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第1章　可编程控制器基础知识1

1.1　可编程控制器的发展与特点1

1.1.1　可编程控制器的产生与现状1

目录1

1.1.2　可编程控制器的特点3

1.1.3　可编程控制器的性能指标4

1.1.4　可编程控制器的分类5

1.1.5　可编程控制器的发展趋势6

1.2　可编程控制器的基本结构与工作原理8

1.2.1　PLC程序控制的基本概念8

1.2.2　PLC工作原理10

1.2.3　PLC基本结构13

1.3.1　西门子SIMATIC系统20

1.3　西门子SIMATIC控制器简介20

1.3.2　西门子SIMATIC控制器21

习题22

第2章 S7-200系列PLC系统硬件结构23

2.1　S7-200系列PLC基本单元23

2.1.1　基本单元特点24

2.1.2　基本单元的I/O25

2.1.3　CPU工作方式30

2.1.4　基本单元工作电源32

2.1.5　基本单元模拟电位器33

2.1.6　基本单元通信接口34

2.2.1　扩展模块36

2.2　S7-200系列PLC扩展模块36

2.2.2　扩展模块工作电源39

2.3　S7-200系列PLC辅助设备39

2.3.1　编程器40

2.3.2　文本显示器41

2.3.3　程序存储卡41

2.3.4　锂电池卡及断电保护43

习题43

第3章　S7-200系列PLC软元件结构44

3.1　S7-200 PLC存储空间及地址分配44

3.1.1　存储器与存储空间44

3.1.3　数据空间地址分配方法45

3.1.2　数据存储空间45

3.2　S7-200 PLC内部软元件47

3.2.1　I/O软继电器47

3.2.2　变量寄存器49

3.2.3　内部标志位寄存器50

3.2.4　特殊标志位寄存器50

3.2.5　局部寄存器56

3.2.6　定时器和计数器56

3.2.7　高速计数器57

3.2.8　累加器57

3.2.9　顺序控制软继电器58

3.2.10　S7-200软元件一览表58

3.3.1　中断功能59

3.3　S7-200 PLC其他功能59

3.3.2　自由口通信功能60

3.3.3　输入信号滤波与捕捉功能60

习题61

第4章　S7-200编程语言及指令系统62

4.1　S7-200编程语言与指令操作数范围62

4.1.1　编程语言62

4.1.2　指令操作数范围64

4.1.3　梯形图设计规则66

4.2　S7-200基本指令67

4.2.1　逻辑位标准操作指令68

4.2.2　逻辑位立即操作指令74

4.2.3　定时器指令76

4.2.4　计数器指令80

4.2.5　比较指令82

4.2.6　基本指令编程实例84

4.3　S7-200程序控制指令87

4.3.1　跳转、标号指令88

4.3.2　子程序调用、子程序入口和返回指令88

4.3.3　STOP、WDR、END和MEND指令89

4.3.4　FOR与NEXT循环指令90

4.4　S7-200数学运算指令91

4.4.1　数学逻辑运算指令91

4.4.2　四则运算指令95

4.4.3　数学函数指令100

4.5.1　数据移位指令101

4.5　S7-200数据操作指令101

4.5.2　数据循环移位指令103

4.5.3　数据传送指令105

4.5.4　数据转换指令109

4.5.5　编码和译码指令116

4.5.6　七段码显示指令117

4.6　S7-200 PID指令118

4.6.1　PID算法118

4.6.2　回路输入的转换及归一化处理121

4.6.3　回路输出转换为工程量标定的整数值122

4.6.4　变量范围与出错情况122

4.6.5　PID指令123

4.7　S7-200其他操作指令124

4.7.1　高速计数器操作指令125

4.7.2　表功能指令129

4.7.3　通信指令133

4.7.4　中断指令136

4.7.5　USS协议指令141

习题147

第5章　S7-200编程软件STEP 7-Micro/Win32150

5.1　STEP 7-Micro/Win32的安装与工作组件150

5.1.1　STEP 7-Micro/Win32编程软件的安装150

5.1.2　STEP 7-Micro/Win32编程软件的工作界面及功能150

5.2　通信连接及参数设置152

5.2.2　PC/PPI电缆参数设置153

5.2.1　通信接口的安装与删除153

5.3　用STEP 7-Micro/Win32编程软件进行编程155

5.3.1　建立项目155

5.3.2　程序编制155

5.4　操作模式的选择及程序的下载与上装161

5.4.1　选择操作模式161

5.4.2　程序的下载161

5.4.3　程序的上装161

5.5　程序的监视与调试161

5.5.1　程序编辑器监视162

5.5.2　状态图监视和调试163

5.5.3　选择扫描次数164

6.1.1　CPU模块166

第6章　S7-300 PLC系统及编程166

6.1　S7-300 PLC的硬件构成166

6.1.2　信号模块174

6.1.3　通信处理器模块177

6.1.4　功能模块178

6.1.5　接口模块181

6.1.6　电源模块182

6.2　S7-300的扩展及I/O地址分配182

6.2.1　S7-300 PLC的基本结构182

6.2.2　S7-300的扩展182

6.2.3　S7-300的I/O地址分配183

6.3.1　位逻辑指令184

6.3　S7-300指令系统184

6.3.2　比较指令188

6.3.3　转换指令189

6.3.4　计数器指令191

6.3.5　打开数据块指令192

6.3.6　跳转控制指令193

6.3.7　整数算术运算指令194

6.3.8　浮点算术运算指令195

6.3.9　赋值指令197

6.3.10　主控继电器指令198

6.3.11　移位和循环指令199

6.3.12　状态位指令200

6.3.13　定时器指令201

6.3.14　字逻辑指令206

6.3.15　STL指令系统206

6.4　STEP 7编程简介207

6.4.1　STEP 7编程软件简介207

6.4.2　STEP 7程序结构207

6.4.3　STEP 7中的数据类型213

6.4.4　符号编程216

习题219

第7章　西门子系列PLC的网络控制221

7.1　自动化控制系统概述221

7.2 SIMATIC PCS7控制系统简介223

7.3.1　西门子工业通信网络概述224

7.3　西门子工业通信网络简介224

7.3.2　通信技术说明226

7.4　PPI协议通信227

7.4.1　PPI通信基本概念227

7.4.2　PPI通信应用举例229

7.5　自由口协议通信231

7.5.1　自由口通信基本概念231

7.5.2　自由口通信的简单应用233

7.6　MPI协议通信235

7.6.1　MPI通信基本概念235

7.6.2　MPI通信设置236

7.6.3　PLC之间的MPI通信238

7.6.4　PLC与TP/OP的MPI通信244

7.7　PROFIBUS-DP协议通信245

7.7.1　PROFIBUS-DP通信基本概念245

7.7.2　PROFIBUS-DP通信设置248

7.7.3　S7-300 PLC与S7-200 PLC的DP通信248

7.7.4　PROFIBUS-DP主站与TP/OP的通信252

7.7.5　S7-300与变频器MM440的DP网络通信253

7.8　USS协议通信259

7.8.1　USS协议通信概述259

7.8.2　USS通信设置与操作261

7.8.3　S7-200与变频器的USS通信264

习题269

8.1.2　设计的内容271

8.1.1　设计的原则271

8.1　PLC应用系统设计原则、内容与步骤271

第8章　基于S7系列PLC单机控制系统设计271

8.1.3　系统设计和调试的主要步骤272

8.2　PLC应用系统的硬件设计274

8.2.1　PLC选型274

8.2.2　PLC容量估算275

8.2.3　I/O模块的选择276

8.2.4　安全回路设计277

8.3　PLC应用系统的软件设计278

8.3.1　PLC应用软件设计的内容278

8.3.2　PLC应用系统的软件设计步骤278

8.4　S7系列PLC应用系统设计举例280

8.4.1　基于S7-200 PLC应用系统设计280

8.4.2　基于S7-300 PLC应用系统设计293

第9章　基于现场总线的网络控制系统设计297

9.1　PROFIBUS的设计方法297

9.1.1　典型的PROFIBUS-FMS系统300

9.1.2　典型的PROFIBUS-PA系统301

9.1.3　典型的PROFIBUS-DP系统303

9.2　基于现场总线的应用案例303

9.2.1　在制药中的应用303

9.2.2　在刨花板生产中的应用307

9.2.3　PROFIBUS在污水处理控制系统中的应用311

9.2.4　基于PROFIBUS-DP网络的锅炉控制系统314

9.2.5　PROFIBUS在切丝机电控系统中的应用315

参考文献318