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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1 13

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2 37

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PS307 57

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/PC 60

3.1.11 人机操作界面HM1 60

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 7 69

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3 73

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4 127

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5 147

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SFB41 182

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6 199

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7 237

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/O 241

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CPU 254

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