智能制造控制系统编程与调试(S7-1200 PLC)(微课版)(配套活页实训工单)

1.本书系统性地讲解智能制造生产线各类设备的控制与集成调试,具有较强地实践性。 2.本书为活页式教材,各项目内容大多来自实际的智能制造生产线(含教学示范线)控制实例,具有较强地可操作性。
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赵橄培 (作者)

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1.教材紧跟工业4.0发展前沿,系统性地讲解智能制造生产线各类设备的控制与集成调试,具有较强地实践性。
2. 活页式教材,项目式教学内容分布,各项目内容大多来自实际的智能制造生产线(含教学示范线)控制实例,具有较强地可操作性。
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内容摘要

本书以西门子S7-1200 PLC为控制系统应用载体,利用典型的智能制造应用场景设计了基于工作过程的8个学习模块共14个任务。本书将编程基本概念、编程思路、调试技巧有机融入各任务,具体包括智能制造控制系统与编程软件、制造单元信号指示灯控制、PLC与工业机器人的通信控制、伺服运动控制、制造单元数控机床控制、智能仓储单元控制、智能制造单元SCADA系统开发、智能制造单元综合控制实例等内容。本书结构紧凑、图文并茂,具有较强的可读性和实用性。
本书不仅可作为高职高专智能控制技术、工业机器人技术、机电一体化技术的可编程控制类应用教材,还可作为相关工程技术人员的参考资料。

目录

学习模块一 智能制造控制系统与编程软件 1
模块概述 1
任务1-1 S7-1200 PLC控制系统 1
任务引入 1
学习目标 1
任务分析 1
知识准备 2
一、智能制造控制系统 2
二、S7-1200 PLC简介 2
三、S7-1200 PLC的程序结构 4
四、S7-1200 PLC的工作原理 5
任务实施 6
一、CPU安装准备 6
二、CPU预定位 6
三、固定CPU 6
任务实训 7
实训工单1-1 S7-1200 PLC的认知与安装 7
习题 7
任务1-2 TIA博图软件认知 7
任务引入 7
学习目标 7
任务分析 8
知识准备 8
一、TIA博图软件组成 8
二、TIA博图V15软件的工作界面 8
任务实施 11
一、用户程序的下载 11
二、用户项目的上传 13
三、用户项目的仿真调试 15
任务实训 16
实训工单1-2 TIA博图软件认知与用户程序的下载 16
习题 17
模块总结 17
学习模块二 制造单元信号指示灯控制 18
模块概述 18
任务2-1 总控制台信号指示灯的控制 18
任务引入 18
学习目标 19
任务分析 19
知识准备 19
一、S7-1200 PLC编程语言 19
二、系统存储器 19
三、S7-1200 PLC数据类型 20
四、位逻辑指令 21
任务实施 23
一、IO信号规划 23
二、硬件组态 23
三、设置PLC的时钟存储器 24
四、主程序编写 25
五、下载程序并调试 26
任务实训 27
实训工单2-1 总控制台信号指示灯控制程序的编写与调试 27
习题 27
任务2-2 制造单元三色状态灯控制 27
任务引入 27
学习目标 28
任务分析 28
知识准备 29
一、S7-1200 PLC以太网通信基础 29
二、开放式用户通信 29
三、开放式用户通信指令 29
任务实施 30
一、IO信号规划 30
二、硬件组态 31
三、通信指令配置 32
四、主程序设计 36
五、程序下载与调试 38
任务实训 38
实训工单2-2 制造单元三色状态灯控制程序编写与调试 38
习题 38
模块总结 39
学习模块三 PLC与工业机器人的通信控制 40
模块概述 40
任务3-1 PLC与工业机器人的Modbus TCP通信 40
任务引入 40
学习目标 41
任务分析 41
知识准备 41
一、Modbus TCP通信概述 41
二、S7-1200 PLC的Modbus TCP通信指令 42
三、磁感应式接近开关 43
任务实施 43
一、PLC与工业机器人的交互信号规划 43
二、硬件组态 44
三、通信程序编写 46
四、车床上料控制程序编写与调试 49
五、下载程序并调试 49
任务实训 50
实训工单3-1 PLC与工业机器人的Modbus TCP通信程序编写与调试 50
习题 50
任务3-2 PLC与工业机器人的PROFINET通信 51
任务引入 51
学习目标 51
任务分析 51
知识准备 51
一、PROFINET通信 51
二、ABB工业机器人的PROFINET通信选项 52
任务实施 52
一、PLC与工业机器人交互信号规划 52
二、硬件组态 52
三、工业机器人PROFINET通信配置 56
四、通信调试 60
任务实训 63
实训工单3-2 PLC与工业机器人的PROFINET通信程序编写与调试 63
习题 63
模块总结 64
学习模块四 伺服运动控制 65
模块概述 65
任务4-1 按钮控制伺服轴运动 65
任务引入 65
学习目标 66
任务分析 66
知识准备 66
一、S7-1200 PLC的运动控制方式 66
二、伺服电机与伺服驱动器 67
三、轴的运动控制指令 67
四、移动操作指令 68
任务实施 68
一、IO信号规划 68
二、硬件组态 69
三、伺服轴的组态 69
四、主程序编写 73
五、程序下载与调试 74
任务实训 75
实训工单4-1 按钮控制伺服轴运动程序编写与调试 75
习题 75
任务4-2 伺服滑台的绝对定位控制 75
任务引入 75
学习目标 75
任务分析 76
知识准备 76
一、轴的运动控制指令 76
二、轴的调试 79
三、光电接近开关 80
任务实施 81
一、IO信号规划 81
二、硬件组态 82
三、工艺轴组态 82
四、伺服轴绝对定位程序编写 82
五、程序下载与调试 85
任务实训 85
实训工单4-2 伺服滑台的绝对定位控制程序编写与调试 85
习题 85
模块总结 86
学习模块五 制造单元数控机床控制 87
模块概述 87
任务5-1 HMI控制数控车床 87
任务引入 87
学习目标 88
任务分析 88
知识准备 88
一、定时器指令 88
二、运算指令 90
三、人机界面与触摸屏 90
四、西门子触摸屏 91
五、PLC与HMI的集成仿真 91
任务实施 92
一、IO信号规划 92
二、硬件组态 92
三、车床控制主程序编写 94
四、HMI车床控制画面制作 95
五、程序下载与调试 99
任务实训 100
实训工单5-1 HMI控制数控车床的程序编写与调试 100
习题 100
任务5-2 PLC与CNC机床的S7通信 100
任务引入 100
学习目标 100
任务分析 101
知识准备 101
一、S7通信协议 101
二、S7通信指令 101
任务实施 102
一、西门子828D网络设置 102
二、PLC程序编写 103
三、程序下载与调试 107
任务实训 107
实训工单5-2 PLC与CNC机床的S7通信程序编写与调试 107
习题 108
模块总结 108
学习模块六 智能仓储单元控制 109
模块概述 109
任务6-1 仓储单元RFID芯片读写控制 109
任务引入 109
学习目标 110
任务分析 110
知识准备 110
一、Modbus RTU通信协议 110
二、Modbus RTU通信指令 111
三、边沿检测指令 113
任务实施 114
一、RFID读写信号规划 114
二、硬件组态 114
三、通信函数块编写 116
四、主程序编写 121
五、程序下载与调试 122
任务实训 123
实训工单6-1 仓储单元RFID芯片读写控制程序编写与调试 123
习题 123
任务6-2 仓储单元取放料流程控制 123
任务引入 123
学习目标 123
任务分析 123
知识准备 124
一、SCL简介 124
二、SCL程序控制指令 124
任务实施 125
一、IO信号规划 125
二、硬件组态 126
三、IO信号转换数据块的创建 127
四、取放料流程控制程序编写 128
五、主程序编写 130
六、程序下载与调试 131
任务实训 131
实训工单6-2 仓储单元取放料流程控制程序编写与调试 131
习题 132
模块总结 132
学习模块七 智能制造单元
SCADA系统开发 133
模块概述 133
任务引入 133
学习目标 134
任务分析 134
知识准备 134
一、SCADA系统 134
二、智能制造单元SCADA系统 135
三、WinCC Runtime Professional简介 135
任务实施 136
一、IO信号规划 136
二、硬件组态 136
三、SCADA系统画面组态 138
四、PLC主程序编写 140
五、SCADA系统与PLC变量连接 144
六、SCADA系统调试 148
任务实训 149
实训工单7-1 智能制造单元SCADA系统开发与调试 149
习题 149
模块总结 150
学习模块八 智能制造单元综合
控制实例 151
模块概述 151
任务引入 151
学习目标 152
任务分析 152
知识准备 153
一、复杂工艺流程的编程思路 153
二、自动化生产工艺流程的调试策略 153
任务实施 154
一、程序编写思路 154
二、硬件组态 154
三、HMI画面设计 155
四、PLC主程序编写 157
五、HMI与PLC变量连接 168
六、程序下载与功能演示 171
任务实训 171
实训工单8-1 智能制造单元综合控制程序编写与调试 171
习题 171
模块总结 172

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作者介绍

赵橄培,男,硕士,工程师,现为湖南汽车工程职业学院智能控制技术专业负责人,2013-2018年在中国铁建重工集团担任研发工程师,2019获第三届中国技能大赛智能制造技术技能大赛国家决赛装配钳工教师组三等奖,指导学生获机器人系统集成等赛项省三等奖以上奖励2项,获授权专利2项。

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