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第1章 可编程控制器基础 1

1.1 PLC的发展过程及基本功能 2

1.1.1 PLC的发展过程 2

1.1.2 PLC的基本功能 3

1.2 PLC的特点、性能指标及分类 3

1.2.1 PLC的特点 3

1.2.2 PLC的性能指标 4

1.2.3 可编程控制器的分类 5

1.3 PLC的基本结构及工作原理 6

1.3.1 PLC的基本结构 6

1.3.2 可编程控制器的工作原理 8

1.4 PLC与其他工业控制装置的比较 9

1.4.1 PLC与继电器控制系统的比较 9

1.4.2 PLC与集散控制系统的比较 9

1.4.3 PLC与工业控制计算机的比较 9

1.5 PLC的发展趋势 10

思考及练习 11

第2章 可编程控制器硬件组成及系统特性 13

2.1 S7-200 PLC系列产品 14

2.1.1 S7-200 CPU模块 14

2.1.2 S7-200地址分配 16

2.2 S7-1200 PLC系列产品 18

2.2.1 S7-1200 CPU模块 19

2.2.2 S7-1200 PLC扩展模块 20

2.3 S7-300 PLC系列产品 22

2.3.1 S7-300 CPU模块 22

2.3.2 S7-300地址分配 23

2.3.3 S7-200、S7-1200和S7-300的区别 25

2.4 S7-400 PLC系列产品 25

2.5 S7-1500 PLC系列产品 27

2.5.1 S7-1500 CPU模块 28

2.5.2 S7-1500 PLC的信号模块 29

2.5.3 S7-1500 PLC的通信模块 30

2.5.4 S7-1500 PLC接口模块及工艺模块 31

2.5.5 S7-1500 PLC电源模块 31

思考及练习 32

第3章 STEP 7指令系统及应用 33

3.1 PLC编程基础 34

3.1.1 指令及其结构 34

3.1.2 PLC编程的基本原则 37

3.1.3 STEP 7软件结构及调用执行 39

3.2 位逻辑指令及应用 41

3.2.1 基本逻辑指令及应用 41

3.2.2 置位／复位指令及应用 56

3.2.3 边沿识别指令及应用 63

3.2.4 跳步指令及应用 67

3.2.5 主控指令及应用 71

3.3 数据块及数据传送指令 75

3.3.1 数据块结构及数据格式 75

3.3.2 数据传送指令 75

3.3.3 数据块测试与修改 76

3.4 定时指令及应用 78

3.4.1 脉冲定时器（SP） 80

3.4.2 扩展脉冲定时器（SE） 80

3.4.3 接通延时定时器（SD） 81

3.4.4 保持型接通延时定时器（SS） 82

3.4.5 关断延时定时器（SF） 83

3.4.6 定时指令的应用 85

3.4.7 程序设计指导 94

3.5 计数及比较指令 99

3.5.1 计数指令及应用 99

3.5.2 比较指令及应用 100

3.6 参数／变量声明及应用 104

3.7 移位／循环、转换及数学运算指令 106

3.7.1 移位／循环指令 106

3.7.2 转换指令 109

3.7.3 数学运算指令 110

3.7.4 数字逻辑运算指令 111

3.7.5 高级数学运算指令 112

3.8 综合练习 113

3.8.1 自动停车场控制 113

3.8.2 传送带自动控制 116

3.8.3 自动门控制 118

3.8.4 十字路口交通灯控制 119

思考及练习 122

第4章 可编程控制器控制系统的设计与调试 125

4.1 PLC控制系统的总体设计 125

4.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 125

4.1.2 PLC控制系统设计的基本内容 126

4.1.3 PLC控制系统的设计步骤 126

4.2 PLC控制系统硬件设计方法 127

4.2.1 PLC控制系统的类型和运行方式 128

4.2.2 系统硬件设计根据 129

4.2.3 CPU模板的选择 129

4.2.4 I/O模板的选择 131

4.2.5 系统硬件设计文件 132

4.3 程序设计 132

4.3.1 程序结构设计 132

4.3.2 符号表与符号化编程 133

4.4 PLC在顺序控制中的应用 135

4.4.1 顺序控制与程序结构 135

4.4.2 顺序控制系统程序设计实例 137

4.5 仿真软件S7-PLCSIM的使用 142

4.5.1 S7-PLCSIM仿真软件概述 142

4.5.2 S7-PLCSIM的菜单功能介绍 143

4.5.3 S7-PLCSIM的常用功能 144

4.5.4 S7-PLCSIM的基本操作 145

4.5.5 关于S7-PLCSIM使用的几点说明 146

4.6 PLC系统的现场调试 147

4.6.1 信号模拟 147

4.6.2 寻找／替换与换线 147

4.6.3 程序块监控 148

4.6.4 变量监控与修改 148

4.6.5 I/O强制 149

4.7 组织块OB及其应用 150

4.7.1 组织块概述 150

4.7.2 循环控制组织块 151

4.7.3 中断控制组织块 152

4.7.4 时钟存储器 154

4.7.5 初始化模块及应用 155

4.8 模拟量处理 158

4.8.1 模拟量I/O模板特性 158

4.8.2 模拟量输出信号的量值整定 158

4.8.3 模拟量的规范化 159

思考及练习 159

第5章 可编程控制器控制系统的硬件组态及通信网络 161

5.1 可编程控制器系统的模板特性 161

5.1.1 S7-300 PLC系统的模板特性 161

5.1.2 S7-400 PLC系统的模板特性 163

5.2 可编程控制器系统的硬件组态及I/O扩展 164

5.2.1 S7-300 PLC系统的硬件组态 164

5.2.2 S7-400 PLC系统的硬件组态 165

5.2.3 S7-300 PLC系统的I/O扩展 166

5.2.4 S7-400 PLC系统的I/O扩展 167

5.3 多点接口（MPI）网络与全局数据通信 168

5.3.1 MPI网络与全局数据设置 168

5.3.2 MPI网络组态及应用 169

5.4 工业现场总线（PROFIBUS） 171

5.4.1 PROFIBUS的结构 171

5.4.2 PROFIBUS-DP网络及I/O从站 171

5.4.3 PROFIBUS-DP网络组态及应用 174

5.5 工业以太网（Industrial Ethernet） 176

5.5.1 CP 343-1通信处理器 177

5.5.2 CP 443-1通信处理器 178

5.5.3 工业以太网组态 178

思考及练习 180

第6章 S7-200可编程控制器 181

6.1 PLC的硬件配置及编址 181

6.1.1 PLC模板的特点、技术参数及工作方式 181

6.1.2 PLC的编程元件及I/O编址 182

6.1.3 S7-200编程语言及程序结构 186

6.2 S7-200常用指令 187

6.2.1 位逻辑指令 187

6.2.2 定时器指令 192

6.2.3 计数和比较指令 195

6.2.4 S7-200 PLC应用实例 198

6.3 S7-200其他指令 201

6.3.1 程序控制指令 201

6.3.2 运算指令 206

6.4 顺序控制指令及应用 211

6.4.1 顺序控制的基本概念 211

6.4.2 顺序功能图的基本结构 212

6.4.3 顺序功能图中转换实现的基本规则 212

6.4.4 经验设计法与顺序控制设计法的主要区别 213

6.4.5 顺序控制指令与程序设计 213

6.5 S7-200编程软件的使用 219

6.5.1 菜单功能说明 219

6.5.2 软件编程及调试 222

思考及练习 226

参考文献 227