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第1章 PLC概述 1

1.1 PLC的一般组成 1

1.2 PLC的定义及工作原理 3

1.2.1 PLC的定义 3

1.2.2 PLC工作原理 3

1.3 PLC的特点及发展趋势 6

1.3.1 PLC的特点 6

1.3.2 PLC的分类 7

1.3.3 PLC的发展趋势 7

1.3.4 PLC应用领域 8

1.4 PLC的性能指标 9

1.5 PLC的编程语言 10

1.5.1 梯形图（Ladder Diagram） 10

1.5.2 语句表（Statement List） 12

1.5.3 功能块图（Function Block Diagram） 13

1.5.4 顺序功能图（Sepuential Function Chart） 13

1.5.5 结构文本（Structured Text） 13

习题 14

第2章 PLC控制基础 15

2.1 PLC控制系统的基本组成形式 15

2.1.1 PLC的基本结构 15

2.1.2 PLC控制系统的结构 16

2.2.1 现代工业控制的发展 20

2.2 可编程控制器与其他工业控制系统的比较 20

2.2.2 基于微处理器的工业控制系统 22

2.2.3 PLC控制系统与其他系统的区别 24

2.3 PLC对继电器控制系统的仿真 25

2.4 输入／输出的编址 26

2.4.1 绝对编址和符号编址 26

2.4.2 I/O地址分配 27

2.5 接口模块 28

2.5.1 模块的种类及安装 28

2.5.2 S7-300的常用模块 29

2.5.3 I/O模块工作原理 31

2.5.4 I/O的一般问题 35

2.6 组态 37

2.6.1 组态与集成 37

2.6.2 组态的实现 38

2.7 S7-300的CPU 39

2.7.1 S7-315简介 39

2.7.2 编程器 41

习题 41

第3章 PLC编程基础 43

3.1 指令执行原理 43

3.1.1 STL使用的逻辑堆栈 43

3.1.2 梯形图的能流概念 45

3.1.3 梯形图的特点 45

3.1.5 循环处理过程 47

3.1.4 基本编程技巧 47

3.2 存储器的划分 49

3.2.1 存储器 49

3.2.2 S7-300的CPU中的存储器 49

3.2.3 S7-300中的系统存储器 50

3.3 S7-300 CPU中的程序组织 52

3.3.1 程序组织 52

3.3.2 指令格式 54

3.4 用户程序结构 56

3.4.1 结构化程序 56

3.4.2 块的种类 56

3.5.1 实时性能 58

3.5 CPU内部功能结构与周期扫描 58

3.5.2 CPU中的寄存器 60

3.6 数据类型及寻址方式 61

3.6.1 数据类型 61

3.6.2 寻址方式 64

3.7 S7-315-2DP的技术性能指标 66

习题 71

第4章 S7-300指令系统 72

4.1 概述 72

4.2 位逻辑指令 73

4.3 比较指令 81

4.4 字逻辑指令 83

4.5 定时器指令 84

4.6 计数器指令 89

4.7 数据块指令 92

4.8 浮点算术运算指令 93

4.9 整数算术运算指令 94

4.10 赋值和转换指令 96

4.11 移位和循环指令 99

4.12 状态位指令 101

4.13 逻辑控制指令 103

4.14 程序控制指令 104

习题 107

5.1.1 基本概念和术语 108

5.1 通信基础知识 108

第5章 通信及网络技术 108

5.1.2 差错控制 111

5.1.3 传输介质 113

5.1.4 串行通信接口标准 113

5.2 网络基础知识 115

5.2.1 局域网4大要素 116

5.2.2 网络协议和体系结构 118

5.2.3 现场总线 120

5.3 工厂企业自动化系统网络 123

5.3.1 系统网络模型 123

5.3.2 PLC网络的通信方式 125

5.4.1 ModBus协议 129

5.4 自动化系统网络协议 129

5.4.2 As-i协议 136

5.4.3 MPI通信介绍 138

5.4.4 利用PROFIBUS协议进行网络通信 139

5.4.5 工业以太网 149

5.4.6 点对点通信 154

5.5 通信部件介绍 157

5.5.1 通信端口 157

5.5.2 PC/PPI电缆 158

5.5.3 网络连接器 160

5.5.4 PROFIBUS网络电缆 160

5.5.6 EM277 PROFIBUS-DP模块 161

5.5.5 网络中继器 161

5.6 智能设备互联 162

第6章 STEP 7开发环境简介 166

6.1 STEP 7概述 166

6.1.1 STEP 7的安装 166

6.1.2 STEP 7的授权 166

6.1.3 SIMATIC管理器 166

6.1.4 使用帮助 167

6.1.5 卸载STEP 7 167

6.2 项目结构 168

6.2.1 新项目的创建 168

6.3 硬件组态 170

6.2.2 项目结构 170

6.3.1 硬件组态窗口 171

6.3.2 主机架的配置 172

6.3.3 CPU参数设置 173

6.3.4 I/O模块参数设置 175

6.3.5 机架扩展 176

6.4 STEP7编程 177

6.4.1 程序结构 177

6.4.2 编程语言 178

6.4.3 程序编辑器 179

6.4.4 符号编程 180

6.5.1 建立在线连接 182

6.5 下载与测试 182

6.4.5 用LAD编写程序逻辑块 182

6.5.2 下载 183

6.5.3 上载 183

6.5.4 测试程序 183

习题 184

第7章 PLC的典型配套外设 185

7.1 异步电机控制 185

7.1.1 启动、停车和点动 185

7.1.2 电机正、反转控制 188

7.1.3 基本联锁控制 190

7.1.4 多地点控制 191

7.2.2 星—三角降压启动 192

7.2 电动机的启动 192

7.2.1 全压启动 192

7.2.3 自耦降压启动 193

7.2.4 串电阻降压启动 194

7.2.5 延边三角形降压启动 196

7.2.6 软启动 197

7.3 变频器的工作原理 198

7.3.1 变频器的工作原理 198

7.3.2 通用变频器的基本结构和类型 199

7.3.3 使用变频器时的注意事项 200

7.4 变频器在PLC控制系统中的应用 200

7.4.1 变频器的选型 202

7.4.2 变频器的安装与连线 203

7.4.3 变频器的技术参数 204

7.4.4 系统的硬件构成 204

7.4.5 系统的软件结构 205

7.5 触摸屏及其编程 205

7.5.1 触摸屏的主要类型 205

7.5.2 触摸屏的主要技术指标比较 206

7.5.3 触摸屏的编程 207

习题 212

第8章 PLC应用系统的设计与应用 214

8.1 系统设计概述 214

8.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤 215

8.2 PLC控制系统的设计 215

8.2.2 PLC控制系统的硬件设计 217

8.2.3 PLC控制系统的软件设计 221

8.2.4 PLC程序设计的常用方法 226

8.2.5 PLC程序设计步骤 239

8.3 人机界面的设计 242

8.3.1 PLC应用系统的人机界面 242

8.3.2 人机界面设计时应考虑的几个问题 242

8.3.3 人机界面设计的方法和步骤 244

8.3.4 人机界面设计过程 245

8.3.5 人机界面设计原则 246

8.4.1 将过程分割为任务和区域 247

8.4 自动化项目解决方案 247

8.4.2 各个功能区域说明 248

8.4.3 建立安全要求 251

8.4.4 描述所需要的操作员显示和控制 251

8.4.5 生成一个组态图 252

8.5 典型应用设计 253

8.5.1 PLC在细纱机上的应用 253

8.5.2 PLC在水泥厂煤预均化过程中的应用 259

8.5.3 工业搅拌过程的PLC控制系统的程序设计 261

习题 272

参考文献 274