC与组态王的以太网通信

(1)本例软硬件配置

(2)将CPU226CN设置成客户端

(3)编写程序

(4)组态王的设置

8.3 S7-1200 PLC的以太网通信

8.3.1 S7-1200系列PLC间的以太网通信

(1)主要软硬件配置

(2)相关指令介绍

(3)硬件组态与编程

8.3.2 S7-200系列PLC与S7-1200系列PLC间的以太网通信

(1)主要软硬件配置

(2)将S7-200配置成客户端

(3)组态服务器端

(4)编写程序

8.3.3 S7-1200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信

(1)主要软硬件配置

(2)组态S7-1200,并编写程序

(3)组态S7-300,并编写程序

8.4 S7-300/400系列PLC的以太网通信

8.4.1 西门子工业以太网通信方式简介

(1)ISO传输协议

(2)ISO-on-TCP

(3)UDP

(4)TCP/IP

(5)S7通信

(6)PG/OP通信

8.4.2 S7-300/400工业以太网通信举例

8.4.2.1 TCP/IP连接

(1)软硬件配置

(2)硬件组态

(3)相关指令简介

(4)编写程序

8.4.2.2 ISO-on-TCP连接

8.4.2.3 S7连接

(1)软硬件的配置(与ISO-on-TCP连接相同)

(2)硬件组态(与ISO-on-TCP连接基本相同)

(3)相关指令介绍

(4)编写程序

8.4.3 S7300/400工业以太网通信仿真

(1)硬件组态

(2)网络组态

(3)编写程序

(4)仿真

第9章 使用第三方网关模块进行以太网络通信

9.1 第三方网关模块简介

9.2 BCNet-S7PPI网关

(1)BCNet-S7PPI简介

(2)BCNet-S7PPI网关的主要功能

(3)BCNet-S7PPI网关的使用方法

9.3 BCNet-S7MPI网关

(1)BCNet-S7MPI简介

(2)BCNet-S7MPI网关的主要功能

(3)BCNet-S7MPI网关的使用方法

9.4 第三方网关的应用实例

第10章 OPC通信

10.1 OPC基本知识

10.1.1 OPC概念

(1)OPC产生的原因

(2)OPC的定义

10.1.2 OPC的宗旨

10.1.3 OPC技术基础

10.1.4 OPC基金会

10.1.5 OPC特性

10.1.6 OPC数据通讯

(1)OPC方式

(2)OPC数据通讯实现

(3)OPC技术在自动化软件中的应用实现

10.1.7 服务器与客户机的概念

10.2 用西门子Access组建OPC通信

10.2.1 PC Access软件简介

(1)PC Access的兼容性

(2)PC Access安装的要求

(3)PC Access 支持的硬件连接

(4)PC Access的协议连接

(5)PC Access的特性

(6)PC Access 技术要点

10.2.2 WinCC与S7-200的通信

(1)所需要的软硬件

(2)在S7-200 PC Access中创建OPC

(3)在WinCC中创建工程,完成通信。

10.2.3 用Excel访问PC Access

(1)创建PC Access项目

(2)向S7-200中下载程序

(3)将Excel用作OPC客户机

10.3 用西门子Simatic Net组建OPC通信

10.3.1 SIMATIC NET软件简介

10.3.2 WinCC与S7-1200的通信

(1)所需要的软硬件

(2)STEP7中组态PC Station

(3)创建一个虚拟的PC Station硬件机架

(4)下载PC Station硬件组态及网络连接

(5)使用OPC Scout测试S7 OPC Sever

(6)WinCC与S7-1200 CPU的OPC通信

10.4 用KepServerEX组建OPC通信

10.4.1 KEPServerEX简介

(1)OPC连接安全性

(2)过程模式

(3)处理器关联

(4)主机名称解析

(5)OPC UA(统一架构)

(6)OPC AE(Events)

(7)服务器管理属性

(8)其他特点

10.4.2 安装KEPServerEX V5的要求

(1)操作系统的要求

(2)最低系统硬件要求

10.4.3 WinCC与S7-200的通信

(1)所需要的软硬件

(2)OPC通信的创建过程

第11章 工业物联网及其应用

11.1 物联网简介

11.1.1 物联网的概念

11.1.2 物联网的技术特点

(1)物联网的技术构架

(2)物联网系统的构成

(3)物联网系统的工作流程

(4)物联网系统的主要特点

11.1.3 物联网的应用范围

(1)物联网的应用范围

(2)成功应用案例

11.2 工业物联网的应用案例

11.2.1 电动机试验机功能描述

11.2.2 控制系统方案

(1)系统的总体方案

(2)控制系统的软硬件配置

(3)远程站

(4)中心站

11.2.3 硬件组态和程序的编写

(1)建立Internet连接

(2)配置SINAUT MICRO SC

(3)远程站的配置

(4)编写远程站程序

1)远程站与中心站的通信

2)远程站与手机终端的通信

参考文献

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