第1章 可编程控制器概述 1
1.1 可编程控制器的定义 2
1.2 可编程控制器的基本功能 2
1.3 可编程控制器的性能指标及分类 3
1.4 可编程控制器的基本结构及工作原理 4
1.4.1 可编程控制器的基本结构 4
1.4.2 可编程控制器的工作原理 5
1.5 可编程控制器的编程语言 6
1.6 可编程控制器的发展趋势 8
1.7 习题 8
第2章 S7-PLC的系统组成及特性 9
2.1 S7-200 PLC的系统组成及特性 10
2.1.1 S7-200 PLC概述 10
2.1.2 S7-200 PLC的系统特性 11
2.1.3 S7-200 PLC的扩展模块 12
2.1.4 S7-200 PLC的I/O地址分配 13
2.2 S7-300 PLC的系统组成及特性 13
2.2.1 S7-300 PLC概述 13
2.2.2 S7-300 PLC的系统特性 14
2.2.3 S7-300 PLC的I/O地址分配 17
2.3 S7-400 PLC的系统组成及特性 19
2.3.1 S7-400 PLC概述 19
2.3.2 S7-400 PLC的系统特性 19
2.3.3 S7-400 PLC的I/O地址分配 20
2.4 S7-300 PLC的模块特性 21
2.5 S7-400 PLC的模块特性 27
2.6 习题 31
第3章 STEP 7编程软件基础 33
3.1 STEP 7编程软件概述 34
3.2 STEP 7软件安装 35
3.2.1 STEP 7的安装要求 35
3.2.2 STEP 7的安装过程 36
3.3 SIMATIC管理器 38
3.3.1 SIMATIC管理器的操作界面 38
3.3.2 SIMATIC管理器自定义选项设置 39
3.4 STEP 7的使用 41
3.4.1 创建项目 41
3.4.2 硬件组态 45
3.4.3 编辑符号表 51
3.4.4 生成用户程序 53
3.4.5 程序的下载与上传 55
3.5 S7-PLCSIM仿真软件 56
3.5.1 S7-PLCSIM的主要功能 56
3.5.2 S7-PLCSIM的使用方法 56
3.5.3 仿真PLC与真实PLC的区别 58
3.6 硬件组态实例 58
3.7 习题 61
第4章 STEP 7指令系统及应用 63
4.1 PLC编程基础 64
4.1.1 STEP 7中的编程语言 64
4.1.2 S7-300/400 CPU的系统存储器 65
4.1.3 S7-300/400 CPU的寄存器 65
4.1.4 数据类型 66
4.2 S7-300/400指令基础 68
4.2.1 指令操作数 68
4.2.2 寻址方式 68
4.2.3 指令的基本构成 69
4.2.4 PLC编程的基本原则 69
4.3 位逻辑指令及其应用 70
4.3.1 触点与线圈指令 70
4.3.2 基本逻辑指令 71
4.3.3 置位和复位指令 72
4.3.4 RS和SR触发器指令 73
4.3.5 跳变沿检测指令 73
4.3.6 位逻辑指令应用举例 74
4.4 定时器与计数器指令 76
4.4.1 定时器指令 76
4.4.2 计数器指令 78
4.4.3 定时器与计数器指令编程举例 81
4.5 数据处理功能指令 82
4.5.1 装入和传送指令 82
4.5.2 比较指令 85
4.5.3 转换指令 86
4.5.4 移位和循环移位指令 89
4.5.5 累加器操作和地址寄存器指令 90
4.5.6 数据处理功能指令编程举例 91
4.6 控制指令 92
4.6.1 逻辑控制指令 92
4.6.2 程序控制指令 93
4.6.3 主控继电器指令 95
4.7 数据运算指令 95
4.7.1 整数算术运算指令 95
4.7.2 浮点数算术运算指令 96
4.7.3 字逻辑运算指令 98
4.7.4 数据运算指令举例 99
4.8 常用电路编程 99
4.9 习题 102
第5章 S7-300/400系列PLC的程序结构和程序设计 103
5.1 编程方式与程序块 104
5.2 数据块与数据结构 109
5.3 CPU中程序 111
5.4 用户程序 111
5.4.1 用户程序中的块结构 112
5.4.2 程序结构 112
5.5 组织块与中断处理 113
5.5.1 中断的基本概念 113
5.5.2 组织块 114
5.5.3 循环处理的主程序OB1 114
5.5.4 日期时间中断组织块OB10～OB17 115
5.5.5 时间延时中断组织块OB20～OB23 117
5.5.6 循环中断组织块OB30～0B38 117
5.5.7 硬件中断组织块OB40～OB47 118
5.5.8 背景组织块OB90 118
5.5.9 启动组织块OB100/OB101/OB102 118
5.5.10 故障处理组织块OB70～OB87/OB121～OB122 119
5.6 S7系列PLC程序设计 120
5.6.1 工业搅拌过程控制 120
5.6.2 抢答器设计 125
5.7 顺序功能图 129
5.7.1 顺序功能图概述 129
5.7.2 顺序功能图绘制的注意事项 130
5.7.3 顺序功能图的编程 130
5.7.4 液压送料机PLC控制 132
5.8 五层电梯的PLC控制 136
5.9 习题 147
第6章 S7-300/400系列PLC的通信与网络 149
6.1 PLC控制网络的基本特点和通信功能 150
6.2 数据通信 150
6.2.1 数据传输方式的分类 150
6.2.2 线路通信方式和传输速率 151
6.2.3 差错控制方式和检错码 152
6.2.4 传输介质 152
6.2.5 串行通信接口标准 153
6.3 工业局域网 155
6.3.1 计算机网络简介 155
6.3.2 局域网的基本知识 156
6.3.3 现场总线概述 157
6.4 S7-300/400 PLC的通信网络概述 159
6.4.1 工厂自动化系统网络 159
6.4.2 S7-300/400 PLC的通信网络 160
6.5 工业以太网通信技术 161
6.5.1 概述 161
6.5.2 工业以太网的网络部件 162
6.5.3 工业以太网的交换技术 163
6.5.4 自适应与冗余网络 164
6.5.5 工业以太网的网络方案 164
6.5.6 S7-300 PLC利用S7通信协议进行工业以太网通信 165
6.6 MPI网络通信技术 171
6.6.1 概述 171
6.6.2 全局数据通信 171
6.6.3 MPI网络的组建 172
6.6.4 利用SIEP 7组态MPI通信网络 174
6.7 PROFIBUS通信技术 176
6.7.1 利用I/O口实现直接PROFIBUS通信 176
6.7.2 系统功能的PROFIBUS通信应用 184
6.7.3 CP342-5实现PROFIBUS通信 190
6.7.4 多个S7-300之间的PROFIBUS通信 203
6.8 习题 209
第7章 PLC控制系统的应用设计 211
7.1 PLC控制系统的总体设计 212
7.1.1 PLC控制系统的类型 212
7.1.2 PLC控制系统设计的基本原则 213
7.1.3 PLC控制系统的设计步骤 213
7.1.4 减少PLC输入和输出点数的方法 215
7.2 提高PLC控制系统可靠性的措施 217
7.2.1 供电系统设计 217
7.2.2 接地设计 220
7.2.3 PLC输入／输出电路的设计 221
7.2.4 电气柜结构设计 222
7.2.5 现场布线图设计 223
7.2.6 冗余设计 223
7.2.7 软件抗干扰方法 224
7.2.8 工作环境处理 224
7.2.9 抑制电路 225
7.2.10 抗干扰措施 225
7.3 水塔水位PLC控制 226
7.3.1 水塔水位控制系统PLC硬件设计 226
7.3.2 水塔水位控制系统PLC软件设计 227
7.4 交通灯控制系统设计 230
7.4.1 统控制要求 230
7.4.2 交通灯控制系统硬件设计 231
7.4.3 交通灯控制系统软件设计 232
7.5 习题 235
第8章 S7-300/400系列PLC故障诊断 239
8.1 S7-300/400 PLC的基本故障种类 240
8.2 PLC的常规检查与维护 240
8.3 PLC外部故障的排除 241
8.4 PLC内部错误的故障诊断 246
8.4.1 故障诊断的基本方法 246
8.4.2 利用CPU诊断缓冲区进行详细故障诊断 247
8.4.3 错误处理组织块 251
8.5 习题 265
参考文献 266