第1篇 西门子PLC基础篇 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 4
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 6
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 7
1.2.1 可编程序控制器的硬件组成 7
1.2.2 可编程序控制器的工作原理 10
1.2.3 可编程序控制器的立即输入、输出功能 11
小结 12
习题 12
第2章 西门子PLC的硬件 14
2.1 西门子PLC概述 14
2.2 S7-200系列PLC 15
2.2.1 S7-200 CPU模块 15
2.2.2 S7-200 CPU的接线 17
2.3 S7-200扩展模块 19
2.3.1 数字量I/O扩展模块 20
2.3.2 模拟量I/O扩展模块 21
2.3.3 其他扩展模块 23
2.4 S7-200电源需求计算 25
2.4.1 最大I/O配置 25
2.4.2 电源需求计算 25
2.5 S7-300 PLC常用模块及其接线 26
2.5.1 S7-300 PLC的基本结构 26
2.5.2 S7-300 PLC的CPU模块 27
2.5.3 数字量模块 31
2.5.4 模拟量模块 35
2.5.5 S7-300 PLC的通信处理模块 40
2.5.6 S7-300 PLC的功能模块 41
2.5.7 S7-300 PLC的其他模块 41
2.6 S7-400 PLC常用模块简介 42
2.6.1 S7-400 PLC的概述 42
2.6.2 S7-400 PLC的机架 43
小结 45
习题 45
第3章 西门子PLC的软件 47
3.1 西门子PLC编程软件的简介 47
3.1.1 LOGO！的编程软件 47
3.1.2 S7-200的编程软件 47
3.1.3 S7-200 SMART的编程软件 47
3.1.4 S7-1200的编程软件 47
3.1.5 S7-300/400的编程软件 47
3.2 S7-200的编程软件STEP 7-Micro/WIN的使用 47
3.2.1 STEP 7-Micro/WIN软件的界面介绍 47
3.2.2 编译STEP 7-Micro/WIN项目 50
3.2.3 用STEP7-Micro/WIN建立一个完整的项目 59
3.2.4 S7-200仿真软件的使用 65
3.3 S7-300/400编程软件STEP 7的使用 66
3.3.1 STEP 7软件简介 66
3.3.2 编程界面的SIMATIC管理器 67
3.3.3 硬件组态与参数设置 71
3.3.4 STEP 7的下载和上传 83
3.3.5 STEP 7软件编程 87
3.3.6 STEP 7的打印和归档 89
3.3.7 用STEP 7 V5.5建立一个完整的项目 91
重点和难点 94
习题 95
第4章 西门子PLC的指令系统 96
4.1 西门子PLC的编程基础知识 96
4.1.1 数据的存储类型 96
4.1.2 编程语言 98
4.2 S7-200系列PLC的指令系统 99
4.2.1 S7-200的元件的功能与地址分配 99
4.2.2 位逻辑指令 103
4.2.3 定时器与计数器指令 107
4.2.4 功能指令 113
4.2.5 S7-200 PLC的程序控制指令及其应用 132
4.3 S7-300/400系列PLC的指令系统 139
4.3.1 S7-300/400编程元件与数据类型 139
4.3.2 寻址方式 142
4.3.3 CPU-中的寄存器 146
4.3.4 位逻辑指令 147
4.3.5 定时器与计数器指令 152
4.3.6 其他常用指令 163
4.4 S7-300/400 PLC的程序结构 168
4.4.1 功能、功能块和数据块 168
4.4.2 组织块（OB） 174
4.5 S7-300/400实例 186
小结 191
习题 191
第5章 逻辑控制编程的编写方法与调试 194
5.1 顺序功能图 194
5.1.1 顺序功能图的画法 194
5.1.2 梯形图编程的原则 198
5.1.3 流程图设计法 200
5.2 应用实例 208
5.2.1 交通灯的PLC控制 208
5.2.2 液体混合的PLC控制 210
5.2.3 搬运站控制系统的设计 215
5.2.4 全自动洗衣机的PLC控制 221
5.3 程序的调试方法 227
5.3.1 硬件调试与诊断 227
5.3.2 用变量监控表进行调试 230
5.3.3 使用PLCSIM软件进行调试（对于S7-300/400） 233
小结 236
习题 237
第2篇 西门子PLC应用篇 240
第6章 PLC在过程控制中的应用 240
6.1 PID控制简介 240
6.2 利用PID指令编写过程控制程序 243
6.2.1 电炉的温度控制 243
6.2.2 利用PID指令编写水箱的水位控制程序 264
小结 267
习题 267
第7章 PLC在运动控制中的应用 268
7.1 PLC控制步进电机 268
7.1.1 步进电动机简介 268
7.1.2 直接使用PLC的高速输出点控制步进电动机 269
7.1.3 使用定位模块控制步进电动机 294
7.2 PLC控制伺服系统 305
7.2.1 伺服系统简介 305
7.2.2 直接使用PLC的高速输出点控制伺服系统 306
小结 308
习题 308
第8章 PLC在变频器调速系统中的应用 309
8.1 西门子MM440变频器使用简介 309
8.1.1 认识变频器 309
8.1.2 西门子MM440变频器使用简介 310
8.2 变频器多段调速 314
8.3 变频器模拟量调速 319
8.3.1 模拟量模块的简介 319
8.3.2 电流信号调速（利用S7-200） 320
8.3.3 电压信号调速（利用S7-300） 322
8.4 变频器的通信调速 323
8.4.1 MM440变频器通信的基本知识 323
8.4.2 S7-200与MM440变频器的USS通信调速 326
8.4.3 S7-1200 PLC与MM440的USS通信 331
8.4.4 S7-300与MM440变频器的场总线通信调速 337
8.5 使用变频器时，电动机的制动和正反转 342
8.5.1 使用变频器时，电动机的制动 342
8.5.2 使用变频器时，电动机的正反转 343
小结 344
习题 344
第9章 PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信 346
9.1 通信基础知识 346
9.1.1 通信的基本概念 346
9.1.2 RS-485标准串行接口 348
9.1.3 OSI参考模型 349
9.2 SIMATIC NET工业通信网络 350
9.2.1 工业通信网络结构 350
9.2.2 通信网络技术说明 350
9.3 认识PPI协议 351
9.3.1 初识PPI协议 351
9.3.2 PPI主站的定义 352
9.4 S7-200系列PLC之间的PPI通信 353
9.4.1 方法1——用指令向导 353
9.4.2 方法2——用网络读／写指令 357
9.5 MPI通信 360
9.5.1 MPI通信概述 360
9.5.2 无组态连接通信方式 360
9.6 PRIFOIBUS现场总线通信 367
9.6.1 PRIFOIBUS现场总线概述 367
9.6.2 S7-300系列PLC与第三方设备的PROFIBUS-DP通信 369
9.6.3 PROFIBUS-DP连接智能从站的应用 379
9.7 Modbus通信概述 389
9.7.1 Modbus通信概述 389
9.7.2 Modbus传输模式 389
9.7.3 Modbus消息帧 390
9.7.4 S7-200 PLC间Modbus通信 392
9.7.5 S7-200 PLC与S7-1200 PLC间的Modbus通信 398
9.7.6 S7-1200与S7-1200的Modbus通信 402
小结 406
习题 406
第10章 工业以太网通信 407
10.1 以太网通信概述 407
10.1.1 以太网通信简介 407
10.1.2 工业以太网通信简介 408
10.2 S7-200 PLC的以太网通信 409
10.2.1 S7-200 PLC间的以太网通信 410
10.2.2 S7-200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信 423
10.2.3 S7-200系列PLC与组态王的以太网通信 431
10.3 S7-1200 PLC的以太网通信 439
10.3.1 S7-1200系列PLC间的以太网通信 439
10.3.2 S7-200系列PLC与S7-1200系列PLC间的以太网通信 446
10.3.3 S7-1200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信 454
10.4 S7-300/400系列PLC的以太网通信 460
10.4.1 西门子工业以太网通信方式简介 460
10.4.2 S7300/400工业以太网通信举例 461
小结 475
习题 475
第11章 西门子PL-C其他应用技术 476
11.1 电源需求计算 476
11.1.1 S7-200的电源需求计算 476
11.1.2 S7-1200的电源需求计算 477
11.2 高速计数器的应用 478
11.2.1 高速计数器的简介 478
11.2.2 高速计数器在转速测量中的应用 480
11.3 PWM 488
11.3.1 PWM功能简介 488
11.3.2 PWM功能应用举例 489
11.4 程序的下载方法 492
11.4.1 S7-200系列PLC的程序下载方法 492
11.4.2 S7-1200系列PLC的程序下载方法 510
11.4.3 S7-300系列PLC的程序下载方法 512
小结 521
习题 521
参考文献 522