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第1篇 西门子PLC基础篇2

第1章 可编程序控制器（PLC）基础2

1.1 概述2

1.1.1 PLC的发展历史2

1.1.2 PLC的主要特点3

1.1.3 PLC的应用范围4

1.1.4 PLC的分类与性能指标4

1.1.5 PLC与继电器系统的比较5

1.1.6 PLC与微机的比较5

1.1.7 PLC的发展趋势6

1.1.8 PLC在我国6

1.2 可编程序控制器的结构和工作原理7

1.2.1 可编程序控制器的硬件组成7

1.2.2 可编程序控制器的工作原理10

1.2.3 可编程序控制器的立即输入、输出功能11

小结12

习题12

第2章 西门子PLC的硬件14

2.1 西门子PLC概述14

2.2 S7-200系列PLC15

2.2.1 S7-200 CPU模块15

2.2.2 S7-200 CPU的接线17

2.3 S7-200扩展模块19

2.3.1 数字量I/O扩展模块20

2.3.2 模拟量I/O扩展模块21

2.3.3 其他扩展模块23

2.4 S7-200电源需求计算25

2.4.1 最大I/O配置25

2.4.2 电源需求计算25

2.5 S7-300 PLC常用模块及其接线26

2.5.1 S7-300 PLC的基本结构26

2.5.2 S7-300 PLC的CPU模块27

2.5.3 数字量模块31

2.5.4 模拟量模块35

2.5.5 S7-300 PLC的通信处理模块40

2.5.6 S7-300 PLC的功能模块41

2.5.7 S7-300 PLC的其他模块41

2.6 S7-400 PLC常用模块简介42

2.6.1 S7-400 PLC的概述42

2.6.2 S7-400 PLC的机架43

小结45

习题45

第3章 西门子PLC的软件47

3.1 西门子PLC编程软件的简介47

3.1.1 LOGO！的编程软件47

3.1.2 S7-200的编程软件47

3.1.3 S7-200 SMART的编程软件47

3.1.4 S7-1200的编程软件47

3.1.5 S7-300/400的编程软件47

3.2 S7-200的编程软件STEP 7-Micro/WIN的使用47

3.2.1 STEP 7-Micro/WIN软件的界面介绍47

3.2.2 编译STEP 7-Micro/WIN项目50

3.2.3 用STEP7-Micro/WIN建立一个完整的项目59

3.2.4 S7-200仿真软件的使用65

3.3 S7-300/400编程软件STEP 7的使用66

3.3.1 STEP 7软件简介66

3.3.2 编程界面的SIMATIC管理器67

3.3.3 硬件组态与参数设置71

3.3.4 STEP 7的下载和上传83

3.3.5 STEP 7软件编程87

3.3.6 STEP 7的打印和归档89

3.3.7 用STEP 7 V5.5建立一个完整的项目91

重点和难点94

习题95

第4章 西门子PLC的指令系统96

4.1 西门子PLC的编程基础知识96

4.1.1 数据的存储类型96

4.1.2 编程语言98

4.2 S7-200系列PLC的指令系统99

4.2.1 S7-200的元件的功能与地址分配99

4.2.2 位逻辑指令103

4.2.3 定时器与计数器指令107

4.2.4 功能指令113

4.2.5 S7-200 PLC的程序控制指令及其应用132

4.3 S7-300/400系列PLC的指令系统139

4.3.1 S7-300/400编程元件与数据类型139

4.3.2 寻址方式142

4.3.3 CPU-中的寄存器146

4.3.4 位逻辑指令147

4.3.5 定时器与计数器指令152

4.3.6 其他常用指令163

4.4 S7-300/400 PLC的程序结构168

4.4.1 功能、功能块和数据块168

4.4.2 组织块（OB）174

4.5 S7-300/400实例186

小结191

习题191

第5章 逻辑控制编程的编写方法与调试194

5.1 顺序功能图194

5.1.1 顺序功能图的画法194

5.1.2 梯形图编程的原则198

5.1.3 流程图设计法200

5.2 应用实例208

5.2.1 交通灯的PLC控制208

5.2.2 液体混合的PLC控制210

5.2.3 搬运站控制系统的设计215

5.2.4 全自动洗衣机的PLC控制221

5.3 程序的调试方法227

5.3.1 硬件调试与诊断227

5.3.2 用变量监控表进行调试230

5.3.3 使用PLCSIM软件进行调试（对于S7-300/400）233

小结236

习题237

第2篇 西门子PLC应用篇240

第6章 PLC在过程控制中的应用240

6.1 PID控制简介240

6.2 利用PID指令编写过程控制程序243

6.2.1 电炉的温度控制243

6.2.2 利用PID指令编写水箱的水位控制程序264

小结267

习题267

第7章 PLC在运动控制中的应用268

7.1 PLC控制步进电机268

7.1.1 步进电动机简介268

7.1.2 直接使用PLC的高速输出点控制步进电动机269

7.1.3 使用定位模块控制步进电动机294

7.2 PLC控制伺服系统305

7.2.1 伺服系统简介305

7.2.2 直接使用PLC的高速输出点控制伺服系统306

小结308

习题308

第8章 PLC在变频器调速系统中的应用309

8.1 西门子MM440变频器使用简介309

8.1.1 认识变频器309

8.1.2 西门子MM440变频器使用简介310

8.2 变频器多段调速314

8.3 变频器模拟量调速319

8.3.1 模拟量模块的简介319

8.3.2 电流信号调速（利用S7-200）320

8.3.3 电压信号调速（利用S7-300）322

8.4 变频器的通信调速323

8.4.1 MM440变频器通信的基本知识323

8.4.2 S7-200与MM440变频器的USS通信调速326

8.4.3 S7-1200 PLC与MM440的USS通信331

8.4.4 S7-300与MM440变频器的场总线通信调速337

8.5 使用变频器时，电动机的制动和正反转342

8.5.1 使用变频器时，电动机的制动342

8.5.2 使用变频器时，电动机的正反转343

小结344

习题344

第9章 PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信346

9.1 通信基础知识346

9.1.1 通信的基本概念346

9.1.2 RS-485标准串行接口348

9.1.3 OSI参考模型349

9.2 SIMATIC NET工业通信网络350

9.2.1 工业通信网络结构350

9.2.2 通信网络技术说明350

9.3 认识PPI协议351

9.3.1 初识PPI协议351

9.3.2 PPI主站的定义352

9.4 S7-200系列PLC之间的PPI通信353

9.4.1 方法1——用指令向导353

9.4.2 方法2——用网络读／写指令357

9.5 MPI通信360

9.5.1 MPI通信概述360

9.5.2 无组态连接通信方式360

9.6 PRIFOIBUS现场总线通信367

9.6.1 PRIFOIBUS现场总线概述367

9.6.2 S7-300系列PLC与第三方设备的PROFIBUS-DP通信369

9.6.3 PROFIBUS-DP连接智能从站的应用379

9.7 Modbus通信概述389

9.7.1 Modbus通信概述389

9.7.2 Modbus传输模式389

9.7.3 Modbus消息帧390

9.7.4 S7-200 PLC间Modbus通信392

9.7.5 S7-200 PLC与S7-1200 PLC间的Modbus通信398

9.7.6 S7-1200与S7-1200的Modbus通信402

小结406

习题406

第10章 工业以太网通信407

10.1 以太网通信概述407

10.1.1 以太网通信简介407

10.1.2 工业以太网通信简介408

10.2 S7-200 PLC的以太网通信409

10.2.1 S7-200 PLC间的以太网通信410

10.2.2 S7-200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信423

10.2.3 S7-200系列PLC与组态王的以太网通信431

10.3 S7-1200 PLC的以太网通信439

10.3.1 S7-1200系列PLC间的以太网通信439

10.3.2 S7-200系列PLC与S7-1200系列PLC间的以太网通信446

10.3.3 S7-1200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信454

10.4 S7-300/400系列PLC的以太网通信460

10.4.1 西门子工业以太网通信方式简介460

10.4.2 S7300/400工业以太网通信举例461

小结475

习题475

第11章 西门子PL-C其他应用技术476

11.1 电源需求计算476

11.1.1 S7-200的电源需求计算476

11.1.2 S7-1200的电源需求计算477

11.2 高速计数器的应用478

11.2.1 高速计数器的简介478

11.2.2 高速计数器在转速测量中的应用480

11.3 PWM488

11.3.1 PWM功能简介488

11.3.2 PWM功能应用举例489

11.4 程序的下载方法492

11.4.1 S7-200系列PLC的程序下载方法492

11.4.2 S7-1200系列PLC的程序下载方法510

11.4.3 S7-300系列PLC的程序下载方法512

小结521

习题521

参考文献522