第一章 SIMATIC自动化系统概述 1
第一节 西门子SIMATIC技术简介 1
一、SIMATIC PCS7 1
二、SIMATIC工业软件 2
三、SIMATIC NET 3
第二节 SIMATIC S7-200系列可编程序控制系统简介 5
一、SIMATIC S7-200的特点 6
二、SIMATIC S7-200 CPU 6
三、SIMATIC S7-200的扩展单元 8
四、SIMATIC S7-200的编程软件 9
五、SIMATIC S7-200的通信功能 10
第三节 SIMATIC S7-300 11
一、SIMATIC S7-300概述 11
二、SIMATIC S7-300 CPU 21
三、信号模块（SM） 30
四、通信处理器（CP） 42
五、功能模块（FM） 45
六、电源模块（PS） 48
七、分布式I／O ET200 50
八、SIMATIC S7- 300的工程工具 53
九、S7-300的通信网络 54
第四节 SIMATIC S7-400 55
一、SIMATIC S7-400 PLC概述 56
二、SIMATIC S7-400 CPU 62
三、SIMATIC S7-400的扩展机架 64
四、SIMATIC S7-400的信号模块 65
五、SIMATIC S7-400的功能模块 72
六、SIMATIC S7-400的电源模块 72
七、SIMATIC S7-400的接口模块 73
八、SIMATIC S7-400的通信处理器 75
九、SIMATIC S7-400的通信网络 79
第五节 SIMATIC H系统简介 80
一、SIMATIC 400H 冗余系统 80
二、SIMATIC 400H 冗余I／O 81
第二章 SIMATIC STEP7标准软件包 84
第一节 STEP7标准软件包的功能 84
一、STEP7标准软件包的功能和扩展 84
二、STEP 7的硬件接口 88
三、STEP 7V5．3版本的新特性 89
第二节 STEP7组态和编程软件包的安装 91
一、STEP 7安装要求 91
二、STEP 7安装过程与启动 92
第三节 STEP7组态和编程软件包的操作与工程项目规划示例 100
一、STEP 7的对象与对象体系 100
二、对象的操作 106
三、项目结构 108
四、创建项目 110
五、工程项目规划的基本过程 112
第三章 SIMATIC STEP7硬件组态与编程基础 116
第一节 工程师站、操作员站和人机界面（HMI） 116
第二节 硬件组态与分配参数的基本步骤与规则 120
一、硬件组态的两个窗口与硬件目录 120
二、组态表与组件属性 121
三、设备数据库（GSD）文件 123
四、模块排列规则 124
第三节 硬件组态的基本步骤和操作过程示例 126
一、硬件组态与分配参数的操作步骤 126
二、硬件组态的操作过程 126
三、下载硬件组态 151
四、组态智能DP从站 154
五、组态PROFINET I／O 156
第四节 创建LAD／STL／FBD程序编程器编程界面 158
一、程序编辑器界面 158
二、符号编辑器 167
第五节 SIMATIC S7-PLCSIMV5．3 SP1仿真器简介 171
一、SIMATIC S7-PLCSIMV5．3．SP1软件的功能 171
二、使用SIMATIC S7-PLCSIMV5．3．SP1软件的步骤与示例 173
第六节 可编程序控制器系统的硬件安装与测试示例 187
一、组装模块 187
二、项目的调试步骤 191
第四章 SIMATIC S7的存储器与数据结构 194
第一节 可编程序控制器的结构原理 194
一、CPU单元 195
二、中央存储器 197
三、寄存器与寻址方式 199
四、I／O单元与接口 200
第二节 可编程序控制器的工作原理 205
一、可编程序控制器的扫描方式 205
二、可编程序控制器的工作过程 208
第三节 S7-300／400系列PLC的存储区 210
一、S7-300系列PLC存储器的结构原理 210
二、S7-400系列PLC的存储器结构原理 212
三、S7-300／400系列PLC各存储器区域简介 213
四、S7-300／400 CPU中的寄存器 217
五、S7-300／400 PLC的数据类型与结构 221
第四节 STEP7程序编辑器窗口与程序编制规则 237
一、STEP7梯形图LAD程序编制规则 238
二、STEP7功能块图FBD程序编制规则 245
三、STEP7语句表STL程序编制规则 251
第五章 STEP7的用户程序结构与工程示例 261
第一节 STEP7中的逻辑块与用户程序结构 261
一、逻辑块概述 261
二、用户程序结构与调用层次 265
三、组织块OB的启动事件和优先级 271
四、启动组织块 274
五、中断循环程序 276
第二节 各种组织块OB的作用和功能 277
一、循环程序处理组织块OB1 277
二、时间中断组织块 279
三、周期性中断组织块 291
四、硬件中断组织块 295
五、状态中断OB55 296
六、更新中断OB56和制造商特定中断OB57 297
七、多值计算中断组织块OB60 298
八、检错组织块 298
第三节 结构化编程方法示例 316
一、工艺描述 316
二、程序结构设计 316
三、定义逻辑块 317
四、定义符号表 318
五、定义FB1的参数 321
六、创建数据块DB1～DB3 327
七、生成阀门FC1 329
八、生成OB1 331
第六章 SIMATIC S7-300／400编程语言、指令系统与工程示例 346
第一节 IEC61131-3标准简介 346
第二节 编程语言 348
一、功能块图语言（FBD） 349
二、结构化文本语言（SCL） 351
三、顺序功能图（SFC）程序设计语言 357
第三节 SIMATIC S7-300／400语法规则与寻址方式 365
一、语法规则和数据位置 365
二、寻址方式 367
三、逻辑块的结构 378
第四节 布尔逻辑指令 379
一、位逻辑指令 379
二、置位、复位指令 393
三、边沿信号识别指令 397
第五节 定时器、计数器指令 401
一、定时器、计数器的种类 401
二、时间值和计数值 404
三、定时器指令 406
四、计数器指令 417
第六节 比较指令 422
一、比较指令的操作 422
二、比较指令示例 424
三、比较指令应用示例 425
第七节 装入和传送指令 427
一、装入（L）和传送（T）指令 428
二、传送指令MOVE 431
第八节 逻辑控制指令 432
一、逻辑控制指令概述 432
二、无条件跳转指令 433
三、条件跳转指令 434
第九节 状态位指令 435
一、异常位二进制结果位 435
二、异常位溢出位 436
三、存储的异常位溢出位 437
四、无序异常位 438
五、数学运算函数的结果与0的关系位 439
第十节 转换指令 442
一、BCD和整数间的转换 444
二、实数和长整数间的转换 448
三、数的取反、取负 450
第十一节 移位和循环移位指令 453
一、无符号数移位指令 453
二、有符号数移位指令 457
三、循环指令 460
第十二节 累加器操作和地址寄存器指令 463
一、累加器指令 463
二、累加器操作指令示例 464
第十三节 算术运算指令 466
一、整数算术运算指令 468
二、浮点数算术运算指令 474
第十四节 数据块指令 476
一、—（OPN）指令 476
二、交换共享数据块和背景数据块 477
第十五节 程序控制指令 478
一、CALL指令 479
二、块调用指令 480
三、主控制继电器指令 484
第十六节 字逻辑指令 485
第七章 SIMATIC S7 PLC数据通信技术 488
第一节 SIMATIC S7 PLC的网络结构 488
一、基本金字塔网络结构 488
二、SIMATIC工业网络系统 488
三、SIMATIC通信服务 490
四、通信各方之间的连接 491
第二节 SIMATIC工业以太网 493
一、SIMATIC工业以太网的基本类型 493
二、SIMATIC工业以太网网络部件 494
三、SIMATIC工业以太网的拓扑结构 498
四、SIMATIC工业以太网软件 498
五、工业以太网系统端口与通信类型 501
第三节 PROFINET 507
一、PROFINET技术 508
二、PROFINET的拓扑结构与网络类型 509
三、PROFINET IO 516
四、PROFINET CBA 518
五、PROFIdrive和PROFIsafe 519
第四节 PROFIBUS 521
一、PROFIBUS通信协议结构与总线访问控制 521
二、PROFIBUS-DP协议版本与功能 527
三、PROFIBUS-DP的系统结构 531
四、PROFIBUS传输技术 544
第五节 S7-300的数据通信 547
一、SIMATIC S7-300 CPU支持的通信类型 547
二、S7-300可实现的数据通信功能 549
三、S7-300CPU的通信接口 550
四、S7-300的串行通信协议 556
五、S7-300点对点数据通信 560
六、PROFIBUS-DP／MPI通信网络 568
第六节 S7-400数据通信网络 577
一、S7-400 CPU的通信接口 577
二、PROFIBUS-DP／MPI通信网络 578
第八章 SIMATIC WinCC组态软件基础 581
第一节 WinCC软件概述 581
一、WinCC软件包简介 581
二、SIMATIC WinCC的主要特点和组成 583
三、WinCC的结构 588
第二节 安装和使用SIMATIC WinCC 596
一、安装SIMATIC WinCC 596
二、组态WinCC项目的基本步骤 598
三、WinCC项目的组态过程 599
第三节 变量管理 604
第四节 创建项目画面 609
第五节 WinCC在STEP 7中的集成 615
参考文献 617