第1章 西门子S7系列 1
PLC系统概述 1
1.1 S7系列PLC介绍 1
1.1.1 S7-200系列PLC 1
1.1.2 S7-300系列PLC 1
1.1.3 S7-400系列PLC 2
1.2 远程分布式L/O 3
1.3 其他控制系统 4
1.3.1 SIMATIC C7控制器 4
1.3.2 基于PC的SIMATIC WINAC控制器 4
1.4 STEP7编程软件 4
1.4.1 编程功能 4
1.4.2 TIA软件平台 7
第2章 西门子S7-300/400系列PLC硬件系统 9
2.1 电源模块 9
2.1.1 S7-300系列PLC的SITOP电源模块 9
2.1.2 S7-400系列PLC的电源模块 9
2.2 机架 10
2.2.1 S7-300系列PLC机架 10
2.2.2 S7-400系列PLC机架 10
2.3 CPU 11
2.3.1 S7-300/400系列PLC CPU简介 11
2.3.2 S7-300/400系列PLC CPU操作模式 12
2.3.3 S7-300/400系列PLC CPU的存储区域 12
2.3.4 S7-CPU过程映像区的功能 15
2.3.5 S7-CPU过程映像区的划分 16
2.4 信号模块 16
2.4.1 数字量输入模块 16
2.4.2 数字量输出模块 18
2.4.3 数字量输入／输出模块 20
2.4.4 模拟量输入模块 20
2.4.5 模拟量输出模块 34
2.4.6 模拟量输入／输出模块 37
2.4.7 特殊模块 38
2.5 通信模块 39
2.6 功能模块 40
2.7 接口模块 41
2.7.1 S7-300系列PLC的接口模块 41
2.7.2 S7-400系列PLC的接口模块 42
第3章 西门子S7-300/400系列PLC系统扩展 43
3.1 S7-300系列PLC的中央扩展 43
3.2 S7-400系列PLC的中央扩展 44
3.3 S7-300、400系列PLC的分布式扩展 45
第4章 S7系列PLC编程软件——STEP7简介 48
4.1 STEP7编程软件的订货版本 49
4.2 STEP7编程软件的安装 49
4.2.1 硬件要求 49
4.2.2 软件要求 50
4.2.3 语言设置 50
4.2.4 安装步骤 51
4.3 STEP7编程软件的卸载 55
4.4 授权管理功能 55
4.4.1 授权的种类 55
4.4.2 授权管理器 55
4.4.3 使用浮动授权 56
4.5 STEP7标准软件包 57
4.5.1 SIMATIC Manager 58
4.5.2 硬件配置 59
4.5.3 编程工具 59
4.5.4 符号编辑器 60
4.5.5 硬件诊断 60
4.5.6 NetPro网络配置 61
4.6 STEP7扩展软件包 61
4.6.1 工程工具 62
4.6.2 运行版软件 63
4.6.3 人机接口 63
第5章 数据类型与地址区 64
5.1 S7-300/400系列PLC的数据类型 64
5.1.1 基本数据类型 64
5.1.2 复合数据类型 69
5.1.3 参数类型 72
5.2 S7-300/400系列PLC地址区 72
5.2.1 CPU地址区的划分及寻址方法 72
5.2.2 全局变量与区域变量 76
5.2.3 地址区数据的排列 76
第6章 编程指令 77
6.1 指令的处理 77
6.1.1 LAD指令处理 77
6.1.2 STL指令处理 79
6.2 位逻辑指令 81
6.2.1 触点指令 81
6.2.2 线圈指令 82
6.2.3 RLO操作指令 85
6.2.4 立即读与立即写 86
6.3 比较指令 87
6.4 转换指令 89
6.5 计数器指令 92
6.6 数据块操作指令 94
6.7 逻辑控制指令 95
6.7.1 LAD跳转指令 96
6.7.2 STL跳转指令 96
6.8 整数运算指令 100
6.9 浮点运算指令 102
6.10 赋值指令 103
6.10.1 LAD赋值指令 104
6.10.2 STL装载、传递指令 105
6.11 程序控制指令 107
6.11.1 LAD程序控制指令 107
6.11.2 STL程序控制指令 109
6.12 移位和循环指令 112
6.13 状态位指令 115
6.14 定时器指令 119
6.15 字逻辑指令 126
6.16 累加器指令 127
第7章 程序块 132
7.1 用户程序中的程序块 132
7.1.1 组织块与程序结构 133
7.1.2 用户程序的分层调用 134
7.2 组织块 135
7.2.1 组织块的类型与优先级 135
7.2.2 组织块的区域数据区堆栈 139
7.3 函数 142
7.3.1 函数的接口区 142
7.3.2 无形参函数 144
7.3.3 带有形参的函数 144
7.3.4 函数嵌套调用时，允许参数传递的数据类型 146
7.4 函数块 148
7.4.1 函数块的接口区 149
7.4.2 函数块与背景数据块 150
7.4.3 函数块嵌套调用时，允许参数传递的数据类型 152
7.5 数据块 154
7.5.1 共享数据块 154
7.5.2 背景数据块 156
7.5.3 基于UDT的数据块 157
7.6 系统函数与系统函数块 158
7.7 STEP7集成用于逻辑运算的函数与函数块 167
7.8 用于特殊功能的函数与函数块 168
第8章 地址寻址 169
8.1 绝对地址寻址与符号地址寻址 169
8.2 间接寻址 170
8.2.1 存储器间接寻址 170
8.2.2 寄存器间接寻址 174
8.3 程序块参数—POINTER与ANY数据类型指针 178
8.3.1 POINTER数据类型指针 178
8.3.2 ANY数据类型指针 181
8.4 FB在多重数据块中的寻址 183
第9章 使用STEP7创建和编辑项目 186
9.1 创建一个项目 186
9.1.1 使用SIMATIC Manager向导功能创建一个项目 186
9.1.2 直接创建一个项目 189
9.2 项目基本配置 190
9.2.1 项目属性配置 190
9.2.2 项目用户化设置 191
9.3 硬件配置界面 191
9.4 配置中央机架及扩展机架 192
9.4.1 配置S7-300系列PLC中央机架 192
9.4.2 配置S7-300系列PLC扩展机架 194
9.4.3 配置S7-400系列PLC中央机架 195
9.4.4 配置S7-400系列PLC扩展机架 196
9.5 CPU参数配置 198
9.5.1 常规界面 198
9.5.2 启动界面 198
9.5.3 同步循环中断 200
9.5.4 循环／时钟寄存器 201
9.5.5 保持存储区 202
9.5.6 存储区（不适用S7-300系列PLC CPU） 203
9.5.7 中断 204
9.5.8 日期中断 205
9.5.9 循环中断 206
9.5.10 诊断／时钟 207
9.5.11 程序保护 208
9.5.12 分配通信资源（不适用S7-400系列PLC CPU） 209
9.6 L/O模块参数配置 210
9.6.1 数字量I/O模块参数配置 210
9.6.2 模拟量模块参数配置 213
9.7 更新硬件条目 215
9.8 远程I/O扩展 216
9.8.1 配置PROFIBUS-DP远程I/O站 216
9.8.2 配置PROFINET IO远程I/O站 217
9.8.3 远程I/O站点的诊断 219
9.9 符号地址寻址 221
9.10 生成用户程序 223
9.10.1 生成系统数据 223
9.10.2 生成逻辑程序块 224
9.10.3 地址替换功能 225
9.10.4 块比较 226
9.10.5 生成变量监控表 227
9.10.6 程序块的一致性检查 227
9.11 生成用户库函数 228
9.12 复制其他项目中的程序块 229
9.13 生成源文件 230
9.14 生成地址交叉参考 230
9.14.1 交叉参考表 230
9.14.2 在程序编辑器中快速查询地址的位置 232
第10章 PLC的通信功能 233
10.1 网络概述 233
10.2 MPI网络 235
10.2.1 MPI接口的种类 235
10.2.2 MPI网络的通信速率 235
10.2.3 MPI网络的拓扑结构 235
10.2.4 PLC通过MPI网络的通信方式 236
10.2.5 全局数据包通信方式 236
10.2.6 不需配置连接的通信 237
10.2.7 需要配置连接的通信 239
10.2.8 PLC通过MPI与HMI通信 243
10.3 PROFIBUS网络 243
10.3.1 PROFIBUS接口的种类 243
10.3.2 PROFIBUS的访问机制 243
10.3.3 PROFIBUS网络的通信速率与通信距离 244
10.3.4 PROFIBUS网络拓扑结构 244
10.3.5 PROFIBUS支持的通信协议与服务 248
10.3.6 PROFIBUS-DP通信 249
10.3.7 PROFIBUS-FDL通信 251
10.3.8 PROFIBUS-S7通信 254
10.3.9 PLC通过PROFIBUS与HMI通信 255
10.4 工业以太网 257
10.4.1 工业以太网接口的种类 257
10.4.2 工业以太网通信介质 257
10.4.3 工业以太网络交换机 258
10.4.4 工业以太网拓扑结构 259
10.4.5 工业以太网支持的通信协议与服务 261
10.4.6 配置S5兼容通信 263
10.4.7 配置S7通信连接 266
10.4.8 配置PROFINET通信 266
10.4.9 PLC通过以太网与HMI通信 269
10.4.10 使用DCP协议直接配置以太网接口 270
10.5 串行通信 270
10.5.1 串行通信接口类型及连接方式 271
10.5.2 串行通信支持的通信协议 273
10.5.3 串行通信模块与相应的通信函数 274
10.5.4 通信函数的调用 275
10.5.5 MODBUS RTU通信协议 276
第11章 功能模块的使用 281
11.1 高速计数器模块 281
11.1.1 高速计数器的应用场合 281
11.1.2 高速计数器的原理 281
11.1.3 高速计数器可以连接的信号 281
11.1.4 脉冲信号的采集方式 283
11.1.5 高速计数器的计数模式 284
11.1.6 高速计数器开始计数的条件 284
11.1.7 高速计数器的其他功能 285
11.1.8 具有高速计数功能的模块 285
11.1.9 FM350-1高速计数器的使用 286
11.1.10 FM350-2高速计数器的使用 290
11.1.11 S7-300C系列PLC集成高速计数器的使用 294
11.1.12 ET200S高速计数器的使用 296
11.2 FM352-5高速布尔处理器 298
11.2.1 工作方式 299
11.2.2 输入输出端子接线 301
11.2.3 模块的参数化 303
11.2.4 编程 305
11.2.5 FM352-5的编程资源 310
11.3 定位模块概述 312
11.3.1 双速电动机的定位控制 312
11.3.2 步进电动机的定位控制 313
11.3.3 伺服电动机的定位控制 314
11.4 FM354伺服电动机定位模块的使用 315
11.4.1 FM354模块的输入输出接口 315
11.4.2 FM354模块的操作模式 316
11.4.3 FM354模块的参数化 317
11.4.4 MD机械参数 318
11.4.5 SM增量表的配置 321
11.4.6 WZK工具补偿参数的配置 322
11.4.7 VP自动程序的编写 322
11.4.8 将参数化的数据传送到FM354中 326
11.4.9 FM354测试功能 327
11.4.10 FM354系统数据生成SDB文件 330
11.4.11 进入FM354模块地址 331
11.4.12 FM354模块的编程 331
11.5 FM355 PID控制模块 337
11.5.1 应用概述 337
11.5.2 硬件安装与接线 337
11.5.3 系统配置及参数设置 342
11.5.4 编程控制FM355模块 346
11.5.5 监控、调试 353
11.5.6 控制器参数的优化 353
11.5.7 通过操作面板的后援操作 354
第12章 程序调试 356
12.1 建立与CPU的连接并进行设置 356
12.1.1 设置PG/PC接口 356
12.1.2 建立在线连接 358
12.1.3 显示和改变CPU的操作模式 359
12.1.4 显示和改变CPU的时钟 359
12.1.5 在线更新硬件固件版本 359
12.2 程序的下载、上传、复位操作 360
12.2.1 程序的下载 360
12.2.2 程序的上传 361
12.2.3 CPU存储器复位 361
12.2.4 删除CPU中的程序块 362
12.3 使用变量表进行调试 362
12.3.1 变量表的创建 362
12.3.2 建立变量表与CPU间的通信 363
12.3.3 在变量表中输入变量 363
12.3.4 变量的监控和修改 364
12.3.5 强制变量 365
12.4 使用程序编辑器调试程序 365
12.4.1 调试LAD/FBD程序 365
12.4.2 调试STL程序 366
12.4.3 使用断点单步调试程序 367
12.4.4 调试数据块 369
12.5 硬件诊断 369
12.5.1 硬件的诊断符号 369
12.5.2 模板诊断信息 370
12.6 使用模拟器S7 PLCSIM（可选软件包）测试用户程序 373
12.6.1 设置PLC模拟器通信接口 373
12.6.2 设置CPU的操作模式 373
12.6.3 触发中断 374
12.6.4 回放功能 374
第13章 打印和归档程序 376
13.1 打印项目文档 376
13.2 程序归档 377
附录 寻求帮助 379
缩写表 381
参考文献 383