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第一篇 开发基础1

第1章PLC概述1

1.1 PLC的产生与发展1

1.1.1 PLC的产生1

1.1.2 PLC的定义2

1.1.3 PLC的发展2

1.2 PLC的特点与功能3

1.2.1 PLC的特点3

1.2.2 PLC的功能4

1.3 PLC的分类4

1.4常用的PLC产品5

1.4.1国外PLC产品6

1.4.2国内PLC产品9

1.5实践拓展9

1.6思考与练习9

第2章PLC的组成与原理10

2.1 PLC的组成10

2.1.1 PLC的硬件组成10

2.1.2 PLC的软件组成11

2.1.3 PLC的常用外设的选择12

2.2 PLC的工作原理12

2.2.1 PLC的工作过程12

2.2.2 PLC的等效工作电路14

2.3 PLC的编程语言15

2.3.1指令表编程15

2.3.2 ST语句16

2.3.3梯形图17

2.3.4功能块图编程18

2.3.5顺序功能图编程19

2.4继电器控制与PLC控制的比较20

2.5实践拓展20

2.6思考与练习21

第3章PLC控制系统设计22

3.1 PLC控制系统设计的基本原则22

3.1.1设计内容22

3.1.2基本原则22

3.1.3设计步骤23

3.2 PLC的选择24

3.2.1机型的选择24

3.2.2 I/0模块的选择25

3.2.3存储器的选择26

3.2.4响应时间26

3.3软／硬件设计26

3.3.1硬件设计26

3.3.2软件设计28

3.4总装与调试29

3.4.1调试方法及步骤29

3.4.2故障检查30

3.5实践拓展33

3.6思考与练习34

第二篇 原理与编程35

第4章S7-300/400系列PLC35

4.1 S7-300系列PLC35

4.1.1整体设计35

4.1.2 CPU37

4.1.3程序设计38

4.1.4通信38

4.2 S7-400系列PLC39

4.2.1整体设计39

4.2.2 CPU41

4.2.3程序设计41

4.2.4通信42

4.3实践拓展42

4.4思考与练习42

第5章S7-300/400系列PLC的硬件组成43

5.1S7-300的硬件组成43

5.1.1处理器模块43

5.1.2输入／输出模块46

5.1.3电源模块63

5.1.4其他模块63

5.2S7-400的硬件组成65

5.2.1机架65

5.2.2处理器单元66

5.2.3电源模块69

5.2.4数字量模块71

5.2.5模拟量模块72

5.2.6其他模块74

5.3ET 200分布式I/O硬件组成75

5.3.1 ET 200分布式1/O概述75

5.3.2 ET 200的分类76

5.3.3 ET 2005简介77

5.4实践拓展83

5.5思考与练习84

第6章S7-300/400系列PLC的指令系统85

6.1 S7-300/400的编程语言85

6.1.1编程语言的国际标准85

6.1.2STEP7中的编程语言86

6.2 S7-300/400的存储区87

6.2.1数制87

6.2.2数据类型87

6.2.3存储区类型89

6.2.4系统存储器90

6.3 S7-300/400的指令系统92

6.3.1位逻辑指令92

6.3.2定时器指令101

6.3.3计数器指令111

6.3.4比较指令115

6.3.5转换指令117

6.3.6打开数据块指令126

6.3.7逻辑控制指令126

6.3.8整数数学运算指令128

6.3.9浮点型数学运算指令134

6.3.10传送指令137

6.3.11程序控制指令138

6.3.12状态位指令144

6.3.13位移指令148

6.3.14循环移位指令153

6.3.15字逻辑指令154

6.4实践拓展159

6.5思考与练习159

第7章S7-300/400系列PLC用户程序的组织结构160

7.1用户程序的基本结构160

7.1.1用户程序中的块160

7.1.2用户程序使用的堆找164

7.2数据块165

7.2.1数据块中的数据类型165

7.2.2数据块的生成与使用166

7.3组织块169

7.3.1中断的基本概念169

7.3.2日期时间中断组织块170

7.3.3延时中断组织块171

7.3.4循环中断组织块171

7.3.5硬件中断组织块172

7.3.6启动时使用的组织块172

7.3.7异步错误组织块173

7.3.8同步错误组织块175

7.3.9背景组织块177

7.4实践拓展177

7.5思考与练习177

第8章STEP 7编程软件及其应用178

8.1 STEP 7简介178

8.2组态179

8.2.1组态步骤180

8.2.2组态分布式I/0185

8.3在OB1中创建程序189

8.3.1编程实现串联电路189

8.3.2编程实现并联电路190

8.3.3编程实现存储器功能191

8.4创建一个带有功能块和数据块的程序191

8.4.1创建并打开功能块192

8.4.2编程FB193

8.4.3生成背景数据块和修改实际值194

8.4.4编程块调用196

8.5编程实现一个功能197

8.5.1创建和打开功能197

8.5.2编程实现功能198

8.5.3在OB1中调用功能199

8.6编程共享数据块200

8.7编程实现多重背景202

8.7.1创建和打开较高一级的功能块202

8.7.2编程实现203

8.7.3生成多重背景并调整实际值204

8.7.4在OB1中调用多重背景206

8.8 S7-PLCSIM仿真软件的使用206

8.8.1使用S7-PLCSIM仿真软件调试程序的步骤207

8.8.2应用举例208

8.8.3视图对象与仿真软件的设置与存档209

8.9系统调试210

8.9.1STEP 7与PLC的在线连接与在线操作210

8.9.2调试程序212

8.9.3故障诊断214

8.10实践拓展216

8.11思考与练习217

第9章S7-300/400系列PLC的通信功能218

9.1 S7通信分类218

9.2 MPI网络218

9.2.1 MPI网络简介219

9.2.2 GD通信219

9.2.3 MPI网络的组建220

9.2.4使用STEP 7组态MPI通信网络221

9.2.5事件驱动的GD通信223

9.2.6不用GD通信组态的MPI通信224

9.3 PROFIBUS网络225

9.3.1 PROFIBUS网络简介225

9.3.2 PROFIBUS的通信协议228

9.3.3 PROFIBUS的网络部件234

9.3.4利用STEP 7组态PROFIBUS-DP通信网络237

9.4工业以太网243

9.4.1工业以太网简介243

9.4.2工业以太网的网络部件244

9.4.3工业以太网的交换机技术245

9.4.4自适应与冗余网络246

9.4.5工业以太网的网络方案247

9.5点对点通信248

9.5.1点对点通信的硬件249

9.5.2点对点通信协议250

9.5.3点对点通信在用户程序中的实现251

9.6 AS-i网络255

9.6.1 AS-i网络简介255

9.6.2 AS-i的网络部件256

9.6.3 AS-i的工作模式258

9.6.4 AS-i的通信方式259

9.7实践拓展260

9.8思考与练习261

第10章PCS 7软件及其应用262

10.1 PCS7软件简介262

10.2 PCS7系统组态264

10.2.1硬件组态266

10.2.2PC站组态269

10.2.3网络组态270

10.3 PCS7编程271

10.3.1使用SCL编制程序272

10.3.2使用CFC编制程序281

10.3.3使用SFC编制程序293

10.4 OS和图形编辑器297

10.4.1 WinCC系统298

10.4.2 OS（操作员站）300

10.4.3图形编辑器303

10.5实践拓展305

10.6思考与练习306

第11章 数字量控制系统梯形图设计307

11.1梯形图的编程规则307

11.1.1编程规则307

11.1.2程序优化309

11.2梯形图经验设计法310

11.3顺序控制设计法316

11.3.1过程与动作316

11.3.2有向连线318

11.3.3切换和切换条件318

11.3.4状态切换图的基本结构318

11.3.5状态切换图中切换实现的基本规则319

11.3.6顺序控制设计法的本质320

11.4顺序控制设计法的应用321

11.4.1使用起保停电路的编程方法321

11.4.2使用置位复位指令的编程方法326

11.4.3具有多种工作方式系统的编程方法328

11.5实践拓展335

11.6思考与练习335

第12章PLC控制系统的可靠性设计336

12.1影响PLC控制系统可靠性的原因336

12.1.1干扰源的分类336

12.1.2电磁干扰对可靠性的影响336

12.1.3其他因素对可靠性的影响337

12.2 PLC控制系统的可靠性设计338

12.3提高PLC控制系统可靠性的措施339

12.3.1电源的抗干扰措施339

12.3.2输入／输出电路的抗干扰措施340

12.3.3接地和布线的抗干扰措施341

12.3.4软件设计的抗干扰措施343

12.3.5采用冗余技术保证系统的可靠性344

12.4实践拓展344

12.5思考与练习345

第三篇 综合实例346

第13章 网络通信实例346

13.1 PLC之间的PROFIBUS通信346

13.1.1基于PROFIBUS-DP的MS通信346

13.1.2基于PROFIBUS-DP的DX主从方式通信352

13.1.3基于PROFIBUS-DP的DX多主通信356

13.1.4基于PROFIBUS-DP的等时模式通信360

13.2 PLC之间的MPI通信365

13.2.1基于系统功能的通信方式365

13.2.2基于系统功能块的通信方式368

13.3 PLC之间的以太网通信370

13.4实践拓展375

第14章 运动控制实例376

14.1电梯控制系统376

14.1.1系统组成376

14.1.2系统功能377

14.1.3程序设计378

14.2立体仓库控制系统385

14.2.1系统组成386

14.2.2系统功能386

14.2.3程序设计386

14.3实践拓展404

第15章 过程控制实例406

15.1基于PCS 7的水箱液位控制系统406

15.1.1系统组成与功能406

15.1.2程序设计407

15.2基于PCS 7的反应釜温度控制系统409

15.2.1系统组成与功能409

15.2.2程序设计410

15.3基于PROFIBUS的流量控制系统416

15.3.1系统组成与功能416

15.3.2程序设计417

15.4实践拓展418

参考文献419