第一篇 开发基础 1
第1章PLC概述 1
1.1 PLC的产生与发展 1
1.1.1 PLC的产生 1
1.1.2 PLC的定义 2
1.1.3 PLC的发展 2
1.2 PLC的特点与功能 3
1.2.1 PLC的特点 3
1.2.2 PLC的功能 4
1.3 PLC的分类 4
1.4常用的PLC产品 5
1.4.1国外PLC产品 6
1.4.2国内PLC产品 9
1.5实践拓展 9
1.6思考与练习 9
第2章PLC的组成与原理 10
2.1 PLC的组成 10
2.1.1 PLC的硬件组成 10
2.1.2 PLC的软件组成 11
2.1.3 PLC的常用外设的选择 12
2.2 PLC的工作原理 12
2.2.1 PLC的工作过程 12
2.2.2 PLC的等效工作电路 14
2.3 PLC的编程语言 15
2.3.1指令表编程 15
2.3.2 ST语句 16
2.3.3梯形图 17
2.3.4功能块图编程 18
2.3.5顺序功能图编程 19
2.4继电器控制与PLC控制的比较 20
2.5实践拓展 20
2.6思考与练习 21
第3章PLC控制系统设计 22
3.1 PLC控制系统设计的基本原则 22
3.1.1设计内容 22
3.1.2基本原则 22
3.1.3设计步骤 23
3.2 PLC的选择 24
3.2.1机型的选择 24
3.2.2 I/0模块的选择 25
3.2.3存储器的选择 26
3.2.4响应时间 26
3.3软／硬件设计 26
3.3.1硬件设计 26
3.3.2软件设计 28
3.4总装与调试 29
3.4.1调试方法及步骤 29
3.4.2故障检查 30
3.5实践拓展 33
3.6思考与练习 34
第二篇 原理与编程 35
第4章S7-300/400系列PLC 35
4.1 S7-300系列PLC 35
4.1.1整体设计 35
4.1.2 CPU 37
4.1.3程序设计 38
4.1.4通信 38
4.2 S7-400系列PLC 39
4.2.1整体设计 39
4.2.2 CPU 41
4.2.3程序设计 41
4.2.4通信 42
4.3实践拓展 42
4.4思考与练习 42
第5章S7-300/400系列PLC的硬件组成 43
5.1S7-300的硬件组成 43
5.1.1处理器模块 43
5.1.2输入／输出模块 46
5.1.3电源模块 63
5.1.4其他模块 63
5.2S7-400的硬件组成 65
5.2.1机架 65
5.2.2处理器单元 66
5.2.3电源模块 69
5.2.4数字量模块 71
5.2.5模拟量模块 72
5.2.6其他模块 74
5.3ET 200分布式I/O硬件组成 75
5.3.1 ET 200分布式1/O概述 75
5.3.2 ET 200的分类 76
5.3.3 ET 2005简介 77
5.4实践拓展 83
5.5思考与练习 84
第6章S7-300/400系列PLC的指令系统 85
6.1 S7-300/400的编程语言 85
6.1.1编程语言的国际标准 85
6.1.2STEP7中的编程语言 86
6.2 S7-300/400的存储区 87
6.2.1数制 87
6.2.2数据类型 87
6.2.3存储区类型 89
6.2.4系统存储器 90
6.3 S7-300/400的指令系统 92
6.3.1位逻辑指令 92
6.3.2定时器指令 101
6.3.3计数器指令 111
6.3.4比较指令 115
6.3.5转换指令 117
6.3.6打开数据块指令 126
6.3.7逻辑控制指令 126
6.3.8整数数学运算指令 128
6.3.9浮点型数学运算指令 134
6.3.10传送指令 137
6.3.11程序控制指令 138
6.3.12状态位指令 144
6.3.13位移指令 148
6.3.14循环移位指令 153
6.3.15字逻辑指令 154
6.4实践拓展 159
6.5思考与练习 159
第7章S7-300/400系列PLC用户程序的组织结构 160
7.1用户程序的基本结构 160
7.1.1用户程序中的块 160
7.1.2用户程序使用的堆找 164
7.2数据块 165
7.2.1数据块中的数据类型 165
7.2.2数据块的生成与使用 166
7.3组织块 169
7.3.1中断的基本概念 169
7.3.2日期时间中断组织块 170
7.3.3延时中断组织块 171
7.3.4循环中断组织块 171
7.3.5硬件中断组织块 172
7.3.6启动时使用的组织块 172
7.3.7异步错误组织块 173
7.3.8同步错误组织块 175
7.3.9背景组织块 177
7.4实践拓展 177
7.5思考与练习 177
第8章STEP 7编程软件及其应用 178
8.1 STEP 7简介 178
8.2组态 179
8.2.1组态步骤 180
8.2.2组态分布式I/0 185
8.3在OB1中创建程序 189
8.3.1编程实现串联电路 189
8.3.2编程实现并联电路 190
8.3.3编程实现存储器功能 191
8.4创建一个带有功能块和数据块的程序 191
8.4.1创建并打开功能块 192
8.4.2编程FB 193
8.4.3生成背景数据块和修改实际值 194
8.4.4编程块调用 196
8.5编程实现一个功能 197
8.5.1创建和打开功能 197
8.5.2编程实现功能 198
8.5.3在OB1中调用功能 199
8.6编程共享数据块 200
8.7编程实现多重背景 202
8.7.1创建和打开较高一级的功能块 202
8.7.2编程实现 203
8.7.3生成多重背景并调整实际值 204
8.7.4在OB1中调用多重背景 206
8.8 S7-PLCSIM仿真软件的使用 206
8.8.1使用S7-PLCSIM仿真软件调试程序的步骤 207
8.8.2应用举例 208
8.8.3视图对象与仿真软件的设置与存档 209
8.9系统调试 210
8.9.1STEP 7与PLC的在线连接与在线操作 210
8.9.2调试程序 212
8.9.3故障诊断 214
8.10实践拓展 216
8.11思考与练习 217
第9章S7-300/400系列PLC的通信功能 218
9.1 S7通信分类 218
9.2 MPI网络 218
9.2.1 MPI网络简介 219
9.2.2 GD通信 219
9.2.3 MPI网络的组建 220
9.2.4使用STEP 7组态MPI通信网络 221
9.2.5事件驱动的GD通信 223
9.2.6不用GD通信组态的MPI通信 224
9.3 PROFIBUS网络 225
9.3.1 PROFIBUS网络简介 225
9.3.2 PROFIBUS的通信协议 228
9.3.3 PROFIBUS的网络部件 234
9.3.4利用STEP 7组态PROFIBUS-DP通信网络 237
9.4工业以太网 243
9.4.1工业以太网简介 243
9.4.2工业以太网的网络部件 244
9.4.3工业以太网的交换机技术 245
9.4.4自适应与冗余网络 246
9.4.5工业以太网的网络方案 247
9.5点对点通信 248
9.5.1点对点通信的硬件 249
9.5.2点对点通信协议 250
9.5.3点对点通信在用户程序中的实现 251
9.6 AS-i网络 255
9.6.1 AS-i网络简介 255
9.6.2 AS-i的网络部件 256
9.6.3 AS-i的工作模式 258
9.6.4 AS-i的通信方式 259
9.7实践拓展 260
9.8思考与练习 261
第10章PCS 7软件及其应用 262
10.1 PCS7软件简介 262
10.2 PCS7系统组态 264
10.2.1硬件组态 266
10.2.2PC站组态 269
10.2.3网络组态 270
10.3 PCS7编程 271
10.3.1使用SCL编制程序 272
10.3.2使用CFC编制程序 281
10.3.3使用SFC编制程序 293
10.4 OS和图形编辑器 297
10.4.1 WinCC系统 298
10.4.2 OS（操作员站） 300
10.4.3图形编辑器 303
10.5实践拓展 305
10.6思考与练习 306
第11章 数字量控制系统梯形图设计 307
11.1梯形图的编程规则 307
11.1.1编程规则 307
11.1.2程序优化 309
11.2梯形图经验设计法 310
11.3顺序控制设计法 316
11.3.1过程与动作 316
11.3.2有向连线 318
11.3.3切换和切换条件 318
11.3.4状态切换图的基本结构 318
11.3.5状态切换图中切换实现的基本规则 319
11.3.6顺序控制设计法的本质 320
11.4顺序控制设计法的应用 321
11.4.1使用起保停电路的编程方法 321
11.4.2使用置位复位指令的编程方法 326
11.4.3具有多种工作方式系统的编程方法 328
11.5实践拓展 335
11.6思考与练习 335
第12章PLC控制系统的可靠性设计 336
12.1影响PLC控制系统可靠性的原因 336
12.1.1干扰源的分类 336
12.1.2电磁干扰对可靠性的影响 336
12.1.3其他因素对可靠性的影响 337
12.2 PLC控制系统的可靠性设计 338
12.3提高PLC控制系统可靠性的措施 339
12.3.1电源的抗干扰措施 339
12.3.2输入／输出电路的抗干扰措施 340
12.3.3接地和布线的抗干扰措施 341
12.3.4软件设计的抗干扰措施 343
12.3.5采用冗余技术保证系统的可靠性 344
12.4实践拓展 344
12.5思考与练习 345
第三篇 综合实例 346
第13章 网络通信实例 346
13.1 PLC之间的PROFIBUS通信 346
13.1.1基于PROFIBUS-DP的MS通信 346
13.1.2基于PROFIBUS-DP的DX主从方式通信 352
13.1.3基于PROFIBUS-DP的DX多主通信 356
13.1.4基于PROFIBUS-DP的等时模式通信 360
13.2 PLC之间的MPI通信 365
13.2.1基于系统功能的通信方式 365
13.2.2基于系统功能块的通信方式 368
13.3 PLC之间的以太网通信 370
13.4实践拓展 375
第14章 运动控制实例 376
14.1电梯控制系统 376
14.1.1系统组成 376
14.1.2系统功能 377
14.1.3程序设计 378
14.2立体仓库控制系统 385
14.2.1系统组成 386
14.2.2系统功能 386
14.2.3程序设计 386
14.3实践拓展 404
第15章 过程控制实例 406
15.1基于PCS 7的水箱液位控制系统 406
15.1.1系统组成与功能 406
15.1.2程序设计 407
15.2基于PCS 7的反应釜温度控制系统 409
15.2.1系统组成与功能 409
15.2.2程序设计 410
15.3基于PROFIBUS的流量控制系统 416
15.3.1系统组成与功能 416
15.3.2程序设计 417
15.4实践拓展 418
参考文献 419