第1章PLC基础 1
1.1概述 1
1.1.1PLC的发展史 1
1.1.2PLC的主要特点 2
1.1.3PLC的主要应用 3
1.2西门子PLC概述 4
1.2.1西门子“全集成自动化”概念 4
1.2.2西门子PLC产品 6
1.2.3S7-300系列PLC 6
1.2.4S7-400系列PLC 7
1.2.5S7-1200系列PLC 7
1.3PLC的组成 8
1.3.1PLC的基本结构 8
1.3.2S7-300/400系列PLC的组成 8
1.4PLC的工作原理 10
1.4.1工作原理 10
1.4.2循环时间和响应时间 12
习题 12
第2章S7-300/400结构体系 13
2.1S7-300的CPU模块 13
2.1.1CPU的分类 13
2.1.2CPU的面板 14
2.1.3CPU的存储器 15
2.2S7-300的信号模块 15
2.2.1数字量模块 16
2.2.2模拟量模块 17
2.3S7-300的特殊模块 19
2.3.1通信处理模块CP34x 19
2.3.2计数器模块FM350和CM35 19
2.3.3位置控制与位置检测模块FM35x 20
2.3.4闭环控制模块FM355 20
2.3.5称重模块SIWAREX 20
2.4硬件模块的安装 21
2.4.1安装导轨（RACK） 21
2.4.2安装模块 22
2.4.3接线 22
2.5寻址 23
2.5.1存储区中的地址及格式 23
2.5.2基于槽编址的模块地址 24
2.5.3用户编址的模块地址 25
习题 25
第3章STEP7的使用基础 26
3.1STEP7概述 26
3.2安装与卸载STEP7 27
3.2.1系统配置要求 27
3.2.2安装STEP7 28
3.2.3卸载STEP7 28
3.3SIMATIC管理器 28
3.4硬件组态 29
3.4.1硬件组态步骤 29
3.4.2参数设置 31
3.4.3硬件组态目录的更新 33
3.5软件编程 34
3.5.1程序编辑器界面 34
3.5.2使用程序编辑器 34
3.5.3变量与符号 35
3.6硬件接口和下载 37
3.6.1硬件接口 37
3.6.2下载方法 37
3.6.3上传 42
3.7程序归档 42
3.8如何使用STEP7软件的在线帮助 43
3.8.1查找某个关键字或功能 43
3.8.2了解某个逻辑块FB/FC/SFB/SFC的功能及管脚的定义 43
3.8.3应用方法 43
习题 43
第4章编程语言 44
4.1概述 44
4.2STEP7编程语言的程序结构 45
4.2.1用户块 45
4.2.2系统块 46
4.3指令结构 47
4.3.1指令组成 47
4.3.2数据类型及存储区 47
4.3.3CPU存储区 50
4.3.4寻址方式 50
4.3.5状态字和逻辑操作过程 52
4.4位逻辑指令 54
4.4.1位逻辑运算指令 54
4.4.2位操作指令 58
习题Ⅰ 66
4.5定时器与计数器指令 68
4.5.1定时器 68
4.5.2计数器 81
习题Ⅱ 85
4.6数据处理功能指令 86
4.6.1装载和传输指令 86
4.6.2比较指令 88
4.6.3转换指令 94
4.6.4移位和循环移位指令 97
4.6.5累加器操作和地址寄存器指令 100
4.7数据运算指令 103
4.7.1整数算术运算 103
4.7.2浮点数算术运算 104
4.7.3字逻辑运算指令 105
4.8控制指令 106
4.8.1逻辑控制指令 107
4.8.2程序控制指令 112
4.8.3主控继电器指令 114
习题Ⅲ 115
4.9应用实例 116
4.9.1常用指令的综合用法 116
4.9.2ET200M的使用 124
4.9.3变频器的使用 128
第5章 调试方法 136
5.1利用LED指示灯调试 136
5.2硬件组态的调试 137
5.2.1下载硬件组态时的调试 137
5.2.2建立在线连接 139
5.2.3利用“Module Information”工具调试 139
5.2.4硬件组态窗口中信号的检测与修改 141
5.2.5诊断符号 142
5.3离线/在线程序块的比较 142
5.4利用程序状态调试 144
5.4.1监控程序状态的前提 144
5.4.2监视程序的状态 144
5.4. 3 STL程序的单步与断点调试 145
5.5利用变量表调试 146
5.5.1变量表的功能 146
5.5.2建立变量表 147
5.5.3变量表的使用 147
5.6利用“诊断缓冲区”调试 150
5.7参考数据（Reference Data） 154
5.7.1参考数据的生成和显示方式 154
5.7.2参考数据表的种类 154
5.7.3在程序中快速查找地址的位置 156
5.8结构化程序的调试 157
5.9 S7-PLCSIM的应用 157
5.9.1 S7-PLCSIM介绍 157
5.9.2 S7-PLCSIM的使用方法 158
5.9.3 S7-PLCSIM的调试应用举例 160
5.9.4仿真PLC与真实PLC的区别 161
习题 162
第6章 编程技术 163
6.1控制系统的基本设计步骤 164
6.1.1分析和描述任务 164
6.1.2确定控制策略 164
6.1.3决定运行方式 164
6.1.4控制系统的调试 165
6.2编程技术基础 165
6.2.1程序设计举例 166
6.2.2编程要求 169
6.3控制系统分析方法及系统建模 170
6.3.1控制系统分析方法 170
6.3.2系统建模 171
6.3.3工程实例 172
6.4顺序功能图（SFC） 176
6.4.1概述 176
6.4.2顺序功能图的绘制方法 177
6.4.3运用顺序功能图思想的编程方法 181
6.4.4具有多种工作方式系统的顺序功能图的编程方法 192
习题Ⅰ 201
6.4.5MPS工作站的设计 203
6.4.6GRAPH编程 215
6.5状态图（StateGraph） 224
6.5.1状态图简介 224
6.5.2状态图的建立方法及状态图的程序实现 225
6.5.3状态图应用实践 231
习题Ⅱ 246
第7章结构化编程 247
7.1概述 247
7.1.1程序设计方法 247
7.1.2块的含义及调用 248
7.1.3块的结构 248
7.2功能和功能块编程及调用举例 249
7.2.1功能编程及举例 250
7.2.2功能块编程及举例 253
7.3FC和FB程序设计实例 254
7.3.1任务描述 254
7.3.2建立符号表 256
7.3.3生成电动机FB 257
7.3.4生成阀门FC 259
7.3.5生成OB1 260
习题 265
第8章组织块及系统功能的使用 266
8.1组织块 266
8.2循环处理的主程序OBI 267
8.3日期时间中断组织块（OB10～OB17） 268
8.3.1概述 268
8.3.2应用方法 269
8.3.3应用实例 270
8.4延时中断组织块（OB20～OB23） 272
8.4.1概述 272
8.4.2应用方法 273
8.4.3应用实例 274
8.5循环中断组织块（OB30～OB38） 275
8.5.1概述 275
8.5.2应用方法 276
8.5.3应用实例 277
8.6硬件中断组织块（OB40～OB47） 278
8.6.1概述 278
8.6.2应用方法 279
8.6.3应用实例 279
8.7异步错误组织块 281
8.7.1时间错误处理组织块（OB80） 282
8.7.2电源故障处理组织块（OB81） 282
8.7.3诊断中断组织块（OB82） 282
8.7.4机架故障组织块（OB86） 285
8.7.5通信错误组织块（OB87） 288
8.8起动组织块（OB100～OB102） 288
8.9同步错误组织块 290
8.9.1编程故障组织块（OB121） 290
8.9.2I/O访问故障组织块（OB122） 292
8.10系统功能 292
习题 302
第9章工业网络通信 303
9.1概述 303
9.2MPI通信 305
9.2.1简介 305
9.2.2通信分类 306
9.2.3MPI通信实例 306
9.3PROFIBUS现场总线通信 315
9.3.1简介 315
9.3.2协议类型分类 316
9.3.3PROFIBUS-DP通信及分类 317
9.3.4PROFIBUS-DP通信实例 317
9.4工业以太网通信 328
9.4.1简介 328
9.4.2多台S7-300之间的IE通信 328
第10章西门子人机界面技术 337
10.1人机界面简介 337
10.1.1人机界面的基本概念 337
10.1.2人机界面的分类 337
10.1.3人机界面的功能 337
10.2基于触摸屏的监控网络 338
10.2.1触摸屏概述 338
10.2.2组态软件WinCCFlexible基础 341
10.2.3WinCCFlexible过程通信 341
10.2.4应用举例 343
10.3基于PC的工业监控网络 347
10.3.1工控机概述 347
10.3.2组态软件WinCC基础 347
10.3.3WinCC过程通信 348
10.3.4WinCC通信组态 350
第11章PLC在实际工程中的应用 354
11.1PLC控制系统的设计 354
11.1.1设计原则 354
11.1.2设计内容 354
11.1.3设计步骤 355
11.1.4硬件设计 357
11.1.5软件设计 361
11.1.6PLC控制系统的抗干扰设计 362
11.2系统调试与检查 363
11.2.1系统调试步骤 363
11.2.2系统调试方法 364
11.3交流电动机正、反转控制的工程应用方法 364
11.3.1工程应用基础 365
11.3.2控制原理 366
11.4闸门自动监控系统工程实例 370
11.4.1项目概况和要求 370
11.4.2系统总体设计 371
11.4.3PLC模块及其他设备的选型 372
11.4.4控制原理图及设备接线图的设计 373
11.4.5设备组柜与接线工作 380
11.4.6PLC硬件组态 380
11.4.7软件编程设计与调试 383
11.4.8上位机软件设计 387
11.4.9系统联调 388
11.5某钢厂大电炉水处理自动化监控系统工程实例 388
11.5.1项目概况和要求 388
11.5.2系统总体设计 389
11.5.3PLC模块及其他设备的选型 390
11.5.4控制原理图及设备接线图的设计 391
11.5.5设备组柜与接线工作 392
11.5.6PLC硬件组态 394
11.5.7软件编程设计与调试 395
11.5.8上位机软件设计 398
11.5.9系统联调 398
参考文献 402