第1章 PLC概述 1
1．1 PLC发展概况 1
1．1．1 PLC的产生 1
1．1．2 PLC的发展历史 2
1．1．3 PLC的发展趋势 2
1．2 PLC的分类及特点 3
1．2．1 PLC的分类 3
1．2．2 PLC的特点 4
1．2．3 PLC的应用 6
1．3 PLC的结构与工作原理 7
1．3．1 PLC的基本结构 7
1．3．2 PLC的工作原理 9
1．4 S7系列PLC简介 10
1．5 PLC控制系统设计 11
第2章 S7-300／400 PLC的硬件与安装 14
2．1 S7-300 PLC概述 14
2．1．1 S7-300 PLC的分类 14
2．1．2 S7-300 PLC的结构 20
2．1．3 S7-300 PLC的组成 22
2．1．4 S7-300 CPU模块的面板 22
2．1．5 S7-300 CPU模块的外部连接 25
2．2 S7-300 PLC的信号模块 26
2．2．1数字量模块 27
2．2．2模拟量模块 33
2．2．3模拟量输入模块与传感器的连接 38
2．2．4传感器的连接 40
2．2．5热电偶的连接 42
2．2．6模拟量输出模块的连接 43
2．2．7模拟量模块的诊断与中断 45
2．3电源模块 45
2．4通信及功能模块 47
2．4．1通信处理器（CP）模块 47
2．4．2功能模块 49
2．5人机操作界面（HMI）与分布式I/O 54
2．5．1人机操作界面HMI 54
2．5．2分布式I／O 55
2．6硬件模块的安装与编址 57
2．6．1硬件模块的安装 57
2．6．2 S7-300的编址 60
2．7 S7-400 PLC简介 62
2．7．1产品分类 64
2．7．2 S7-400 PLC的基本结构 67
2．8 S7-400的电源与CPU模块 70
2．8．1 S7-400的电源模块 70
2．8．2 S7-400的CPU模块 72
2．9 S7-400 PLC的信号与功能模块 78
2．9．1数字量I／O模块 78
2．9．2模拟量I／O模块 80
2．9．3功能模块 82
2．10 S7-400 PLC的通信及接口模块 83
2．10．1通信模块 83
2．10．2接口模块 85
2．11 S7-400 PLC的扩展 86
2．11．1扩展配置要求 86
2．11．2扩展形式 86
第3章 S7-300／400 PLC的指令系统 91
3．1 PLC编程语言与内部资源 91
3．1．1 STEP 7编程语言 91
3．1．2 PLC的内部资源 94
3．1．3 CPU中的寄存器 98
3．2 S7-300／400 PLC的编程基础 100
3．2．1数据类型和格式标记 100
3．2．2操作数 106
3．2．3寻址方式 107
3．3位逻辑指令 111
3．3．1触点指令 112
3．3．2线圈指令 116
3．3．3 RLO操作指令 118
3．3．4立即读与立即写 118
3．4定时器与计数器指令 120
3．4．1定时器指令 120
3．4．2计数器指令 125
3．5数据处理指令 128
3．5．1装入与传送指令 128
3．5．2比较指令 132
3．5．3转换指令 135
3．6数学运算指令 137
3．6．1整数运算指令 138
3．6．2浮点数运算指令 139
3．6．3字逻辑运算指令 141
3．6．4累加器指令 143
3．6．5移位和循环移位指令 145
3．7控制指令 149
3．7．1逻辑控制指令 149
3．7．2梯形图中的状态位触点指令 152
3．7．3循环指令 156
3．7．4程序控制指令 157
3．7．5主控继电器指令 160
3．7．6数据块指令 162
3．8梯形图编程规则 164
3．8．1梯形图的优化 164
3．8．2典型梯形图的设计 164
第4章 S7-300／400PLC的用户程序结构及结构化编程 170
4．1概述 170
4．1．1结构化编程 170
4．1．2用户程序中的块 171
4．1．3用户程序使用的堆栈 174
4．2功能块与功能的调用 175
4．2．1功能块的组成 175
4．2．2功能块局部变量声明 176
4．2．3功能块的调用及内存分配 177
4．2．4功能块与功能的应用举例 179
4．3数据块 181
4．3．1数据块的分类及使用 181
4．3．2访问数据块 183
4．3．3建立数据块 185
4．4结构化程序设计 187
4．4．1逻辑块的编程 187
4．4．2 FC和FB程序设计实例 192
4．5使用有参功能的结构化程序设计方法 198
4．5．1编辑有参功能 199
4．5．2在OB1中调用有参功能 201
4．6组织块与中断处理 202
4．6．1中断的基本概念与组织块的变量 202
4．6．2日期时间中断组织块（OB 10～OB 17） 203
4．6．3时间延时中断组织块 205
4．6．4循环中断组织块 207
4．6．5硬件中断组织块与背景组织块 208
4．6．6启动组织块OB 100／OB 101／OB 102 211
4．6．7故障处理组织块 213
4．6．8同步错误组织块 218
第5章 STEP7编程软件的使用 219
5．1概述 219
5．1．1 STEP 7标准软件包 219
5．1．2 STEP 7的安装和硬卡接口 220
5．1．3 STEP 7软件安装 220
5．2 SIMATIC管理器 225
5．3 STEP 7快速入门 227
5．3．1项目的创建与项目的结构 227
5．3．2定义符号 232
5．3．3创建逻辑块 234
5．4 STEP 7编程技术 236
5．4．1创建一个具有功能块和数据块的程序 236
5．4．2对功能FC的编程 240
5．4．3对共享数据块的编程 243
5．4．4使用多重背景编程 244
5．5 S7-PLCSIM仿真软件 248
5．5．1 S7-PLCSIM的主要功能 248
5．5．2 S7-PLCSIM的使用方法 248
5．5．3 S7-PLCSIM的应用举例 250
5．5．4仿真PLC与真实PLC的区别 251
第6章 S7-300／400 PLC的通信与网络 252
6．1 S7-300／400的集成通信网络 252
6．1．1工厂自动化系统的典型结构 252
6．1．2 S7-300／400 PLC的通信网络 253
6．1．3 S7通信的分类 255
6．2 MPI网络通信 256
6．2．1 MPI网络 256
6．2．2全局数据包（GD）通信方式 260
6．2．3无组态连接的MPI通信方式 268
6．2．4需要组态连接的通信方式 270
6．3工业以太网技术 272
6．3．1工业以太网概述 272
6．3．2工业以太网的连接 274
6．3．3工业以太网的交换技术 276
6．3．4工业以太网的网卡与通信处理器 276
6．3．5工业以太网的通信 278
6．4 PROFIBUS现场总线技术 281
6．4．1 PROFIBUS的主要构成 281
6．4．2 PROFIBUS协议及通信方式 283
6．4．3 PROFIBUS的数据传输与总线拓扑 287
6．4．4 PROFIBUS-DP 290
6．4．5 PROFIBUS-DP的主从通信 293
6．4．6通过DP接口连接远程I／O站和模拟量模块 299
6．4．7 DP从站之间的DX方式通信 306
第7章 S7-300／400 PLC工程应用实例 312
7．1 S7-300 PLC在料车卷扬调速系统中的应用 312
7．1．1系统概述 312
7．1．2主要设备的选择 313
7．1．3 PLC控制与变频调速系统设计 314
7．2 S7-300 PLC在中厚板精整控制系统中的应用 318
7．2．1系统概述 318
7．2．2总线连接 318
7．2．3变频器的设置 318
7．2．4 PROFIBUS-DP的电磁干扰 320
7．3 S7-400H冗余系统在透平机转速控制中的应用 320
7．3．1系统概述 320
7．3．2控制系统的组成 320
7．3．3透平机的启动升速调节 322
7．3．4升速过程的控制 323
7．4 S7-300 PLC在深孔镀铬控制系统中的应用 325
7．4．1原控制系统简介 325
7．4．2控制内容及要求 326
7．4．3系统总体设计 326
7．4．4控制程序的设计 328
7．5 S7-300 PLC在包装机同步控制系统中的应用 330
7．5．1包装机工作原理及控制要点 330
7．5．2控制系统设计 331
7．5．3同步控制实现方法 333
7．6 S7-300 PLC在定氧加铝控制系统中的应用 334
7．6．1系统概述 334
7．6．2定氧加铝自动控制系统 335
7．6．3 MM440变频器的控制 337
7．7 S7-300 PLC在钢铁生产线中的应用 339
7．7．1系统概述 339
7．7．2系统网络结构及配置 340
7．7．3 PLC程序设计 341
7．7．4变频器参数设置及系统分析 341
7．8 S7-300 PLC在提升机调速系统中的应用 343
7．8．1系统概述 343
7．8．2系统硬件组成 344
7．8．3 S曲线速度给定与实现 346
附录A 348
参考文献 352