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第1章 可编程控制器概述1

1.1 可编程控制器的产生、定义和分类1

1.1.1 可编程控制器的产生1

1.1.2 可编程控制器的定义2

1.1.3 可编程控制器的分类3

1.2 可编程控制器的特点及主要功能5

1.2.1 可编程控制器的一般特点5

1.2.2 可编程控制器与继电器逻辑控制系统的比较7

1.2.3 可编程控制器与其他工业控制器的比较8

1.2.4 可编程控制器的主要功能9

1.3 可编程控制器的应用及发展趋势10

1.3.1 可编程控制器的应用现状10

1.3.2 可编程控制器的发展趋势12

小结13

习题113

第2章 可编程控制器的组成和工作原理14

2.1 可编程控制器的结构和硬件组成14

2.1.1 可编程控制器的基本结构14

2.1.2 可编程控制器各个组成部分的功能15

2.2 可编程控制器的软件及编程语言27

2.2.1 系统软件27

2.2.2 应用软件28

2.3 可编程控制器的基本工作原理31

2.3.1 PLC控制系统的等效工作电路31

2.3.2 可编程控制器的工作过程32

2.3.3 PLC对输入／输出的处理规则34

2.3.4 PLC的扫描周期及滞后响应34

小结37

习题237

第3章 S7-300系列PLC的配置及组态38

3.1 S7-300的系统组成简介38

3.1.1 S7-300的结构特点38

3.1.2 CPU模板39

3.1.3 信号模板（SM）42

3.1.4 功能（FM）模板51

3.1.5 接口（IM）模板57

3.1.6 电源（PS）模板PS30757

3.1.7 通信处理器（CP）模板58

3.1.8 Ex输入／输出模板59

3.1.9 测试模板60

3.1.10 编程设备PG/PC60

3.1.11 人机操作界面HM160

3.2 S7-300的硬件组态62

3.2.1 S7-300的编程元件62

3.2.2 S7-300的I/O地址组态64

3.2.3 S7-300的地址编写方法66

3.2.4 S7-300的机架组态66

3.3 S7-300的编程软件STEP 769

3.3.1 STEP 7的组成及功能69

3.3.2 STEP 7的程序类型71

3.3.3 STEP 7的程序结构71

小结73

习题373

第4章 S7-300的指令系统及编程74

4.1 STEP 7的数据类型和指令结构74

4.1.1 STEP 7的数据类型74

4.1.2 STEP 7的指令结构76

4.2 S7-300系列PLC的寻址方式80

4.3 位逻辑指令82

4.3.1 位逻辑运算指令82

4.3.2 位逻辑运算指令应用举例88

4.3.3 定时器指令88

4.3.4 定时器编程举例92

4.3.5 时钟存储器93

4.3.6 计数器指令93

4.3.7 计数器编程举例96

4.4 数据传送与转换指令97

4.4.1 数据装入与传送指令97

4.4.2 转换指令101

4.5 运算指令105

4.5.1 算术运算指令105

4.5.2 字逻辑运算指令108

4.5.3 比较指令109

4.6 移位指令112

4.7 累加器操作和地址寄存器操作指令114

4.8 控制指令116

4.8.1 逻辑控制指令116

4.8.2 程序控制指令118

4.9 S7-300的系统功能模块简介121

小结126

习题4127

第5章 S7-300的组织块及中断处理129

5.1 组织块概述129

5.1.1 组织块的组成131

5.1.2 组织块的分类131

5.2 循环执行的组织块131

5.3 定期执行的组织块和中断处理132

5.3.1 日期时间中断组织块（OB10～OB17）和中断处理132

5.3.2 循环中断组织块（OB30～OB38）133

5.4 事件驱动的组织块和中断处理134

5.4.1 延迟中断组织块（OB20～OB23）和中断处理134

5.4.2 异步故障中断组织块（OB80～OB87）135

5.4.3 同步故障中断（OB121和OB122）143

5.5 启动组织块和中断处理145

5.6 背景组织块147

小结147

习题5147

第6章 可编程控制器应用系统的设计148

6.1 可编程控制器控制系统总体设计148

6.1.1 可编程控制器控制系统设计的基本原则149

6.1.2 可编程控制器控制系统设计的主要内容149

6.1.3 可编程控制器控制系统设计的一般步骤150

6.1.4 PLC控制系统的系统设计153

6.1.5 PLC控制系统的可靠性设计154

6.1.6 系统调试155

6.1.7 程序存储及归档157

6.2 STEP 7的结构化程序设计157

6.2.1 功能块及其组成158

6.2.2 功能块局部变量声明表158

6.2.3 形式参数与实际参数159

6.2.4 局部变量的数据类型159

6.2.5 功能块的调用过程及内存分配160

6.2.6 功能块（或功能）的编程及调用举例161

6.2.7 STEP 7的数据块编程163

6.2.8 数据块的数据结构164

6.3 程序设计应用举例167

6.3.1 十字路口交通信号灯的控制167

6.3.2 机械手的步进控制172

6.4 模拟量的检测和控制180

6.4.1 模拟量的检测180

6.4.2 模拟量的控制——连续PID控制器SFB41182

6.5 314C-2DP CPU的高速计数器的编程186

6.5.1 高速计数器的参数组态186

6.5.2 高速计数器的接线186

6.5.3 计数操作模式188

6.5.4 频率测量操作模式191

6.5.5 脉冲宽度调制（PWM）操作模式193

小结198

习题6199

第7章 SIEMENS PLC工业通信网络简介200

7.1 通信的基本概念200

7.1.1 通信的分类200

7.1.2 通信方式201

7.1.3 通信网络及其拓扑结构201

7.1.4 介质访问控制方式202

7.1.5 串行通信及标准204

7.2 SIEMENS S7的工业通信网络及分类205

7.2.1 S7的通信网络205

7.2.2 S7的通信分类207

7.3 PROFIBBUS-DP通信举例208

7.4 MPI通信举例231

小结237

习题7237

第8章 STEP 7的应用指导及调试方法239

8.1 启动SIMATIC管理器并创建一个项目239

8.2 组态中央机架和网络240

8.2.1 组态中央机架240

8.2.2 组成分布式I/O241

8.3 创建OB1程序及编辑符号表243

8.3.1 创建OB1程序243

8.3.2 编辑符号表244

8.4 对功能块及功能的编程244

8.4.1 对功能块FB的编程244

8.4.2 对功能FC的编程248

8.5 对数据块的编程250

8.5.1 对共享数据块的编程250

8.5.2 使用多重背景编程251

8.6 下装和调试程序254

8.6.1 建立在线连接254

8.6.2 下装程序到CPU254

8.6.3 用程序状态测试程序255

8.6.4 用变量表测试程序255

8.6.5 评估诊断缓存区256

8.7 S7-PLC模拟软件S7-PLCSIM简介256

8.7.1 S7-PLCSIM的特性简介256

8.7.2 S7-PLCSIM与真实PLC的差别258

8.7.3 S7-PLCSIM的使用方法259

第9章 PLC控制技术课程设计指导262

9.1 课程设计的目的、要求和主要内容262

9.1.1 课程设计的目的262

9.1.2 课程设计的基本要求262

9.1.3 课程设计任务书263

9.1.4 课程设计报告的主要内容263

9.2 课程设计举例266

9.2.1 课程设计任务书266

9.2.2 系统配置及输入／输出继电器地址分配267

9.2.3 系统的I/O接线图268

9.2.4 系统的流程图269

9.2.5 用STEP 7编程语言进行软件设计270

9.3 课程设计选题284

9.3.1 智力抢答器的PLC控制284

9.3.2 自动售货机的PLC控制285

9.3.3 注塑机的PLC控制286

9.3.4 污水净化处理系统的PLC控制286

9.3.5 花样喷泉的PLC控制290

9.3.6 脉冲除尘器的PLC控制291

9.3.7 病床呼叫器的PLC控制292

9.3.8 水塔水位的PLC控制293

9.3.9 包装生产线的PLC控制295

9.3.10 装／卸料小车多方式运行的PLC控制296

9.3.11 5层电梯的PLC控制297

9.3.12 铣床的PLC控制298

9.3.13 显像管搬运机械手的PLC控制299

9.3.14 变频调速恒压供水系统中的PLC控制301

参考文献304