第1章 S7系统概述 1
1.1 全集成自动化 1
1.1.1 TIA的统一性 1
1.1.2 TIA的开放性 3
1.2 SIMATIC S7系列PLC 3
1.2.1 S7-200 PLC 4
1.2.2 S7-300 PLC 8
1.2.3 S7-400 PLC 12
1.3 编程设备 14
1.4 编程软件 15
1.4.1 工程工具 15
1.4.2 运行版软件 15
1.4.3 人机接口 16
1.5 授权文件 16
1.5.1 授权的分类 16
1.5.2 使用授权和许可证密钥 17
1.6 设置PG/PC接口 18
1.7 习题 19
第2章 硬件安装与维护 20
2.1 S7-300 PLC的硬件组成 20
2.1.1 CPU模块 20
2.1.2 信号模块 22
2.1.3 其他模块 26
2.2 S7-300 PLC的安装和维护 29
2.2.1 硬件安装 29
2.2.2 硬件接线 29
2.2.3 S7-300 PLC的扩展能力 30
2.2.4 S7-300 PLC的维护 31
2.3 S7-400 PLC的硬件组成 32
2.3.1 CPU模块 33
2.3.2 信号模块 35
2.3.3 其他模块 37
2.4 S7-400 PLC的安装和维护 38
2.4.1 硬件安装 38
2.4.2 硬件接线 39
2.4.3 S7-400 PLC的扩展能力 39
2.4.4 S7-400 PLC的维护 41
2.5 习题 42
第3章 PLC编程基础 43
3.1 PLC的基本结构 43
3.2 PLC的工作原理 45
3.3 存储器及其寻址 47
3.3.1 CPU的存储区 47
3.3.2 CPU中的寄存器 48
3.3.3 寻址 50
3.4 数据格式与数据类型 51
3.4.1 数制 51
3.4.2 基本数据类型 52
3.4.3 复杂数据类型 53
3.4.4 参数类型 54
3.5 程序结构 56
3.6 编程方法 60
3.6.1 线性化编程 60
3.6.2 模块化编程 60
3.6.3 结构化编程 61
3.6.4 块的调用 62
3.7 编程语言 62
3.7.1 梯形图编程语言 63
3.7.2 功能块图编程语言 63
3.7.3 语句表编程语言 63
3.7.4 S7 Graph编程语言 64
3.7.5 S7 HiGraph编程语言 64
3.7.6 S7 SCL编程语言 65
3.7.7 S7 CFC编程语言 66
3.8 PLC的编程原则 66
3.9 习题 67
第4章 项目入门 68
4.1 SIMATIC管理器概述 68
4.2 硬件组态 70
4.2.1 直接组态硬件 71
4.2.2 修改信号模块地址 73
4.2.3 硬件的下载和上载 74
4.2.4 安装GSD文件 75
4.2.5 替换对象 75
4.2.6 使用向导 75
4.3 CPU属性 77
4.3.1 常规 78
4.3.2 启动 78
4.3.3 周期／时钟存储器 78
4.3.4 保持存储器 80
4.3.5 中断 81
4.3.6 时刻中断 81
4.3.7 周期性中断 81
4.3.8 诊断／时钟 82
4.3.9 保护 83
4.4 一个简单的项目练习 84
4.5 LAD/FBD/STL程序编辑器 86
4.5.1 概述 86
4.5.2 程序的下载 87
4.5.3 程序编辑器的用户设置 87
4.6 仿真软件PLCSIM 88
4.6.1 PLCSIM的使用 88
4.6.2 PLCSIM与真实PLC的差别 89
4.7 下载与上载 90
4.8 习题 91
第5章 基本指令系统 92
5.1 位逻辑指令 92
5.2 传送指令 97
5.3 定时器 98
5.3.1 不同类型的定时器 98
5.3.2 定时器的位指令 102
5.3.3 定时器的定时时间 104
5.4 计数器 105
5.5 比较指令 106
5.6 转换指令 108
5.7 数字逻辑指令 109
5.8 基本数学功能 110
5.8.1 整数运算指令 110
5.8.2 浮点数运算指令 110
5.9 移位和循环移位指令 112
5.10 主控继电器指令 114
5.11 状态位指令 115
5.12 跳转指令 115
5.13 习题 117
第6章 符号功能 118
6.1 符号表 118
6.1.1 符号的输入 119
6.1.2 符号表的操作 120
6.2 符号信息 122
6.3 符号优先和地址优先 122
6.4 习题 124
第7章 测试功能 125
7.1 程序的状态监视 125
7.2 监视修改变量表 127
7.2.1 监视修改变量表界面 127
7.2.2 监视修改变量表使用举例 130
7.2.3 停机模式下修改变量值 131
7.2.4 强制功能 132
7.3 习题 132
第8章 数据块 133
8.1 数据类型 133
8.1.1 基本数据类型 133
8.1.2 复杂数据类型 134
8.1.3 用户自定义数据类型 139
8.2 定义数据块 139
8.3 访问数据块 141
8.3.1 数据单元示意图 141
8.3.2 访问数据单元 141
8.4 使用全局数据块 142
8.5 用户定义数据类型 144
8.5.1 建立UDT 144
8.5.2 建立数据块 144
8.6 习题 144
第9章 结构化编程 145
9.1 模块化编程 145
9.1.1 模块化编程举例 145
9.1.2 临时变量 147
9.2 结构化编程 148
9.3 FB 151
9.4 块的调用 153
9.4.1 FC调用 153
9.4.2 FB调用 155
9.4.3 检查块的一致性 158
9.5 多重背景 158
9.5.1 多重背景的属性 159
9.5.2 多重背景应用举例 159
9.6 系统功能和系统功能块 162
9.6.1 程序库的等级结构 162
9.6.2 标准程序库总览 163
9.6.3 系统功能块 163
9.6.4 TI-S7转换块 169
9.6.5 通信块 171
9.6.6 PID控制块 172
9.6.7 IEC功能块 172
9.6.8 S5-S7转换块 174
9.6.9 系统库的使用举例 174
9.7 用户自定义库 175
9.8 习题 176
第10章 模拟量处理及闭环控制 177
10.1 模拟量模块的寻址 177
10.2 模拟量模块的配置 178
10.2.1 硬件设置 178
10.2.2 硬件属性 178
10.2.3 模拟量的转换时间 180
10.2.4 模拟量模块的分辨率 181
10.3 模拟量规格化 181
10.4 闭环控制 183
10.4.1 数字PID控制器 184
10.4.2 S7-300/400 PLC的模拟量闭环控制功能 185
10.5 习题 187
第11章 组织块 188
11.1 中断 189
11.1.1 中断过程 189
11.1.2 中断的优先级 190
11.1.3 事件驱动的程序处理 192
11.1.4 对中断的控制 192
11.2 启动组织块 193
11.2.1 CPU的启动 193
11.2.2 启动组织块 194
11.2.3 启动组织块的临时变量 195
11.3 定期执行组织块 196
11.3.1 日期时间中断组织块 196
11.3.2 循环中断组织块 199
11.4 事件驱动组织块 201
11.4.1 延时中断组织块 201
11.4.2 硬件中断组织块 204
11.5 中断处理组织块 206
11.5.1 DPV1中断 206
11.5.2 多处理器中断 207
11.6 错误处理组织块 207
11.6.1 错误处理概述 207
11.6.2 错误的分类 208
11.6.3 异步错误处理组织块 208
11.6.4 同步错误组织块 210
11.6.5 冗余错误处理组织块 212
11.6.6 背景组织块 212
11.7 习题 212
第12章 故障诊断 213
12.1 检测导致CPU停机的故障 213
12.1.1 CPU信息 213
12.1.2 模块信息 215
12.1.3 使用诊断缓冲区 218
12.1.4 利用堆栈进行诊断 218
12.2 检测逻辑错误 220
12.2.1 交叉参考 220
12.2.2 地址分配 223
12.2.3 程序结构 223
12.2.4 未使用的符号 224
12.2.5 不带符号的地址 225
12.3 块的比较 226
12.4 习题 227
第13章 文档处理 228
13.1 打印文档 228
13.2 管理多语言文本 228
13.3 项目管理 229
13.4 习题 230
第14章 通信网络 231
14.1 概述 231
14.1.1 S7-300/400 PLC的通信功能 232
14.1.2 S7通信的分类 233
14.2 MPI网络 234
14.2.1 全局数据包 235
14.2.2 组态MPI网络 235
14.2.3 组态全局数据表 237
14.2.4 编写程序 239
14.3 PROFIBUS网络 247
14.3.1 PROFIBUS协议 247
14.3.2 PROFIBUS的硬件 251
14.3.3 PROFIBUS-DP的应用 255
14.4 工业以太网 267
14.4.1 工业以太网的交换技术 267
14.4.2 S7-300/400 PLC的工业以太网组成方案 269
14.4.3 S7-300/400 PLC的工业以太网通信组态与编程举例 274
14.4.4 S7-300/400 PLC的工业以太网IT解决方案 279
14.5 PROFINET 279
14.5.1 PROFINET技术 280
14.5.2 PROFINET IO组态 281
14.6 点对点通信 283
14.6.1 点对点通信的硬件 283
14.6.2 点对点通信的协议 284
14.6.3 S7-300/400 PLC点对点通信组态与编程举例 287
14.7 AS-I网络 291
14.7.1 AS-I网络结构 291
14.7.2 AS-I寻址模式 291
14.7.3 AS-I硬件模块 292
14.7.4 AS-I通信方式 294
14.7.5 AS-I通信举例 296
14.8 习题 302
附录 303
参考文献 313