第1篇 入门篇 2
第1章 可编程序控制器（PLC）基础 2
1.1 概述 2
1.1.1 PLC的发展历史 2
1.1.2 PLC的主要特点 3
1.1.3 PLC的应用范围 3
1.1.4 PLC的分类与性能指标 4
1.1.5 PLC与继电器系统的比较 5
1.1.6 PLC与微机的比较 5
1.1.7 PLC的发展趋势 5
1.1.8 PLC在我国 6
1.2 可编程序控制器的结构和工作原理 6
1.2.1 可编程序控制器的硬件组成 6
1.2.2 可编程序控制器的工作原理 9
1.2.3 可编程序控制器的立即输入、输出功能 10
第2章 西门子PLC的硬件 12
2.1 西门子PLC概述 12
2.2 S7-200系列PLC 13
2.2.1 S7-200 CPU模块 13
2.2.2 S7-200 CPU的接线 14
2.3 S7-200扩展模块 17
2.3.1 数字量I/O扩展模块 17
2.3.2 模拟量I/O扩展模块 18
2.3.3 其他扩展模块 20
2.4 S7-200电源需求计算 23
2.4.1 最大I/O配置 23
2.4.2 电源需求计算 23
2.5 S7-300 PLC常用模块及其接线 24
2.5.1 S7-300 PLC的基本结构 24
2.5.2 S7-300 PLC的CPU模块 25
2.5.3 数字量模块 28
2.5.4 模拟量模块 33
2.5.5 S7-300 PLC的通信处理模块 37
2.5.6 S7-300 PLC的功能模块 37
2.5.7 S7-300 PLC的其他模块 38
2.6 S7-400 PLC常用模块简介 38
2.6.1 S7-400 PLC的概述 38
2.6.2 S7-400 PLC的机架 39
第3章 西门子PLC的软件 42
3.1 西门子PLC编程软件的简介 42
3.1.1 LOGO！的编程软件 42
3.1.2 S7-200的编程软件 42
3.1.3 S7-200 SMART的编程软件 42
3.1.4 S7-1200的编程软件 42
3.1.5 S7-300/400的编程软件 42
3.2 S7-200的编程软件STEP 7-Micro/WIN的使用 42
3.2.1 STEP 7-Micro/WIN软件的界面介绍 42
3.2.2 编译STEP 7-Micro/WIN项目 45
3.2.3 用STEP 7-Micro/WIN建立一个完整的项目 53
3.2.4 S7-200仿真软件的使用 59
3.3 S7-300/400编程软件STEP 7的使用 61
3.3.1 STEP 7软件简介 61
3.3.2 编程界面的SIMATIC管理器 62
3.3.3 硬件组态与参数设置 65
3.3.4 STEP 7的下载和上传 80
3.3.5 STEP 7软件编程 85
3.3.6 用STEP 7建立一个完整的项目 86
第4章 西门子PLC的指令系统 93
4.1 西门子PLC的编程基础知识 93
4.1.1 数据的存储类型 93
4.1.2 编程语言 95
4.2 S7-200系列PLC的指令系统 96
4.2.1 S7-200的元件的功能与地址分配 96
4.2.2 位逻辑指令 100
4.2.3 定时器与计数器指令 104
4.2.4 功能指令 118
4.2.5 S7-200 PLC的程序控制指令及其应用 137
4.3 S7-300/400系列PLC的指令系统 146
4.3.1 S7-300/400编程元件与数据类型 146
4.3.2 寻址方式 150
4.3.3 CPU中的寄存器 153
4.3.4 位逻辑指令 156
4.3.5 定时器与计数器指令 162
4.3.6 其他常用指令 168
4.4 S7-300/400 PLC的程序结构 172
4.4.1 功能、功能块和数据块 173
4.4.2 共享数据块（DB）及其应用 176
4.4.3 组织块（OB） 184
4.5 S7-300/400实例 194
第5章 逻辑控制编程的编写方法与调试 197
5.1 顺序功能图 197
5.1.1 顺序功能图的画法 197
5.1.2 梯形图编程的原则 202
5.1.3 流程图设计法 204
5.2 应用实例 219
5.2.1 液体混合的PLC控制 219
5.2.2 全自动洗衣机的PLC控制 223
5.3 程序的调试方法 228
5.3.1 用变量监控表进行调试 228
5.3.2 使用PLCSIM软件进行调试（对于S7-300/400） 231
5.4 故障诊断 233
5.4.1 使用状态和出错LED进行故障诊断 234
5.4.2 用STEP 7快速视图进行故障诊断 236
5.4.3 用通信块的输出参数/返回值（RET VAL）诊断故障 242
第2篇 精通篇 246
第6章 PLC在过程控制中的应用 246
6.1 PID控制简介 246
6.1.1 PID控制原理简介 246
6.1.2 PID控制器的参数整定 249
6.2 利用PID指令编写过程控制程序 251
第7章 PLC在运动控制中的应用 273
7.1 PLC控制步进电动机 273
7.1.1 步进电动机简介 273
7.1.2 直接使用PLC的高速输出点控制步进电动机 274
7.1.3 步进电动机的调速控制 287
7.1.4 步进电动机的正反转控制 289
7.2 PLC控制伺服系统 291
7.2.1 伺服系统基础 291
7.2.2 直接使用PLC的高速输出点控制伺服系统 293
第8章 PLC在变频器调速系统中的应用 305
8.1 西门子MM 440变频器使用简介 305
8.1.1 认识变频器 305
8.1.2 西门子MM 440变频器使用简介 306
8.2 变频器多段频率给定 309
8.3 变频器模拟量频率给定 314
8.3.1 模拟量模块的简介 314
8.3.2 电流信号频率给定（利用S7-200） 316
8.3.3 电压信号频率给定（利用S7-300） 318
8.4 变频器的通信频率给定 319
8.4.1 MM 440变频器通信的基本知识 319
8.4.2 S7-200与MM 440变频器的USS通信频率给定 322
8.4.3 S7-1200 PLC与MM 440的USS通信 327
8.4.4 S7-300与MM 440变频器的场总线通信频率给定 333
8.5 使用变频器时电动机的制动和正反转 338
8.5.1 使用变频器时电动机的制动 338
8.5.2 使用变频器时电动机的正反转 339
第9章 PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信 341
9.1 通信基础知识 341
9.1.1 通信的基本概念 341
9.1.2 RS-485标准串行接口 344
9.1.3 OSI参考模型 345
9.2 SIMATIC NET工业通信网络 346
9.2.1 工业通信网络结构 346
9.2.2 通信网络技术说明 347
9.3 PPI通信 347
9.3.1 初识PPI协议 347
9.3.2 S7-200系列PLC之间的PPI通信 348
9.4 MPI通信 352
9.4.1 MPI通信概述 352
9.4.2 无组态连接通信方式 352
9.5 PROFIBUS现场总线通信 359
9.5.1 PROFIBUS现场总线概述 359
9.5.2 PROFIBUS通信概述 360
9.5.3 PROFIBUS总线拓扑结构 362
9.5.4 S7-300与ET 200M的PROFIBUS-DP通信 364
9.5.5 S7-300与S7-200间的PROFIBUS-DP通信 370
9.5.6 S7-300与S7-300间的PROFIBUS-DP通信 379
9.6 MODBUS通信概述 387
9.6.1 MODBUS通信概述 387
9.6.2 MODBUS传输模式 388
9.6.3 S7-200 PLC间MODBUS通信 388
9.6.4 S7-1200与S7-1200的MODBUS通信 392
第10章 工业以太网通信 397
10.1 以太网通信概述 397
10.1.1 以太网通信简介 397
10.1.2 工业以太网通信简介 398
10.2 S7-200 PLC的以太网通信 399
10.3 S7-1200 PLC的以太网通信 407
10.3.1 S7-1200系列PLC间的以太网通信 407
10.3.2 S7-1200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信 412
10.4 S7-300/400系列PLC的以太网通信 418
10.4.1 S7-300间的以太网通信 418
10.4.2 S7-400与远程I/O模块ET200间的PROFINET通信 427
10.4.3 S7-400与S7-200 SMART间的以太网通信 433
第11章 西门子PLC其他应用技术 439
11.1 高速计数器的应用 439
11.1.1 高速计数器的简介 439
11.1.2 高速计数器在转速测量中的应用 441
11.2 PWM 449
11.2.1 PWM功能简介 449
11.2.2 PWM功能应用举例 450
11.3 其他技巧/难点 453
11.3.1 安装和使用西门子软件注意事项 453
11.3.2 创建和使用S7-200的库函数 454
11.3.3 指针的应用 457
第12章 西门子PLC工程应用案例 459
12.1 压力数据采集PLC控制系统 459
12.1.1 系统软硬件配置 459
12.1.2 编写控制程序 459
12.2 物料混合机的PLC控制 464
12.2.1 系统软硬件配置 464
12.2.2 编写控制程序 466
12.3 小型搅拌机的PLC控制 467
12.3.1 系统软硬件配置 468
12.3.2 控制程序的编写 468
12.4 啤酒灌装线系统的PLC控制 471
12.4.1 系统软硬件配置 472
12.4.2 控制程序的编写 474
12.5 往复运动小车PLC控制系统 479
12.5.1 系统软硬件配置 479
12.5.2 控制程序的编写 481
参考文献 485