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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RLO63

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RLO64

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/PWM202

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SFB269

参考文献274