第1章S7-300 PLC基础与TIA博途入门　/ 001

1.1　PLC概述　/ 001

1.1.1　PLC的组成　/ 001

1.1.2　PLC的工作过程　/ 002

1.1.3　PLC的分类　/ 003

1.2　S7-300系列PLC的硬件与地址分配　/ 003

1.2.1　S7-300 PLC常用模块　/ 003

1.2.2　S7-300 PLC的扩展和地址分配　/ 004

1.2.3　S7-300 CPU314C-2DP紧凑型PLC　/ 006

1.3　S7-300 PLC的存储区及数据类型　/ 007

1.3.1　S7-300的系统存储区　/ 007

1.3.2　数制、编码与数据类型　/ 009

1.3.3　TIA博途软件的安装与卸载　/ 014

1.4　TIA博途入门　/ 016

视频1.4.1　博途视图和项目视图　/ 016

视频1.4.2　使用项目视图组态设备　/ 019

1.4.3　使用符号定义变量　/ 022

1.4.4　编写用户程序　/ 023

1.4.5　程序仿真　/ 026

1.4.6　项目的下载与上传　/ 027

1.4.7　程序调试　/ 031

第2章S7-300 PLC基础实例　/ 035

2.1　位逻辑指令　/ 035

视频[实例1]　电动机的点动控制　/ 035

视频[实例2]　电动机的自锁控制　/ 038

视频[实例3]　电动机的点动与自锁控制　/ 041

视频[实例4]　电动机的正反转控制　/ 043

视频[实例5]　工作台的自动往返控制　/ 045

视频[实例6]　电动机的反接制动控制　/ 048

2.2　定时器指令　/ 050

视频[实例7]　电动机的Y-△降压启动控制　/ 050

视频[实例8]　电动机的能耗制动控制　/ 055

视频[实例9]　三台电动机的顺序启动控制与报警　/ 056

2.3　计数器指令　/ 060

视频[实例10]　使用单按钮实现电动机的启动/停止控制　/ 060

2.4　比较器指令　/ 065

视频[实例11]　传送带工件计数控制　/ 065

视频[实例12]　设备运行密码与报警　/ 069

2.5　数学函数指令　/ 071

视频[实例13]　多挡位功率调节控制　/ 071

2.6　转换操作类指令　/ 074

视频[实例14]　圆面积计算　/ 074

视频[实例15]　厘米值与英寸值的转换　/ 076

2.7　移动操作指令　/ 077

视频[实例16]　用移动指令实现Y-△降压启动控制　/ 077

2.8　程序控制操作指令　/ 080

视频[实例17]　手动/自动工作方式的选择　/ 080

2.9　字逻辑运算指令　/ 082

视频[实例18]　指示灯的控制　/ 082

2.10　移位指令　/ 085

视频[实例19]　多台电动机的顺序启动控制　/ 085

2.11　其他操作指令　/ 088

视频[实例20]　生产线的控制　/ 088

视频[实例21]　停车场空闲车位数码显示　/ 092

第3章S7-300 PLC提高实例　/ 097

3.1　组织块（OB）　/ 097

视频[实例22]　应用时间中断实现电动机的周期控制　/ 097

视频[实例23]　应用延时中断实现秒脉冲输出　/ 101

视频[实例24]　应用循环中断实现彩灯控制　/ 103

视频[实例25]　应用硬件中断实现电动机连续运转控制　/ 105

3.2　函数、函数块和数据块（FC、FB和DB）　/ 108

视频[实例26]　应用函数（FC）实现两组电动机顺序启动控制　/ 108

视频[实例27]　应用函数块（FB）实现电动机Y-△降压启动　/ 111

视频[实例28]　应用多重背景数据块实现两台电动机Y-△降压启动　/ 115

3.3　日期和时间指令　/ 119

视频[实例29]　作息时间定时控制　/ 119

视频[实例30]　路灯亮灭定时控制　/ 124

3.4　集成计数功能　/ 127

视频[实例31]　应用高速计数指令实现位置测量　/ 127

视频[实例32]　应用频率测量指令实现速度测量　/ 133

视频[实例33]　步进电动机的速度控制　/ 137

3.5　模拟量输入/输出　/ 143

视频[实例34]　用模拟量输入实现压力测量　/ 143

视频[实例35]　用模拟量输入实现温度的测量与控制　/ 147

视频[实例36]　用模拟量输出实现电压输出　/ 150

3.6　PID控制　/ 153

视频[实例37]　恒压供水系统的PID控制　/ 153

3.7　用S7 Graph实现顺序控制　/ 162

视频[实例38]　应用单流程模式实现三台电动机的顺序启动控制　/ 162

视频[实例39]　应用选择流程模式实现运料小车控制　/ 168

视频[实例40]　应用并行流程模式实现交通信号控制　/ 171

视频[实例41]　多个顺控器实现交通信号控制　/ 173

3.8　通信指令　/ 177

视频[实例42]　两台S7-300 PLC的MPI通信　/ 177

视频[实例43]　两台S7-300 PLC的Ethernet通信　/ 183

视频[实例44]　两台S7-300 PLC的PROFINET通信　/ 188

视频[实例45]　两台S7-300 PLC集成DP口之间的DP通信　/ 193

视频[实例46]　S7-300 PLC集成DP口与CP342-5的DP通信　/ 197

视频[实例47]　S7-300 PLC集成DP口与ET200M的DP通信　/ 201

视频[实例48]　S7-300 PLC集成DP口与EM277的DP通信　/ 204

第4章MM420变频器的应用　/ 209

4.1　变频器的基础知识与参数设置　/ 209

4.2　变频器的基本应用　/ 213

视频[实例49]　面板操作控制　/ 213

视频[实例50]　应用PLC与变频器实现正反转点动控制　/ 215

视频[实例51]　应用PLC与变频器实现连续运转控制　/ 217

视频[实例52]　应用PLC与变频器实现正反转控制　/ 218

视频[实例53]　应用PLC与变频器实现自动往返控制　/ 221

视频[实例54]　应用PLC与变频器实现变频调速控制　/ 223

4.3　变频器的高级应用　/ 225

视频[实例55]　应用PLC与变频器实现三段速控制　/ 225

视频[实例56]　应用PLC与变频器实现七段速控制　/ 228

视频[实例57]　PLC与变频器的PROFIBUS DP通信　/ 230

第5章触摸屏的应用　/ 239

5.1　触摸屏的基本知识　/ 239

5.2　触摸屏的简单应用　/ 244

视频[实例58]　应用触摸屏、PLC实现电动机连续运行　/ 244

视频[实例59]　应用触摸屏、PLC实现压力测量　/ 249

视频[实例60]　应用触摸屏、PLC和变频器实现电动机连续运行　/ 254

视频[实例61]　应用触摸屏、PLC和变频器实现电动机正反转控制　/ 256

视频[实例62]　应用触摸屏实现参数设置与显示　/ 259

5.3　触摸屏的高级应用　/ 263

视频[实例63]　应用触摸屏实现离散量报警　/ 263

视频[实例64]　应用触摸屏实现模拟量报警　/ 271

视频[实例65]　应用触摸屏实现用户管理　/ 276

视频[实例66]　应用触摸屏实现配方管理　/ 280

视频[实例67]　应用触摸屏实现趋势分析　/ 283

视频[实例68]　PLC与触摸屏的PROFIBUS总线通信　/ 287

视频[实例69]　PLC与触摸屏的TCP/IP通信　/ 290

第6章WinCC组态软件的应用　/ 296

6.1　组态软件的基本知识　/ 296

6.2　WinCC组态软件的基本应用　/ 298

视频[实例70]　WinCC与PLC通过MPI实现连续运行控制　/ 298

视频[实例71]　WinCC与PLC通过PROFIBUS实现正反转控制　/ 303

视频[实例72]　WinCC与PLC通过TCP/IP实现调速控制　/ 306

视频[实例73]　WinCC与PLC通过以太网实现连续运行控制　/ 311

6.3　WinCC组态软件的高级应用　/ 314

视频[实例74]　应用WinCC组态软件实现离散量报警　/ 314

视频[实例75]　应用WinCC组态软件实现模拟量报警　/ 320

视频[实例76]　应用WinCC组态软件实现用户管理　/ 324

视频[实例77]　应用WinCC组态软件实现客户机/服务器通信　/ 327

视频[实例78]　博途组态的WinCC与PLC通信　/ 333

第7章综合应用　/ 341

7.1　PLC、触摸屏、变频器和组态软件的简单应用　/ 341

视频[实例79]　恒压供水系统　/ 341

7.2　PLC、触摸屏、变频器和组态软件的PROFIBUS总线通信　/ 350

视频[实例80]　生产设备的PROFIBUS总线控制　/ 350

参考文献　/ 3682100433B

本书以西门子S7-300系列 PLC为主要载体，精选了工业电气控制领域的80个应用实例，用博途软件V15进行组态。内容涵盖了PLC的硬件组态、博途软件的应用、S7-300 PLC的基础实例、S7-300 PLC的提高实例、MM420变频器的应用、触摸屏的应用、WinCC组态软件的应用、综合应用等。每个实例按照控制要求、控制线路、相关知识、控制程序的结构进行编写，并均通过编者上机验证。

本书采用双色图解 视频教学的模式，书中的应用实例均采用梯形图编程，将相关指令融合进实例中，适合初学者快速入门与提高。

本书适合电气工程师、自动化工程师等自学使用，同时可作为职业院校、培训学校相关专业的参考书。

西门子公司生产的S7-200小型PLC在我国工业控制方面有着广泛的应用，并受到广大电气工程人员的青睐，随着可编程控制器在各行各业的广泛应用，各种有关可编程控制器的书籍大量涌现，但是不少人在看了很多书之后，在真正进行编程的时候往往还是束手无策，不知从何下手，其原因是什么呢？那就是缺少一定数量的练习。如果只靠自己苦思冥想，则结果往往收效甚微，而学习和借鉴别人的编程方法不乏是一条学习的捷径。笔者编写这本书的目的就是，在读者已经掌握可编程控制器基础知识的前提条件下，为读者提供一个快速掌握PLC编程方法的学习捷径，达到抛砖引玉的目的。

笔者结合四十多年的工作、教学和科研的经验，参考《PLC控制程序精编108例》一书的实例，根据S7-200小型PLC进行编写。本书编程实例新颖独特，编程方法与众不同，所有实例都是经过反复推敲、多次修改而精心挑选出来的。实例在编写和设计中力求结合实际、突出应用，在程序设计中力求简明扼要、突出重点和程序的化简。绝大部分实例都在可编程控制器上经过实际接线验证。

为了突出编程的重点，在编程实例中在尽量保证实例完整的前提下，省略部分枝节电路，例如，简单的电动机主电路、PLC的电源接线、控制电路的保护及信号部分等。在未加说明的情况下，输入接点默认为常开接点。请读者在实际应用中加以注意。

与众不同的编程方法和编程技巧是本书的核心内容，用实例来展示编程方法和编程技巧是本书的特点。

为了便于读者自学，本书尽量做到难易结合，每一个实例都给出编程实例的说明，以提高读者的理解能力。由于任何一个编程实例的编程方法都不是唯一的，为了对比不同的编程特点，在有些例子中给出了几种不同的编程方法，以帮助读者比较不同指令的编程特点。

书中有些实例来自笔者的理论教学、实验教学、课程设计和毕业设计指导，因此，从事本课程教学的教师也可以将有关实例经改编，应用于各个教学环节中。

王阿根

2011年8月

绪 论 1

0.1 PLC控制设计的基本原则 1

0.2 PLC控制设计的基本步骤 2

0.3 输入/输出接线图的设计 3

0.4 PLC基本设计编程方法 9

分类一 照明灯、信号灯控制 12

实例1 用一个按钮控制三组灯 12

实例2 用一个开关控制三个照明灯 14

实例3 用三个开关控制一个灯 16

实例4 用四个开关控制四个灯 17

实例5 用四个开关控制一个照明灯 19

实例6 用四个开关控制一个信号灯 20

实例7 用四个按钮分别控制四个灯 22

实例8 用信号灯显示三台电动机的运行情况 23

分类二 圆盘、小车控制 25

实例9 按钮控制圆盘转一圈 25

实例10 定时90°转盘 27

实例11 圆盘180°正反转 28

实例12 圆盘工件箱捷径传送 29

实例13 自动加工机床换刀 33

实例14 五站点呼叫小车 36

实例15 八站点呼叫小车 38

实例16 小车五位自动循环往返运行 41

实例17 小车自动往返控制 47

实例18 圆盘转五圈 52

分类三 电动机顺序控制 57

实例19 三台电动机顺序定时启动，同时停止 57

实例20 三台电动机顺序启动，顺序停止 58

实例21 三台电动机顺序启动，逆序停止 60

实例22 六台电动机顺序启动，逆序停止 62

实例23 两台电动机同时启动，第二台延时停止 64

实例24 两台电动机限时启动，限时停止 66

实例25 电动机定时正转、停止、反转、停止控制 68

实例26 组合钻床 70

实例27 双按钮安全顺序启动三台电动机 74

实例28 四台电动机顺序启动，逆序停止 76

实例29 三台电动机星三角顺序降压启动，逆序停止控制 77

实例30 三相异步电动机限时反转控制 80

分类四 移位控制 84

实例31 八位单点移位 84

实例32 八位单点自动左右移位 85

实例33 点数可调的单点移位 86

实例34 5行8列LED矩阵依次发光控制 88

实例35 条码图 89

实例36 广告灯一 91

实例37 广告灯二 93

实例38 密码锁 95

分类五 电气设备顺序控制 98

实例39 汽车自动清洗机 98

实例40 搅拌器自动定时搅拌 99

实例41 搅拌机控制 101

实例42 钻孔动力头控制 103

实例43 彩灯控制 106

实例44 仓库卷帘电动门自动开闭 108

实例45 两个滑台顺序控制 110

实例46 机床滑台往复、主轴双向控制 114

实例47 滑台控制 118

实例48 液压动力台控制 121

实例49 换气系统 124

实例50 燃烧机与风机连动控制 125

分类六 电梯控制 129

实例51 四层电梯楼层七段数码管显示 129

实例52 四层电梯楼层外部解码数码显示 131

实例53 五层电梯楼层数字信号灯显示 134

实例54 五层电梯控制 135

分类七 报警控制 155

实例55 预警启动 155

实例56 正反转预警启动 156

实例57 预警启动定时运行 157

实例58 预警停车 158

实例59 用一个按钮定时预警启动/停止控制 160

实例60 用一个按钮预警启动/停止控制 161

实例61 门铃兼警铃 162

实例62 跳闸报警 164

分类八 多位开关控制 166

实例63 凸轮控制器 166

实例64 用凸轮控制器控制四台电动机顺启逆停 168

实例65 用凸轮控制器控制四台电动机轮换运行 170

实例66 选择开关 172

实例67 选择开关控制三台电动机顺序启动，逆序停止 174

分类九 传送带控制 176

实例68 传送带产品检测之一 176

实例69 传送带产品检测之二 177

实例70 传送带控制 179

实例71 单条传送带控制 181

实例72 多条传送带接力传送 183

实例73 用一个按钮控制5条传送机的顺序启动，逆序停止 186

分类十 模拟体育比赛及计分控制 189

实例74 乒乓球比赛 189

实例75 具有球速可调、可显示得分的乒乓球比赛 191

实例76 拔河比赛 195

实例77 篮球赛记分牌 198

分类十一 时间设定控制 201

实例78 用十字键设定一个定时器的设定值 201

实例79 用数字键设定多个定时器的设定值 204

实例80 电动机运行时间调整 206

实例81 定时闹钟 208

实例82 整点报时 210

实例83 显示日期时间 212

实例84 通断电均延时定时器 215

实例85 按钮人行道控制 217

实例86 十字路口交通灯 222

实例87 具有通行时间显示的十字路口交通灯 224

实例88 车道人行道十字路口交通灯 228

分类十二 步进电动机控制 236

实例89 四相步进电动机控制 236

实例90 五相步进电动机1-2相激磁控制 240

实例91 五相步进电动机两相激磁可连续调速控制 243

分类十三 随 机 控 制 247

实例92 停车场车辆计数 247

实例93 变频器多速控制 249

实例94 矩阵输入 252

实例95 饮料自动出售机 255

实例96 三人智力抢答 258

实例97 八人智力抢答 260

实例98 测量电压互感器的线电压和相电压 262

实例99 投币洗车机 264

分类十四 三相异步电动机基本控制 267

实例100 三相异步电动机两地可逆控制 267

实例101 四台电动机同时启动停止，单独启动停止 269

实例102 三相异步电动机串电阻降压启动 272

实例103 三相异步电动机星三角（延边三角）降压启动 273

实例104 三相异步电动机可逆星三角形降压启动 276

实例105 三相异步电动机点动启动能耗制动 280

实例106 可逆星三角降压启动、点动、连动、反接制动控制 281

实例107 三相异步电动机自耦变压器降压启动 285

实例108 三相异步电动机双速变极调速控制电路 287

实例109 三相异步电动机双速可逆变极调速控制 288

实例110 三相异步电动机单向反接制动 291

实例111 三相异步电动机可逆反接制动 293

实例112 三相异步电动机具有反接制动电阻的可逆反接制动控制 297

实例113 三相异步电动机单按钮单向能耗制动 298

实例114 三相异步电动机可逆启动能耗制动控制 300

实例115 三相异步电动机点动、连动、能耗制动电路 303

实例116 单按钮启动停止电动机 305

实例117 单按钮控制星三角降压启动电路 309

分类十五 绕线型电动机基本控制 312

实例118 绕线型电动机转子串电阻时间原则启动控制 312

实例119 绕线型电动机电流原则转子回路串接电阻启动控制 314

实例120 绕线型电动机串频敏电阻启动控制电路 317

实例121 用PLC凸轮控制器控制绕线型电动机串电阻调速 319

分类十六 直流电动机基本控制 325

实例122 并励（或他励）电动机电枢串电阻启动调速 325

实例123 直流电动机改变励磁电流调速控制 327

实例124 小型直流电动机改变励磁电压极性正反转控制 330

实例125 直流电动机正反转、调速及能耗制动控制 332

分类十七 典型机械设备传动控制 336

实例126 大小球分拣 336

实例127 电镀自动生产线PLC控制 345

实例128 传送带机械手控制 357

实例129 气动机械手控制 362

实例130 装卸料小车控制 367

附录A S7-200可编程控制器元件表 373

附录B S7-200可编程控制器指令 374

附录C 西门子S7-200可编程控制器特殊寄存器（SM） 380

参考文献 384

本书实例均是从作者长年潜心研究、反复推敲的实例中精心挑选出来的，具有很强的实用价值。实例设计时尽量考虑短小精悍，突出重点，每个编程实例都给出了较为详细的编程说明，以便于理解。细心阅读定可体验出其中的编程技巧和精妙之处。