第1章 PLC基础 1
1.1 PLC的产生与发展过程 1
1.2 PLC的分类 4
1.3 PLC的功能与特点 6
1.3.1 PLC的主要功能 6
1.3.2 PLC的性能指标 7
1.3.3 PLC的主要特点 8
1.4 PLC的组成与工作原理 10
1.4.1 PLC的组成 10
1.4.2 PLC的工作过程 14
1.5 PLC的编程环境 16
第2章 S7-300/400系列PLC的硬件组成 20
2.1 S7-300/400系列PLC概述 20
2.1.1 S7-300/400系列PLC简介 20
2.1.2 S7-300/400系列PLC的系统组成 22
2.2 S7-300/400系列PLC的CPU模块 26
2.2.1 S7-300系列PLC的CPU模块 26
2.2.2 S7-400系列PLC的CPU模块 30
2.3 S7-300/400系列PLC的I/O模块 33
2.3.1 S7-300系列PLC的I/O模块 33
2.3.2 S7-400系列PLC的I/O模块 42
2.4 ET-200分布式I/O 44
2.5 其他模块简介 46
2.6 CPU的存储器 51
2.6.1 装载存储器 51
2.6.2 工作存储器 52
2.6.3 系统存储器 53
2.6.4 累加器与状态字寄存器 53
2.7 PLC的系统配置 55
2.7.1 S7-300/400系列PLC的结构 55
2.7.2 I/O模块地址分配 57
第3章 S7-300/400系列PLC的基本指令及其应用 61
3.1 系统存储区和数据类型 61
3.1.1 系统存储区 61
3.1.2 S7-300/400系列PLC的数据类型 63
3.2 定义符号和寻址方式 67
3.2.1 定义符号 67
3.2.2 寻址方式 68
3.3 位逻辑指令及其应用 71
3.3.1 位逻辑指令 71
3.3.2 位逻辑指令的应用举例 77
3.4 比较指令 79
3.5 计数器指令 80
3.5.1 计数器的基本知识 80
3.5.2 加减计数器（S_CUD） 80
3.5.3 加计数器（S_CU） 82
3.5.4 减计数器（S_CD） 83
3.5.5 加减计数器的线圈指令 83
3.6 定时器指令 85
3.6.1 定时器 85
3.6.2 脉冲定时器（SP） 86
3.6.3 扩展脉冲定时器（S_PEXT） 88
3.6.4 接通延时定时器（S_ODT） 88
3.6.5 保持型接通延时定时器（S_ODTS） 89
3.6.6 断电延时定时器（S_OFFDT） 89
3.6.7 定时器应用 90
3.7 基本指令的应用 91
3.8 顺序控制的设计方法 94
3.8.1 顺序控制设计法 94
3.8.2 顺序功能图的基本概念 95
3.8.3 顺序功能图的构成规则 96
3.8.4 顺序功能图的结构类型 97
3.8.5 顺序功能图的梯形图编程方法 98
第4章 S7-300/400系列PLC的高级指令及其应用 104
4.1 高级指令概述 104
4.1.1 LAD与FBD指令 104
4.1.2 STL指令系统 108
4.2 转换指令 113
4.3 数据块指令 120
4.4 逻辑控制指令 120
4.5 整数算术运算指令 122
4.6 浮点型数学运算指令 128
4.7 数据传送指令 136
4.8 程序控制指令 137
4.8.1 功能调用指令 137
4.8.2 MCR相关指令 142
4.9 移位和循环指令 145
4.9.1 移位指令 145
4.9.2 循环移位指令 148
4.10 状态位指令 149
4.11 字逻辑指令 154
第5章 S7-300/400系列PLC的编程环境 158
5.1 STEP 7编程软件概述 158
5.1.1 STEP 7编程软件的主要功能、版本和许可证密钥 158
5.1.2 STEP 7编程软件的标准软件包和扩展软件包 160
5.1.3 安装STEP 7 163
5.2 STEP 7的使用设置 168
5.2.1 项目语言环境的设置 168
5.2.2 常规选项设置 169
5.2.3 程序编辑器的设置 169
5.2.4 PG/PC接口的设置 171
5.3 利用STEP 7创建和编辑项目 172
5.3.1 SIMATIC Manager项目的分层结构 172
5.3.2 项目的创建 173
5.3.3 项目的编辑 177
5.4 硬件组态 178
5.4.1 硬件组态概述 178
5.4.2 硬件组态工具 179
5.4.3 组态S7-300/400系列PLC的中央机架和扩展机架 180
5.4.4 I/O模块参数设置 183
5.4.5 CPU模块参数设置 187
5.5 STEP 7在程序编辑和调试中的应用 196
5.5.1 建立符号表 196
5.5.2 程序的编辑 197
5.5.3 程序的下载和上传 200
5.5.4 用程序状态监控功能调试程序 203
5.6 仿真软件PLCSIM介绍 204
5.6.1 S7-PLCSIM的特性简介 204
5.6.2 用S7-PLCSIM调试程序 205
5.6.3 用变量表调试程序 207
第6章 S7-300/400系列PLC的通信网络 212
6.1 通信与网络知识概述 212
6.1.1 通信基础知识 212
6.1.2 网络基本知识 215
6.2 S7-300/400系列PLC的通信网络简介 216
6.2.1 工厂自动化网络结构 216
6.2.2 S7-300/400系列PLC的通信网络 217
6.2.3 通信的分类 218
6.3 工业以太网 218
6.3.1 工业以太网简介 218
6.3.2 西门子工业以太网 219
6.3.3 S7-300/400系列PLC工业以太网通信方法 220
6.3.4 工业以太网的交换机技术 235
6.3.5 工业以太网的网络方案 235
6.4 MPI网络 236
6.4.1 MPI概述 236
6.4.2 MPI网络 236
6.4.3 设置MPI参数 238
6.4.4 全局数据包通信方式 239
6.4.5 无组态连接的MPI通信方式 241
6.4.6 有组态连接的MPI通信方式 244
6.5 PROFIBUS通信 246
6.5.1 PROFIBUS概述 246
6.5.2 PROFIBUS协议 247
6.5.3 PROFIBUS传输技术 248
6.5.4 PROFIBUS数据链路层 249
6.5.5 PROFIBUS-DP设备分类 249
6.5.6 CPU31x-2DP之间的DP主从通信 250
6.5.7 CPU31x-2DP通过DP接口连接远程I/O站 252
6.5.8 CP342-5作主站的PROFIBUS-DP组态应用 258
6.5.9 CP342-5作从站的PROFIBUS-DP组态应用 260
6.5.10 PROFIBUS-DP从站之间的DX方式通信 262
6.6 点对点通信 266
6.6.1 点对点通信概述 266
6.6.2 点对点通信的通信协议 267
6.6.3 点对点通信网络组态形式 272
6.6.4 NETR/NETW指令 272
6.7 AS-i网络 278
6.7.1 AS-i简介 278
6.7.2 AS-i总线网络组成和结构 278
6.7.3 AS-i总线网络系统的特点 279
6.7.4 AS-i的工作模式 279
6.7.5 AS-i通信过程 280
第7章 PLC控制系统的应用设计 285
7.1 概述 285
7.1.1 PLC控制系统设计原则及步骤 285
7.1.2 PLC的选型 286
7.2 程序设计 291
7.2.1 用户程序的基本结构 291
7.2.2 功能块及功能的生成与调用 294
7.2.3 数据块 302
7.2.4 多重背景 306
7.2.5 组织块及中断处理 307
7.2.6 结构化程序设计 318
7.3 S7-300/400系列PLC的调试 319
7.4 S7-300/400系列PLC系统的安装 320
7.5 S7-300/400系列PLC的故障诊断 321
7.5.1 S7-300系列PLC的故障诊断与排除 323
7.5.2 S7-400系列PLC的故障诊断与排除 326
7.6 PLC应用的可靠性设计 329
7.7 应用系统设计实例 334
7.7.1 基于S7-300系列PLC的空压机监控系统的设计 334
7.7.2 基于S7-300系列PLC的盘管泄漏检测系统 336
参考文献 340