定 价:54 元
丛书名:职业教育智能制造领域高素质技术技能人才培养系列教材
- 作者:余攀峰
- 出版时间:2022/7/1
- ISBN:9787111707394
- 出 版 社:机械工业出版社
- 中图法分类:TM571.61
- 页码:
- 纸张:胶版纸
- 版次:
- 开本:16开
本书以行动导向教学理念为基础,采用项目化方式,由浅入深地介绍西门子S7-1200 PLC的软硬件结构、工作原理、指令系统、组态技术和以太网通信技术等。以项目为载体,从电气图设计到产品安装调试,基于工作过程使学生快速掌握项目所需理论知识及操作技能,培养学生的实际动手能力和精益求精的工匠精神。每个项目同时提供梯形图(LAD)和结构化控制语言(SCL)两种编程语言实现方式,拓展语言的开发技巧以更快响应项目的开发需求。
本书在“学银在线”“超星学习通”平台上配有在线课程,提供微课、电子课件及在线题库等丰富的教学资源,并为每个项目提供工作手册式的实训指导书和仿真工程文件,有利于开展混合式协作教学。
本书可作为职业院校、应用型本科机电设备类、自动化类相关课程教材,也可作为社会培训及行业从业人员的参考用书。
为方便教学,本书植入二维码视频,配有电子课件、电子教案、习题答案、工程文件、模拟试卷及答案等,凡选用本书作为授课教材的教师可登录机械工业出版社教育服务网(www.cmpedu.com)注册后下载配套资源。本书咨询电话:010-88379564。
前言
随着智能制造产业的升级,控制对象的组成也变得复杂,可编程序逻辑控制器从单一的逻辑控制,逐步发展到网络联网控制,对智能制造行业从业人员也提出了更高的要求。本书以西门子S7-1200系列PLC在工业机器人自动组装线中的应用为项目背景,以面向对象程序设计方式讲述控制器程序为设计思路,基于工作过程系统化方式为每个项目提供电气图、梯形图(LAD)程序或结构化控制语言(SCL)程序,以及触摸屏程序和仿真程序,让读者由浅入深逐渐掌握PLC系统开发的技能。
本书具有下列特点:
1.产教融合,应用为先
本书以可编程序逻辑控制器应用为主,简化控制理论方面的论述,除设有梯形图编程方式外,根据工业控制行业发展特点加强SCL语言的应用内容,提高产品的结构化特点,为今后跨平台学习提供更好的基础。同时介绍了Modbus、TCP、OPC等多种开放式通信协议,以及西门子S7通信、PROFINET、PROFIdrive等协议的应用方式,符合当前工业4.0的发展特点。
2.项目式教学,工学结合
本书打破传统知识体系,实施项目式教学,从分析控制系统要求,到控制系统电气设计,再到软硬件安装调试,项目设置由简到难,提高读者问题解决能力。项目1以直流电动机为控制对象,介绍PLC控制系统的基本使用方法,以及LAD语言和SCL语言的基本编程方式。项目2介绍PLC中实现面向对象程序设计(OOP)的方法,掌握PLC的工作原理和程序结构。项目3以步进电动机为应用背景介绍定时器和计数器的使用方式,并实现HMI动画展示。项目4对比USS通信控制和模拟量控制变频器方式的不同,讲解PID控制及整定方法,并实现HMI的用户管理。项目5以分布式I/O及PROFIdrive为基础讲解伺服电动机控制,以及如何利用报表功能查看当前设备状态。项目6介绍PLC所支持的多种数据通信方式,为PLC系统网络功能扩展奠定基础。
3.混合协作式学习,动态升级教学资源
本书在“学银在线”“超星学习通”上提供配套在线课程,结合德国职业教育行动导向教学理念,利用协作式学习模式组织内容,形成线上线下混合教学模式,构建新形态立体化课程体系。通过六步法组织教学,建立起以学生为中心的多元化的教学内容,让学生在学习专业技能的同时,提升职业化规范意识和岗位素养。学生学习课程配套微课的同时,还可通过在线课程所提供的配套电子实训工作手册,系统地完成项目内容。在线课程将针对行业及工艺上的技术革新持续更新,并不断优化项目教学内容,培养学生终身学习的理念。
本书由余攀峰担任主编,韩玉铭、吴森林、钟诚担任副主编,参与编写的有张瑞清、赵传蕾、常虹。其中余攀峰制定编写大纲并编写项目1至项目3(除项目3任务2),吴森林编写项目4,韩玉铭编写项目5,余攀峰和钟诚编写项目6,常虹编写项目3任务2。教材配套微课及在线课程为校企合作双元开发,并由双元职业教育(北京)有限公司张瑞清和赵传蕾参与制作及维护。
由于编者专业和学术水平有限,不足之处在所难免,敬请各位专家、学者不吝赐教,欢迎广大读者批评指正。
编者
目录
前言
二维码索引
项目1安全门直流电动机控制
系统项目情景
古语有云
思维导图
任务1PLC控制系统电气设计及
调试
任务描述
任务目标
知识储备
1. S7-1200系列PLC硬件构成
2.与其他西门子PLC的区别
任务实施
1.设计控制系统电气原理图
2.安装CPU及注意事项
任务2PLC硬件组态
任务描述
任务目标
知识储备
1. TIA Portal V16简介
2. TIA Portal V16软件安装方法
任务实施
1.创建TIA工程文件
2.添加控制器
3.配置组态参数
4.实体及仿真下载
任务3PLC程序设计与调试
任务描述
任务目标
知识储备
1.用户程序
2.变量表
3. LAD与SCL
4.位逻辑控制
任务实施
1.设计用户程序
2.程序调试与仿真
总结与扩展
1.项目总结
2.扩展任务
项目2机械手气缸控制系统
项目情景
古语有云
思维导图
任务1控制系统设计及调试
任务描述
任务目标
知识储备
1. PLC工作原理
2.控制系统电气设计
3. GRAFECT流程图
任务实施
1.扩展PLC硬件模块
2.配置存储区
任务2面向对象程序框架设计
任务描述
任务目标
知识储备
1.面向对象程序设计
2. PLC程序结构
3.程序调试方法
任务实施
1.设计控制程序架构
2.创建手动控制FC
3.创建自动控制FB
4.设计驱动程序
5.设计初始化程序
任务3HMI程序设计
任务描述
任务目标
知识储备
HMI设备
任务实施
1. HMI硬件组态
2.静态元素设计
3.设置开关与按钮
4.设置状态指示灯
5.程序下载及仿真
总结与扩展
1.项目总结
2.扩展任务
项目3工件自动分拣系统
项目情景
古语有云
思维导图
任务1步进控制电气系统设计及
调试
任务描述
任务目标
知识储备
1.高速脉冲输出
2.步进电动机控制
3.系统电气及流程图设计
任务实施
1.设置轴工艺对象
2.手动调试步进电动机
任务2程序设计与调试
任务描述
任务目标
知识储备
1.定时器指令
2.计数器指令
3.步进电动机控制指令
任务实施
1.设计程序框架
2.设计自动控制程序
3.设计驱动控制程序
任务3触摸屏动画展示
任务描述
任务目标
知识储备
1.界面动画
2.数组定义及引用
3.数学运算
任务实施
1.设计监控界面功能
2.设置元素动画
总结与扩展
1.项目总结
2.扩展任务
项目4恒压供水系统
项目情景
古语有云
思维导图
任务1变频控制系统电气设计与
调试
任务描述
任务目标
知识储备
1.模拟量压力传感器
2. PLC模拟I/O
3. V20系列变频器
4.模拟量控制系统电气设计
任务实施
1.手动调试变频器
2.设置变频器参数
任务2变频器PID模拟量控制
任务描述
任务目标
知识储备
1.循环中断及设置
2. PID控制
任务实施
1.采集处理模拟量
2.组态PID工艺对象
3.设计恒压自动控制程序
任务3变频器USS通信控制
任务描述
任务目标
知识储备
变频器USS通信
任务实施
1.设计PLC USS通信程序
2.设计变频器通信程序
任务4HMI状态管理
任务描述
任务目标
知识储备
操作权限
任务实施
1.设置用户权限
2.设置HMI报警
总结与扩展
1.项目总结
2.扩展任务
项目5智能仓储系统
项目情景
古语有云
思维导图
任务1伺服控制系统设计及调试
任务描述
任务目标
知识储备
1. PROFINET分布式I/O
2. PROFIdrive通信协议
3. I/O电气图设计
4.伺服硬件电气设计
任务实施
1.安装GSD文件
2.组态分布式I/O模块
3.组态伺服控制
任务2程序设计及调试
任务描述
任务目标
知识储备
1.伺服电动机运动控制指令
2. SCL循环指令
3.移位指令
4. PLC数据类型
5.扫描RLO信号指令
任务实施
1.设计伺服电动机控制类
2.伺服运动控制实例化
3.设计仓储控制程序
任务3HMI报表设计
任务描述
任务目标
知识储备
报表
任务实施
1.设置常规报表
2.设置报警报表
总结与扩展
1.项目总结
2.扩展任务
项目6PLC网络数据通信
项目情景
古语有云
思维导图
任务1西门子S7通信
任务描述
任务目标
知识储备
网络通信协议
任务实施
1.组态S7网络
2.设计S7通信程序
任务2PLC开放式用户通信
任务描述
任务目标
任务实施
1.工业机器人Modbus TCP从站
配置
2. Modbus TCP主站配置
3.标准TCP SOCKET通信
4. OPC通信
任务3HMI趋势视图
任务描述
任务目标
任务实施
1.添加趋势视图控件
2.操作趋势视图
总结与扩展
1.项目总结
2.扩展任务
附录
知识技能点
参考文献