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第一篇S7-300/400 PLC编程技术 2

第1章SIMATIC管理器 2

1.1编程环境简介 3

1.1.1编程软件STEP 7的安装 5

1.1.2硬件目录的更新和下载 5

1.1.3程序的归档 6

1.2硬件组态 6

1.2.1通过项目向导进行硬件组态 7

1.2.2普通的硬件组态 8

1.2.3 I/O口地址设置 10

1.2.4下载 11

1.3重要参数设置 13

第2章 基础编程语言 16

2.1 STEP 7编程基础 17

2.1.1数据类型 17

2.1.2状态字 18

2.2位逻辑指令 19

2.2.1触点指令 20

2.2.2置位复位指令 22

2.2.3触发指令 23

2.2.4边沿检测指令 25

2.3定时器指令 27

2.3.1定时器字 27

2.3.2脉冲定时器 28

2.3.3扩展脉冲定时器 29

2.3.4接通延时定时器 30

2.3.5保持型接通延时定时器 32

2.3.6断开延时定时器 32

2.4计数器指令 36

2.4.1加法计数器 36

2.4.2减法计数器 37

2.4.3加减可逆计数器 37

2.5高速计数器 41

2.5.1高速计数器概述 42

2.5.2高速计数器使用实例 44

2.6数据处理指令 48

2.6.1传送指令 48

2.6.2比较指令 50

2.6.3数据转换指令 60

2.6.4移位指令和循环移位指令 63

2.7数据运算指令 69

2.7.1整数运算指令 69

2.7.2浮点数算术运算指令 70

2.7.3字逻辑运算指令 77

2.8控制指令 78

2.8.1逻辑控制指令 78

2.8.2程序控制指令 81

2.9综合应用实例 82

第3章 调试方法 91

3.1可视化的硬件检查（利用LED指示灯调试） 92

3.2硬件调试方法 92

3.2.1下载组态的调试 92

3.2.2建立在线连接 93

3.2.3诊断符号 94

3.2.4利用“模块信息”工具调试 94

3.2.5离线/在线程序块的比较 95

3.2.6硬件组态窗口中信号的检测与修改 96

3.3软件调试方法 97

3.3.1利用程序状态调试 97

3.3.2利用变量表调试 98

3.3.3利用“诊断缓冲区”调试 101

3.3.4参考数据 103

3.3.5结构化程序的调试 104

3.4 S7-PLCSIM的应用 105

3.4.1 S7-PLCSIM介绍 105

3.4.2 S7-PLCSIM的使用方法 105

3.4.3仿真PLC与真实PLC的区别 107

第4章 顺序功能图 109

4.1顺序功能图的绘制原则 110

4.1.1顺序功能图基本概念 110

4.1.2顺序功能图绘制要点 112

4.1.3顺序功能图的基本结构 112

4.1.4顺序功能图的转换规则 112

4.2顺序功能图的梯形图实现 113

4.2.1控制程序和输出程序的具体实现 113

4.2.2单序列的编程方法 114

4.2.3选择序列的编程方法 115

4.2.4并行序列的编程方法 118

4.2.5具有多种工作方式系统的顺序功能图的编程方法 124

4.2.6 S7 GRAPH编程语言 130

第5章 结构化编程 137

5.1 STEP 7中程序的基本结构 138

5.1.1概述 138

5.1.2块的含义 138

5.2功能块和功能的编程及调用 141

5.2.1块之间调用关系及区别 141

5.2.2变量声明表 141

5.2.3功能编程举例 142

5.2.4功能块编程举例 145

5.3功能和功能块程序设计实例 147

第二篇 网络通信应用 158

第6章 网络通信概论 158

6.1网络的基本概念 159

6.2网络的分类 160

6.2.1按照拓扑结构分 160

6.2.2按照地域分 160

6.3通信方式 163

6.3.1并行通信与串行通信 163

6.3.2单工、半双工与全双工通信 163

6.3.3串行通信接口标准 164

6.4工业网络通信基础 164

第7章MPI网络通信 167

7.1 S7-300与S7-300 PLC之间的MPI通信 168

7.1.1 MPI网络的硬件组态 168

7.1.2在通信双方编写程序（双边编程） 171

7.1.3在通信一方编写程序（单边编程） 177

7.2 S7-300与S7-200 PLC之间的MPI通信 180

7.2.1 S7-300侧的组态 180

7.2.2 STEP 7-Micro/WIN中的MPI参数设置 180

7.2.3程序编写 181

7.2.4程序运行监控 182

7.3项目的下载方式 182

7.3.1通过MPI协议下载 183

7.3.2通过PROFIBUS协议下载 185

7.3.3通过TCP/IP下载 185

7.3.4通过PPl下载 188

第8章PROFIBUS-DP现场总线通信网络 190

8.1 S7-300/400和S7-300/400的PROFIBUS-DP不打包通信 193

8.1.1网络组建 193

8.1.2软件编程 199

8.2 S7-300/400和S7-300/400的PROFIBUS-DP打包通信 201

8.2.1 SFC15和SFC 14简介 201

8.2.2网络组建 201

8.2.3软件编程 206

8.3 S7-200与S7-300/400的PROFIBUS-DP通信 210

8.3.1 EM277的使用 210

8.3.2通信区的设定 210

8.3.3网络组态举例 211

8.3.4软件编程 217

8.4 S7-300与ET200S之间的PROFIBUS-DP通信 218

8.4.1 PROFIBUS-DP远程I/O网络组态 218

8.4.2软件编程及运行监控 221

第9章 工业以太网通信技术 222

9.1 S7-200之间的客户机/服务器通信 224

9.1.1 C/S网络客户端配置 225

9.1.2 C/S网络服务器端配置 229

9.1.3程序编写 230

9.2 S7-300与S7-200 PLC之间的IE通信 234

9.2.1两台CPU222客户端组态 234

9.2.2 S7-300的服务器组态 235

9.2.3编写通信程序 236

9.2.4项目下载 237

9.2.5通信结果监控 237

9.3多台S7-300PLC之间的IE通信 238

9.3.1网络组建 238

9.3.2程序编写 241

9.3.3项目下载及运行监控 244

9.4 S7-300与ET200S的PROFINET远程I/O通信 245

9.4.1 PROFINET网络组建 245

9.4.2程序编写及验证 247

第10章 现场总线（MODBUS）通信 248

10.1 MODBUS通信协议简介 249

10.2 MODBUS RTU通信协议 249

10.3 S7-300/400与S7-200的MODBUS通信 250

10.3.1通信方案设计 250

10.3.2 S7-300的设置 253

10.3.3 S7-200 PLC的设置 268

10.3.4 S7-300/400与S7-200的MODBUS通信软硬件联调 272

第三篇 组件的使用 279

第11章 模拟量输入/输出模块及其应用 279

11.1概述 280

11.1.1模拟量模块工程应用 280

11.1.2模拟量模块数值表示 281

11.1.3模拟量模块调试使用概述 284

11.2 S7-300的模拟量控制指令及编程 286

11.2.1模块简介 286

11.2.2 SM331模块的使用 288

11.2.3 SM334模块的使用 292

11.3基于PID控制的模拟量水位控制系统 297

11.3.1 PID算法基本原理 298

11.3.2 PID在系统中的作用 299

11.3.3 PID控制功能模块的使用 299

11.3.4输入过程量量程转换 301

11.3.5输出过程量量程转换 301

11.3.6 PID水位控制系统的实现 302

第12章 变频器的应用 306

12.1变频器基础知识 307

12.2西门子MM 4系列变频器概述 310

12.2.1概述 310

12.2.2 MM440变频器的技术规格及可选件 314

12.2.3基本操作 317

12.2.4本章示例所用相关设备规格参数说明 322

12.3基本操作面板（BOP）控制MM440变频器示例 322

12.4 MM440变频器加PLC实现固定频率控制示例 325

12.5 PLC加模拟量模块控制MM440变频器示例 329

12.6 PLC通过PROFIBUS控制多台变频器示例 332

第四篇 人机界面（HMI）及其应用 347

第13章WinCC flexible软件 347

13.1 WinCC flexible软件介绍 348

13.1.1概述 348

13.1.2与SIMATIC ProTool组态软件的比较 348

13.1.3 WinCC flexible的组成部分 349

13.2 WinCC flexible软件的编程环境 349

13.3 WinCC flexible软件使用基础 352

13.4报警 352

13.4.1报警的基本概念和功能 352

13.4.2报警的分类 353

13.4.3显示报警 353

13.4.4报警视图的组态 354

13.4.5组态报警 355

13.4.6在运行系统中测试 358

13.4.7小结 359

13.5数据记录与趋势视图 359

13.5.1数据记录的基本概念 359

13.5.2数据记录的组态 359

13.5.3趋势视图的组态 361

13.5.4在运行系统中的测试 363

13.5.5小结 364

13.6运行脚本 364

13.6.1功能概述 364

13.6.2编辑脚本的工具 365

13.6.3组态脚本 366

13.6.4调试脚本 368

13.6.5在运行系统中测试 368

13.6.6小结 369

13.7用户管理 369

13.7.1用户管理的原理 369

13.7.2访问对象的流程 370

13.7.3用户管理的基本组态 371

13.7.4用户视图 373

13.7.5实例：组态具有访问保护的命令按钮和I/O域 373

13.7.6在运行系统中测试 374

13.7.7小结 375

第14章 触摸屏的应用 376

14.1工程实例1（应用TP 170A触摸屏） 377

14.1.1实例要求 377

14.1.2系统硬件 377

14.1.3建立变量 379

14.1.4在WinCC flexible中组态项目 379

14.1.5离线测试项目 385

14.1.6在线下载项目（传送） 385

14.1.7 PLC组态及程序 388

14.2工程实例2（应用TP270触摸屏） 389

14.2.1实例要求 389

14.2.2系统硬件 389

14.2.3建立变量 391

14.2.4触摸屏的画面设计 395

14.2.5 PLC硬件组态 402

14.2.6 PLC程序设计 403

参考文献 406