第1章绪论 1
1.1从继电器到可编程序控制器 1
1.1.1继电器 1
1.1.2继电器控制系统的组成与特点 2
1.1.3可编程序控制器的诞生 2
1.1.4可编程序控制器的发展历程 3
1.2可编程序控制器的名称和定义 3
1.2.1可编程序控 制器的名称 3
1.2.2可编程序控制器的定义 4
1.3可编程序控制器的特点 4
1.4可编程序控制器的分类 5
1.4.1根据点数和功能进行分类 5
1.4.2根据结构形式进行分类 5
1.4.3 PLC的流派分类 5
1.4.4西门子PLC的分类 5
1.5可编程序控制器的功能和发展 6
1.5.1 PLC的功能 6
1.5.2 PLC在工业控制中的地位 6
1.5.3 PLC的发展前景 6
思考与练习题 6
第2章PLC的系统组成与工作原理 7
2.1 PLC硬件系统的基本组成 7
2.1.1组成概述 7
2.1.2硬件组成 7
2.2 PLC的软件系统 11
2.2.1 PLC软件系统的组成 11
2.2.2编程语言概述 11
2.3 PLC的工作原理 14
2.3.1 PLC的控制作用 14
2.3.2 PLC的工作过程 15
2.3.3 PLC的输出滞后问题 18
2.4西门子PLC的存储区与编程变量 18
2.4.1西门子PLC的存储区 18
2.4.2西门子PLC的编程变量 21
2.4.3西门子PLC的数据类型 24
2.4.4西门子PLC的变量访问与寻址 25
2.5 S7-200/300/400PLC的硬件模块构成 26
2.5.1 S7-200 PLC的CPU模块与硬件端子连接 26
2.5.2 S7-200 PLC的信号扩展模块 29
2.5.3 S7-300 PLC的模块 30
2.5.4 S7-400 PLC的模块 32
思考与练习题 33
第3章PLC的组态技术与组态较件 34
3.1 PLC的组态技术 34
3.1.1组态的概念 34
3.1.2组态的技术 34
3.2 S7-200 PLC的组态软件 35
3.2.1 S7-200 PLC组态软件的概述 35
3.2.2 STEP7-Micro/WIN的组态环境介绍 36
3.2.3组态参数的设置 39
3.2.4程序块的组态 41
3.2.5下载、调试与监控 45
3.3 S7-300/400 PLC的组态软件 47
3.3.1 STEP7的安装与组态的般 47
3.3.2硬件组态与CPU属性 48
3.3.3程序编写 51
3.3.4 S7-PLCSIM仿真软件的调试 53
3.4 PG/PC接口的设置 54
3.4.1 PLC与上位机的通信方法 54
3.4.2 S7-200 PLC与上位机的PPI电缆连接 56
3.4.3 S7-300/400 PLC与上位机之间的MPI电缆连接 58
思考与练习题 62
第4章S7-200 PLC编程指令 63
4.1 S7-200/300/400 PLC编程指令与RLO 63
4.1.1 IEC61131与SIMATIC指令体系 63
4.1.2西门子PLC编程语言 64
4.1.3逻辑操作结果RLO 64
4.1.4 S7-200/300/400 PLC指令分类 65
4.2 位逻辑操作指令 65
4.2.1基本位逻辑指令 65
4.2.2置位与复位指令 68
4.2.3边沿触发指令 69
4.2.4立即读/写、立即置位和立即复位指令 70
4.3定时器指令 70
4.3.1定时器概述 70
4.3.2定时器的设定值、当前值和状态值 71
4.3.3接通延时定时器 72
4.3.4保持型接通延时定时器 72
4.3.5断开延时定时器 73
4.3.6不同时基的定时器的刷新方式 74
4.3.7定时器的应用举例 74
4.4计数器指令 75
4.4.1计数器指令概述 75
4.4.2递增计数器指令 75
4.4.3递减计数器指令 76
4.4.4增减计数器指令 77
4.4.5定时器/计数器扩展应用举例 78
4.5传送、比较、移位与转换指令 79
4.5.1传送类指令 79
4.5.2比较指令 82
4.5.3移位指令 83
4.5.4数据转换指令 85
4.6数学运算指令 87
4.6.1算术运算指令 87
4.6.2逻辑运算指令 90
4.6.3数学功能指令 91
4.7表功能指令 92
4.7.1填充指令 92
4.7.2填表指令 93
4.7.3表中取数指令 94
4.7.4查表指令 95
4.8字符串操作指令 96
4.9其指令 98
4.9.1 S7-200 PLC的时钟指令 98
4.9.2其他指令举例 99
思考与练习题 99
第5章 S7-300/400 PLC编程指令 102
5.1位逻辑指令 102
5.1.1位逻辑指令概述 102
5.1.2基本逻辑指令 102
5.1.3置位与复位指令 102
5.1.4边沿检测指令 103
5.2定时器指令 105
5.2.1定时概指令概述 105
5.2.2定时器的设定值、当前值和状态值 105
5.2.3接通延时定时器 106
5.2.4保持型接通延时定时器 107
5.2.5断开延时定时器 108
5.2.6脉冲定时器 108
5.2.7扩展脉冲定时器 109
5.2.8应用举例 109
5.3计数器指令 111
5.3.1计数器指令概述 111
5.3.2计数器的设定值、当前值和状态值 111
5.3.3计数器指令形式 112
5.4 传送、移位、比较和转换指令 114
5.4.1传送指令 114
5.4.2移位指令 115
5.4.3比较指令 118
5.4.4转换指令 119
5.5数学运算指令 121
5.5.1整型算术运算指令 121
5.5.2浮点数数学运算指令 123
5.5.3字逻辑运算指令 125
5.6其他指令 125
5.6.1 S7-300/400 PLC的状态位指令 125
5.6.2其他指令举例 126
思考与练习题 127
第6章程序结构与中断系统 128
6.1西门子PLC的程序结构 128
6.1.1西门子PLC的程序结构概述 128
6.1.2 S7-200 PLC的程序结构 128
6.1.3 S7-300/400 PLC的程序结构 130
6.2程序控制指令与结构化编程 135
6.2.1程序控制概述 135
6.2.2程序控制指令 135
6.2.3分支结构 135
6.2.4循环结构 136
6.2.5子程序结构 137
6.3 S7-200PLC的中断系统 137
6.3.1中断程序类型与优先级 137
6.3.2中断指令与中断设置 137
6.3.3共享数据 139
6.4 S7-300/400 PLC的中断与组织块 139
6.4.1 S7-300/400 PLC的中断与组织块概述 139
6.4.2西门子S7-300/400 PLC的组织块 140
6.5 S7-300/400 PLC的系统功能（SFC）与系统功能块（SFB） 144
6.5.1 S7-300/400 PLC的系统功能（SFC）与系统功能块（SFB）概述 144
6.5.2 S7-300/400 PLC的系统功能（SFC） 145
6.5.3 S7-300/400 PLC的系统功能块（SFB） 145
思考与练习题 146
第7章顺序控制 147
7.1 顺序控制概述 147
7.1.1 顺序控制的基本概念 147
7.1.2 顺序控制图与步进的基本结构 147
7.1.3 顺序控制的结构形式 147
7.1.4 顺序功能图的绘制举例 148
7.2 S7-200PLC 顺序控制指令与程序编写 150
7.2.1 S7-200 PLC顺序控制指令及其使用 150
7.2.2应用举例 151
7.3 S7-300/400 PLC 顺序控制指令与程序编写 154
7.3.1 S7-300/400 PLC 顺序控制简介 154
7.3.2 S7 GRAPH基本指令 154
7.3.3 GRAPH 程序的编辑 155
7.3.4 GRAPH程序的调用与程序调试 159
7.3.5步进事件、步进计数器和定时器 164
思考与练习题 166
第8章西门子PLC模拟量控制 168
8.1模拟量输入输出概述 168
8.1.1 PLC模拟量控制的原理 168
8.1.2西门子模拟量控制概述 168
8.2 S7-200PLC的模拟量控制指令及编程 169
8.2.1模块简介 168
8.2.2模块的使用 175
8.3 S7-300 PLC的模拟量控制指令及编程 179
8.3.1模块简介 179
8.3.2 SM331模块的使用 181
8.3.3 SM334模块的使用 185
思考与练习题 189
第9章 特殊控制功能 190
9.1 PID控制功能 190
9.1.1数字PID调节 190
9.1.2西门子S7-200 PLC中PID调节的实现 190
9.1.3 S7-300/400 PLC中PHD调节的实现 192
9.2步进电动机的脉冲控制 196
9.2.1概述 196
9.2.2 PLC的脉冲输出 197
9.2.3步进电动机的控制 200
9.2.4通过指令向导组态PTO/PWM 202
9.3变频器的控制 210
9.3.1西门子变频器参数设定 210
9.3.2西门子变频器数字量控制 213
9.3.3西门子变频器模拟量控制 214
9.3.4西门子变频器PROF IBUS-DP网络控制 216
思考与练习题 218
第10章通信 219
10.1西门子通信技术简介 219
10.1.1西门子工业通信协议 219
10.1.2 S7-200/300/400 PLC的通信模块 221
10.2西门子PPI通信 222
10.2.1 PPI通信协议 222
10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信 223
10.3西门子MPI通信 226
10.3.1西门子MPI协议概述 226
10.3.2西门子MPI网络的硬件组态 226
10.3.3 PLC之间的直接数据读/写的MPI通信 227
10.4 PROFIBUS通信 229
10.4.1 PROFIBUS通信概述 229
10.4.2 S7-300/400 PLC和S7-200 PLC的PROFIBUS-DP通信 230
10.5 工业以太网通信 235
10.5.1概述 235
10.5.2 C/S网络客户端配置 235
10.5.3 C/S网络服务器端配置 240
10.5.4程序编写 242
思考与练习题 245
第11章PLC控制系统设计 246
11.1 PLC的系统设计 246
11.1.1 PLC的系统设计方法概述 246
11.1.2经验法与顺序控制法 247
11.2水塔的控制 247
11.2.1控制对象简介 247
11.2.2 PLC的输入和输出接口 248
11.2.3 PLC控制程序开发 249
11.3分类站的控制 250
11.3.1控 制对象简介 250
11.3.2 PLC的输入和输出接口 251
11.3.3 PLC控制程序开发 251
11.4模式组灯的控制 253
11.4.1控 制对象简介 253
11.4.2 PLC的输入和输出接口 253
11.4.3 PLC控制程序开发 254
11.5运料小车的控制 257
11.5.1控制对象简介 257
11.5.2 PLC的输入和输出接口 258
11.5.3 PLC控制程序开发 259
11.6供料站的控制 263
11.6.1控制对象简介 263
11.6.2 PLC的输入和输出接口 264
11.6.3 PLC控制程序开发 264
思考与练习题 268
附录西门子S7-300/400 PLC的SFC和SFB 269
参考文献 274