前言
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 S7-200/300/400 PLC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的组态技术与组态软件 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的安装与组态的一般过程 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 其他指令 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 基本位逻辑指令 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 定时器指令概述 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 S7-200 PLC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 S7-200 PLC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 S7-200 PLC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PID
　　　　　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
VIII 可编程序控制器原理及应用
　　
目　　录 VII