第1章 S7-300/400 PLC的系统结构 1
1.1 PLC的基础知识 2
1.1.1 PLC的定义、特点及功能 2
1.1.2 PLC的基本结构和分类 4
1.1.3 PLC的工作原理 6
1.1.4 PLC的I/O响应时间 7
1.1.5 西门子公司的S7系列PLC 7
1.2 CPU模块 8
1.2.1 CPU31x的技术特性 8
1.2.2 CPU31x的工作方式和状态指示 9
1.2.3 CPU41x的技术特性 11
1.2.4 CPU41x的特殊功能 12
1.3 数字量模块 13
1.3.1 数字量输入模块SM321 14
1.3.2 数字量输出模块SM322 14
1.3.3 数字量I/O模块 15
1.4 模拟量模块 15
1.4.1 模拟量输入模块SM331 15
1.4.2 模拟量输出模块SM332 19
1.4.3 其他模拟量模块 20
1.4.4 模拟量通道的测量方法和量程设置 22
1.5 电源 22
1.5.1 电源模块 22
1.5.2 系统功率估算 22
1.5.3 供电与接地 23
1.6 其他模块 23
1.6.1 功能模块 23
1.6.2 通信模块 26
1.6.3 接口模块 26
1.7 S7-300/400 PLC控制系统组成 26
1.7.1 系统模块结构 27
1.7.2 模块地址分配 27
第2章 S7-300/400 PLC的编程语言 29
2.1 存储区和变量 30
2.1.1 数据类型 30
2.1.2 变量和存储区的关系 32
2.2 程序结构 35
2.2.1 程序的组成 35
2.2.2 功能块 36
2.2.3 组织块 37
2.3 指令符号和寻址方式 37
2.3.1 梯形图指令的符号表示 37
2.3.2 寻址方式 38
2.4 位逻辑指令 39
2.4.1 位逻辑运算指令 39
2.4.2 比较指令 41
2.4.3 状态位指令 42
2.5 计数器指令 43
2.6 定时器指令 44
2.7 数字指令 47
2.7.1 数据转换指令 47
2.7.2 数据传送类指令 48
2.7.3 整数数学运算指令 48
2.7.4 浮点数运算指令 50
2.7.5 字逻辑指令 50
2.7.6 移位和循环移位指令 51
2.8 控制指令 52
2.8.1 逻辑控制指令 52
2.8.2 程序控制指令 53
第3章 编程软件——STEP 7开发入门 55
3.1 STEP 7编程软件简介 56
3.1.1 编程通信方式 56
3.1.2 STEP 7的安装和卸载 56
3.1.3 STEP 7的授权 58
3.2 仿真软件S7-PLCSIM 58
3.2.1 使用S7-PLCSIM仿真软件调试程序的步骤 59
3.2.2 仿真PLC与实际PLC的区别 62
3.3 STEP 7软件开发步骤 63
3.3.1 项目的建立与编辑 63
3.3.2 通信设置 64
3.3.3 硬件组态和参数设置 64
3.3.4 程序编写 66
3.3.5 下载与上传 67
3.3.6 符号定义与变量声明 68
3.3.7 用程序状态功能调试程序 71
3.3.8 用变量表调试程序 73
3.4 编程举例 77
3.4.1 基本程序 77
3.4.2 线性化编程与结构化编程 79
3.4.3 功能和功能块编程及调用举例 80
3.4.4 抢答器设计 88
第4章 组态软件WinCC 93
4.1 组态软件概述 94
4.1.1 什么是组态软件 94
4.1.2 组态软件的功能 94
4.1.3 常用组态软件 94
4.1.4 组态软件在我国的发展 95
4.1.5 组态软件的功能特点及发展方向 95
4.1.6 WinCC组态软件概述及安装 97
4.1.7 WinCC的安装 99
4.2 WinCC的功能部件介绍及应用 104
4.2.1 项目管理器 104
4.2.2 变量管理 106
4.2.3 创建过程画面 111
4.2.4 对象的使用 113
4.3 过程及归档 122
4.3.1 过程值归档 122
4.3.2 组态过程值归档 123
4.3.3 过程值归档的显示 125
4.4 消息系统 127
4.4.1 报警记录编辑器 128
4.4.2 报警记录的组态 128
4.4.3 报警消息输出 131
4.4.4 报警消息应用举例 133
4.5 报表系统 133
4.5.1 页面布局编辑器 133
4.5.2 组态报警消息报表布局 135
4.5.3 组态消息报表 136
4.6 ANSI-C脚本 138
4.6.1 动作与函数 138
4.6.2 ANSI-C脚本应用举例 139
第5章 PLC通信 143
5.1 过程通信原理 144
5.1.1 通信简介 144
5.1.2 西门子常用的几种通信方式 144
5.2 WinCC与自动化系统（AS）之间的通信 146
5.2.1 WinCC与自动化系统之间的通信原理及相关概念 146
5.2.2 WinCC与SIMATIC S7 PLC的通信 147
5.2.3 WinCC与SIMATIC S7的MPI通信 150
5.2.4 WinCC与SIMATIC S7的PROFIBUS通信 153
5.2.5 WinCC与SIMATIC S7的以太网通信 155
5.2.6 WinCC与PLC的PROFIBUS通信实例 158
5.3 PLC与PLC的通信 162
5.3.1 PLC与PLC的MPI通信 162
5.3.2 PLC与PLC的PROFIBUS通信 165
5.3.3 PLC与PLC的以太网通信 169
第6章 造纸工业DCS控制系统设计实例 173
6.1 DCS控制系统简介 174
6.1 DCS控制系统的结构组成 174
6.1.2 DCS控制系统的特点 175
6.1.3 DCS控制系统的分类 175
6.1.4 DCS控制系统的发展过程 176
6.1.5 DCS控制系统在制浆造纸工业中的应用简介 176
6.2 造纸湿部DCS控制系统设计 177
6.2.1 造纸湿部工段工艺流程 177
6.2.2 造纸湿部DCS控制系统硬件选型 178
6.2.3 软件设计方案 183
6.2.4 WinCC组态部分 185
6.3 造纸工业碱回收燃烧工段DCS控制系统设计 187
6.3.1 碱回收工艺概论 187
6.3.2 燃烧工段工艺流程 187
6.3.3 碱回收燃烧工段DCS控制系统设计任务 189
6.3.4 硬件设计 193
6.3.5 软件设计 195
6.4 造纸工业DCS中模拟量信号处理及其PLC编程语言实现 201
6.4.1 模拟量信号的采样 201
6.4.2 数字滤波 202
6.4.3 标度变换 204
6.4.4 实际应用 205
6.5 DCS控制系统的安装与现场调试 206
6.5.1 DCS控制系统的安装 206
6.5.2 DCS控制系统的现场调试 207
6.6 本章相关子程序 208
第7章 污水处理项目实例 217
7.1 污水处理工艺 218
7.1.1 污水处理简介 218
7.1.2 污水相关指标 218
7.1.3 污水处理工艺的选用 219
7.2 污水处理工艺控制要求 221
7.2.1 控制系统工艺框图 221
7.2.2 污水处理控制系统的分布组成 225
7.2.3 控制系统组成 226
7.3 PLC应用程序的开发 231
7.3.1 PLC硬件组态 231
7.3.2 PLC程序设计 231
7.4 WinCC人机界面的开发 243
7.4.1 上位机组态软件的选用 243
7.4.2 人机界面程序的要求及组成 243
7.4.3 监控主界面 243
7.4.4 工艺流程图 245
7.4.5 参数设定画面 246
7.4.6 用户管理 246
7.4.7 系统日期及时间 247
附录 梯形图指令速查表 249
参考文献 252