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第1章　西门子S7系列1

PLC系统概述1

1.1　S7系列PLC介绍1

1.1.1　S7-200系列PLC1

1.1.2　S7-300系列PLC1

1.1.3　S7-400系列PLC2

1.2　远程分布式L/O3

1.3　其他控制系统4

1.3.1　SIMATIC C7控制器4

1.3.2　基于PC的SIMATIC WINAC控制器4

1.4　STEP7编程软件4

1.4.1　编程功能4

1.4.2　TIA软件平台7

第2章 西门子S7-300/400系列PLC硬件系统9

2.1 电源模块9

2.1.1　S7-300系列PLC的SITOP电源模块9

2.1.2　S7-400系列PLC的电源模块9

2.2　机架10

2.2.1　S7-300系列PLC机架10

2.2.2　S7-400系列PLC机架10

2.3 CPU11

2.3.1 S7-300/400系列PLC CPU简介11

2.3.2　S7-300/400系列PLC CPU操作模式12

2.3.3 S7-300/400系列PLC CPU的存储区域12

2.3.4　S7-CPU过程映像区的功能15

2.3.5　S7-CPU过程映像区的划分16

2.4　信号模块16

2.4.1　数字量输入模块16

2.4.2　数字量输出模块18

2.4.3　数字量输入／输出模块20

2.4.4　模拟量输入模块20

2.4.5　模拟量输出模块34

2.4.6　模拟量输入／输出模块37

2.4.7　特殊模块38

2.5　通信模块39

2.6　功能模块40

2.7　接口模块41

2.7.1　S7-300系列PLC的接口模块41

2.7.2　S7-400系列PLC的接口模块42

第3章 西门子S7-300/400系列PLC系统扩展43

3.1　S7-300系列PLC的中央扩展43

3.2　S7-400系列PLC的中央扩展44

3.3　S7-300、400系列PLC的分布式扩展45

第4章 S7系列PLC编程软件——STEP7简介48

4.1　STEP7编程软件的订货版本49

4.2　STEP7编程软件的安装49

4.2.1　硬件要求49

4.2.2　软件要求50

4.2.3　语言设置50

4.2.4　安装步骤51

4.3　STEP7编程软件的卸载55

4.4　授权管理功能55

4.4.1　授权的种类55

4.4.2　授权管理器55

4.4.3　使用浮动授权56

4.5　STEP7标准软件包57

4.5.1　SIMATIC Manager58

4.5.2　硬件配置59

4.5.3　编程工具59

4.5.4　符号编辑器60

4.5.5　硬件诊断60

4.5.6　NetPro网络配置61

4.6　STEP7扩展软件包61

4.6.1　工程工具62

4.6.2　运行版软件63

4.6.3　人机接口63

第5章　数据类型与地址区64

5.1　S7-300/400系列PLC的数据类型64

5.1.1　基本数据类型64

5.1.2　复合数据类型69

5.1.3　参数类型72

5.2　S7-300/400系列PLC地址区72

5.2.1　CPU地址区的划分及寻址方法72

5.2.2　全局变量与区域变量76

5.2.3　地址区数据的排列76

第6章　编程指令77

6.1　指令的处理77

6.1.1　LAD指令处理77

6.1.2　STL指令处理79

6.2　位逻辑指令81

6.2.1　触点指令81

6.2.2　线圈指令82

6.2.3　RLO操作指令85

6.2.4　立即读与立即写86

6.3 比较指令87

6.4　转换指令89

6.5　计数器指令92

6.6　数据块操作指令94

6.7　逻辑控制指令95

6.7.1　LAD跳转指令96

6.7.2　STL跳转指令96

6.8　整数运算指令100

6.9　浮点运算指令102

6.10　赋值指令103

6.10.1　LAD赋值指令104

6.10.2　STL装载、传递指令105

6.11　程序控制指令107

6.11.1　LAD程序控制指令107

6.11.2　STL程序控制指令109

6.12　移位和循环指令112

6.13　状态位指令115

6.14　定时器指令119

6.15　字逻辑指令126

6.16　累加器指令127

第7章　程序块132

7.1　用户程序中的程序块132

7.1.1　组织块与程序结构133

7.1.2　用户程序的分层调用134

7.2　组织块135

7.2.1　组织块的类型与优先级135

7.2.2　组织块的区域数据区堆栈139

7.3　函数142

7.3.1 函数的接口区142

7.3.2　无形参函数144

7.3.3　带有形参的函数144

7.3.4　函数嵌套调用时，允许参数传递的数据类型146

7.4　函数块148

7.4.1 函数块的接口区149

7.4.2　函数块与背景数据块150

7.4.3　函数块嵌套调用时，允许参数传递的数据类型152

7.5　数据块154

7.5.1　共享数据块154

7.5.2　背景数据块156

7.5.3　基于UDT的数据块157

7.6　系统函数与系统函数块158

7.7　STEP7集成用于逻辑运算的函数与函数块167

7.8　用于特殊功能的函数与函数块168

第8章　地址寻址169

8.1 绝对地址寻址与符号地址寻址169

8.2　间接寻址170

8.2.1　存储器间接寻址170

8.2.2　寄存器间接寻址174

8.3　程序块参数—POINTER与ANY数据类型指针178

8.3.1　POINTER数据类型指针178

8.3.2　ANY数据类型指针181

8.4　FB在多重数据块中的寻址183

第9章 使用STEP7创建和编辑项目186

9.1　创建一个项目186

9.1.1 使用SIMATIC Manager向导功能创建一个项目186

9.1.2　直接创建一个项目189

9.2　项目基本配置190

9.2.1　项目属性配置190

9.2.2　项目用户化设置191

9.3　硬件配置界面191

9.4　配置中央机架及扩展机架192

9.4.1 配置S7-300系列PLC中央机架192

9.4.2 配置S7-300系列PLC扩展机架194

9.4.3　配置S7-400系列PLC中央机架195

9.4.4　配置S7-400系列PLC扩展机架196

9.5　CPU参数配置198

9.5.1 常规界面198

9.5.2　启动界面198

9.5.3　同步循环中断200

9.5.4　循环／时钟寄存器201

9.5.5　保持存储区202

9.5.6　存储区（不适用S7-300系列PLC CPU）203

9.5.7 中断204

9.5.8 日期中断205

9.5.9　循环中断206

9.5.10　诊断／时钟207

9.5.11　程序保护208

9.5.12　分配通信资源（不适用S7-400系列PLC CPU）209

9.6　L/O模块参数配置210

9.6.1　数字量I/O模块参数配置210

9.6.2　模拟量模块参数配置213

9.7　更新硬件条目215

9.8　远程I/O扩展216

9.8.1 配置PROFIBUS-DP远程I/O站216

9.8.2 配置PROFINET IO远程I/O站217

9.8.3　远程I/O站点的诊断219

9.9　符号地址寻址221

9.10　生成用户程序223

9.10.1　生成系统数据223

9.10.2　生成逻辑程序块224

9.10.3　地址替换功能225

9.10.4　块比较226

9.10.5　生成变量监控表227

9.10.6　程序块的一致性检查227

9.11　生成用户库函数228

9.12　复制其他项目中的程序块229

9.13　生成源文件230

9.14　生成地址交叉参考230

9.14.1　交叉参考表230

9.14.2　在程序编辑器中快速查询地址的位置232

第10章　PLC的通信功能233

10.1　网络概述233

10.2　MPI网络235

10.2.1　MPI接口的种类235

10.2.2　MPI网络的通信速率235

10.2.3　MPI网络的拓扑结构235

10.2.4　PLC通过MPI网络的通信方式236

10.2.5　全局数据包通信方式236

10.2.6　不需配置连接的通信237

10.2.7　需要配置连接的通信239

10.2.8 PLC通过MPI与HMI通信243

10.3　PROFIBUS网络243

10.3.1　PROFIBUS接口的种类243

10.3.2　PROFIBUS的访问机制243

10.3.3　PROFIBUS网络的通信速率与通信距离244

10.3.4　PROFIBUS网络拓扑结构244

10.3.5　PROFIBUS支持的通信协议与服务248

10.3.6　PROFIBUS-DP通信249

10.3.7　PROFIBUS-FDL通信251

10.3.8　PROFIBUS-S7通信254

10.3.9　PLC通过PROFIBUS与HMI通信255

10.4　工业以太网257

10.4.1　工业以太网接口的种类257

10.4.2　工业以太网通信介质257

10.4.3　工业以太网络交换机258

10.4.4　工业以太网拓扑结构259

10.4.5　工业以太网支持的通信协议与服务261

10.4.6　配置S5兼容通信263

10.4.7　配置S7通信连接266

10.4.8　配置PROFINET通信266

10.4.9　PLC通过以太网与HMI通信269

10.4.10　使用DCP协议直接配置以太网接口270

10.5 串行通信270

10.5.1 串行通信接口类型及连接方式271

10.5.2　串行通信支持的通信协议273

10.5.3 串行通信模块与相应的通信函数274

10.5.4　通信函数的调用275

10.5.5　MODBUS RTU通信协议276

第11章　功能模块的使用281

11.1　高速计数器模块281

11.1.1　高速计数器的应用场合281

11.1.2　高速计数器的原理281

11.1.3　高速计数器可以连接的信号281

11.1.4　脉冲信号的采集方式283

11.1.5　高速计数器的计数模式284

11.1.6　高速计数器开始计数的条件284

11.1.7　高速计数器的其他功能285

11.1.8　具有高速计数功能的模块285

11.1.9　FM350-1高速计数器的使用286

11.1.10　FM350-2高速计数器的使用290

11.1.11　S7-300C系列PLC集成高速计数器的使用294

11.1.12　ET200S高速计数器的使用296

11.2　FM352-5高速布尔处理器298

11.2.1　工作方式299

11.2.2　输入输出端子接线301

11.2.3　模块的参数化303

11.2.4　编程305

11.2.5　FM352-5的编程资源310

11.3　定位模块概述312

11.3.1　双速电动机的定位控制312

11.3.2　步进电动机的定位控制313

11.3.3　伺服电动机的定位控制314

11.4　FM354伺服电动机定位模块的使用315

11.4.1　FM354模块的输入输出接口315

11.4.2　FM354模块的操作模式316

11.4.3　FM354模块的参数化317

11.4.4　MD机械参数318

11.4.5　SM增量表的配置321

11.4.6　WZK工具补偿参数的配置322

11.4.7　VP自动程序的编写322

11.4.8　将参数化的数据传送到FM354中326

11.4.9　FM354测试功能327

11.4.10　FM354系统数据生成SDB文件330

11.4.11　进入FM354模块地址331

11.4.12　FM354模块的编程331

11.5　FM355 PID控制模块337

11.5.1　应用概述337

11.5.2　硬件安装与接线337

11.5.3　系统配置及参数设置342

11.5.4　编程控制FM355模块346

11.5.5　监控、调试353

11.5.6　控制器参数的优化353

11.5.7　通过操作面板的后援操作354

第12章　程序调试356

12.1　建立与CPU的连接并进行设置356

12.1.1　设置PG/PC接口356

12.1.2　建立在线连接358

12.1.3　显示和改变CPU的操作模式359

12.1.4　显示和改变CPU的时钟359

12.1.5　在线更新硬件固件版本359

12.2　程序的下载、上传、复位操作360

12.2.1　程序的下载360

12.2.2　程序的上传361

12.2.3　CPU存储器复位361

12.2.4　删除CPU中的程序块362

12.3　使用变量表进行调试362

12.3.1　变量表的创建362

12.3.2　建立变量表与CPU间的通信363

12.3.3　在变量表中输入变量363

12.3.4　变量的监控和修改364

12.3.5　强制变量365

12.4　使用程序编辑器调试程序365

12.4.1　调试LAD/FBD程序365

12.4.2　调试STL程序366

12.4.3　使用断点单步调试程序367

12.4.4　调试数据块369

12.5　硬件诊断369

12.5.1　硬件的诊断符号369

12.5.2　模板诊断信息370

12.6　使用模拟器S7 PLCSIM（可选软件包）测试用户程序373

12.6.1　设置PLC模拟器通信接口373

12.6.2　设置CPU的操作模式373

12.6.3　触发中断374

12.6.4 回放功能374

第13章　打印和归档程序376

13.1　打印项目文档376

13.2　程序归档377

附录　寻求帮助379

缩写表381

参考文献383