第1篇　西门子PLC基础篇

第1章　可编程序控制器（PLC）基础

1.1　概述

1.1.1　PLC的发展历史

1.1.2　PLC的主要特点

1.1.3　PLC的应用范围

1.1.4　PLC的分类与性能指标

1.1.5　PLC与继电器系统的比较

1.1.6　PLC与微机的比较

1.1.7　PLC的发展趋势

1.1.8　PLC在我国

1.2　可编程序控制器的结构和工作原理

1.2.1　可编程序控制器的硬件组成

1.2.2　可编程序控制器的工作原理

1.2.3　可编程序控制器的立即输入、输出功能

小结

习题

第2章　西门子PLC的硬件

2.1　西门子PLC概述

2.2　S7-200系列

2.2.1　S7-200CPU模块

2.2.2　S7-200CPU的接线

2.3　S7-200扩展模块

2.3.1　数字量I/O扩展模块

2.3.2　模拟量I/O扩展模块

2.3.3　其他扩展模块

2.4　S7-200电源需求计算

2.4.1　最大I/O配置

2.4.2　电源需求计算

2.5　S7-300PLC常用模块及其接线

2.5.1　S7-300PLC的基本结构

2.5.2　S7-300PLC的CPU模块

2.5.3　数字量模块

2.5.4　模拟量模块

2.5.5　S7-300PLC的通信处理模块

2.5.6　S7-300PLC的功能模块

2.5.7　S7-300PLC的其他模块

2.6　S7-400PLC常用模块简介

2.6.1　S7-400PLC的概述

2.6.2　S7-400PLC的机架

小结

习题

第3章　西门子PLC的软件

3.1　西门子PLC编程软件的简介

3.1.1　LOGO！的编程软件

3.1.2　S7-200的编程软件

3.1.3　S7-200SMART的编程软件

3.1.4　S7-1200的编程软件

3.1.5　S7-300/400的编程软件

3.2　S7-200的编程软件STEP7-Micro/WIN的使用

3.2.1　STEP7-Micro/WIN软件的界面介绍

3.2.2　编译STEP7-Micro/WIN项目

3.2.3　用STEP7-Micro/WIN建立一个完整的项目

3.2.4　S7-200仿真软件的使用

3.3　S7-300/400编程软件STEP7的使用

3.3.1　STEP7软件简介

3.3.2　编程界面的SIMATIC管理器

3.3.3　硬件组态与参数设置

3.3.4　STEP7的下载和上传

3.3.5　STEP7软件编程

3.3.6　STEP7的打印和归档

3.3.7　用STEP7V5.5建立一个完整的项目

重点和难点

习题

第4章　西门子PLC的指令系统

4.1　西门子PLC的编程基础知识

4.1.1　数据的存储类型

4.1.2　编程语言

4.2　S7-200系列PLC的指令系统

4.2.1　S7-200的元件的功能与地址分配

4.2.2　位逻辑指令

4.2.3　定时器与计数器指令

4.2.4　功能指令

4.2.5　S7-200PLC的程序控制指令及其应用

4.3　S7-300/400系列PLC的指令系统

4.3.1　S7-300/400编程元件与数据类型

4.3.2　寻址方式

4.3.3　CPU中的寄存器

4.3.4　位逻辑指令

4.3.5　定时器与计数器指令

4.3.6　其他常用指令

4.4　S7-300/400PLC的程序结构

4.4.1　功能、功能块和数据块

4.4.2　组织块（OB）

4.5　S7-300/400实例

小结

习题

第5章　逻辑控制编程的编写方法与调试

5.1　顺序功能图

5.1.1　顺序功能图的画法

5.1.2　梯形图编程的原则

5.1.3　流程图设计法

5.2　应用实例

5.2.1　交通灯的PLC控制

5.2.2　液体混合的PLC控制

5.2.3　搬运站控制系统的设计

5.2.4　全自动洗衣机的PLC控制

5.3　程序的调试方法

5.3.1　硬件调试与诊断

5.3.2　用变量监控表进行调试

5.3.3　使用PLCSIM软件进行调试（对于S7-300/400）

小结

习题

第2篇　西门子PLC应用篇

第6章　PLC在过程控制中的应用

6.1　PID控制简介

6.2　利用PID指令编写过程控制程序

6.2.1　电炉的温度控制

6.2.2　利用PID指令编写水箱的水位控制程序

小结

习题

第7章　PLC在运动控制中的应用

7.1　PLC控制步进电机

7.1.1　步进电动机简介

7.1.2　直接使用PLC的高速输出点控制步进电动机

7.1.3　使用定位模块控制步进电动机

7.2　PLC控制伺服系统

7.2.1　伺服系统简介

7.2.2　直接使用PLC的高速输出点控制伺服系统

小结

习题

第8章　PLC在变频器调速系统中的应用

8.1　西门子MM440变频器使用简介

8.1.1　认识变频器

8.1.2　西门子MM440变频器使用简介

8.2　变频器多段调速

8.3　变频器模拟量调速

8.3.1　模拟量模块的简介

8.3.2　电流信号调速（利用S7-200）

8.3.3　电压信号调速（利用S7-300）

8.4　变频器的通信调速

8.4.1　MM440变频器通信的基本知识

8.4.2　S7-200与MM440变频器的USS通信调速

8.4.3　S7-1200PLC与MM440的USS通信

8.4.4　S7-300与MM440变频器的场总线通信调速

8.5　使用变频器时，电动机的制动和正反转

8.5.1　使用变频器时，电动机的制动

8.5.2　使用变频器时，电动机的正反转

小结

习题

第9章　PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信

9.1　通信基础知识

9.1.1　通信的基本概念

9.1.2　RS-485标准串行接口

9.1.3　OSI参考模型

9.2　SIMATICNET工业通信网络

9.2.1　工业通信网络结构

9.2.2　通信网络技术说明

9.3　认识PPI协议

9.3.1　初识PPI协议

9.3.2　PPI主站的定义

9.4　S7-200系列PLC之间的PPI通信

9.4.1　方法1--用指令向导

9.4.2　方法2--用网络读/写指令

9.5　MPI通信

9.5.1　MPI通信概述

9.5.2　无组态连接通信方式

9.6　PRIFOIBUS现场总线通信

9.6.1　PRIFOIBUS现场总线概述

9.6.2　S7-300系列PLC与第三方设备的PROFIBUS-DP通信

9.6.3　PROFIBUS-DP连接智能从站的应用

9.7　Modbus通信概述

9.7.1　Modbus通信概述

9.7.2　Modbus传输模式

9.7.3　Modbus消息帧

9.7.4　S7-200PLC间Modbus通信

9.7.5　S7-200PLC与S7-1200PLC间的Modbus通信

9.7.6　S7-1200与S7-1200的Modbus通信

小结

习题

第10章　工业以太网通信

10.1　以太网通信概述

10.1.1　以太网通信简介

10.1.2　工业以太网通信简介

10.2　S7-200PLC的以太网通信

10.2.1　S7-200PLC间的以太网通信

10.2.2　S7-200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信

10.2.3　S7-200系列PLC与组态王的以太网通信

10.3　S7-1200PLC的以太网通信

10.3.1　S7-1200系列PLC间的以太网通信

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

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

10.4　S7-300/400系列PLC的以太网通信

10.4.1　西门子工业以太网通信方式简介

10.4.2　S7300/400工业以太网通信举例

小结

习题

第11章　西门子PLC其他应用技术

11.1　电源需求计算

11.1.1　S7-200的电源需求计算

11.1.2　S7-1200的电源需求计算

11.2　高速计数器的应用

11.2.1　高速计数器的简介

11.2.2　高速计数器在转速测量中的应用

11.

11.3.1　PWM功能简介

11.3.2　PWM功能应用举例

11.4　程序的下载方法

11.4.1　S7-200系列PLC的程序下载方法

11.4.2　S7-1200系列PLC的程序下载方法

11.4.3　S7-300系列PLC的程序下载方法

小结

习题

参考文献

西门子PLC完全精通教程》从基础和实用出发，系统介绍了西门子S7-200/300/400/1200等系列PLC技术。全书分两个部分，第一部分为基础篇，主要介绍了可编程序控制器（PLC）基础、西门子PLC的硬件、西门子PLC的软件、西门子PLC的指令系统、逻辑控制编程的编写方法与调试；第二部分为应用篇，包括PLC在过程控制中的应用、PLC在运动控制中的应用、PLC在变频器调速系统中的应用、PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信、工业以太网通信、西门子PLC其他应用技术等。

本书内容丰富，重点突出，强调知识的实用性，几乎每章中都配有大量实用的例题，便于读者模仿学习，另外每章配有习题供读者训练之用。大部分实例都有详细的软件、硬件配置清单，并配有接线图和程序。本书所配光盘中有重点内容的程序和操作视频资料。

本书可供从事PLC应用的工程技术人员学习使用，也可以作为大中专院校的机电类、信息类专业的教材。

作者：向晓汉 主编 苏高峰 副主编

出版日期：2013年3月 书号：978-7-122-16005-8

开本：16K　787×1092　1/16 装帧：平胶膜 版次：1版1次 页数：341页

本书结合工程应用案例，详细介绍了西门子PLC工业通信网络应用技术，包括：西门子PLC的自由口通信、西门子PLC与变频器的USS通信、西门子PLC的Modbus通信、西门子PLC的PPI通信、西门子PLC的MPI通信、西门子PLC的PROFIBUS通信、工业以太网通信、第三方网关模块的使用、OPC通信、工业物联网应用等内容。书中所有的例子都是经过实践检验的，每个例子都包含软硬件的配置方案图、接线图和程序。

目录

第1章 概述 1

1.1 通信基础知识 1

1.1.1 通信的基本概念 1

1.1.2 RS-485标准串行接口 2

1.1.3 PLC网络的术语解释 3

1.1.4 OSI参考模型 4

1.2 现场总线 5

1.2.1 现场总线的概念 5

1.2.2 主流现场总线的简介 6

1.2.3 现场总线的特点 7

1.2.4 现场总线的现状 8

1.2.5 现场总线的发展 9

1.3 SIMATIC NET 工业通信网络 9

1.3.1 工业通信网络结构 9

1.3.2 西门子通信网络技术说明 10

第2章 西门子PLC的自由口通信 12

2.1 自由口通信概述 12

2.2 S7-200系列PLC之间的自由口通信 14

2.3 S7-200 PLC与个人计算机的自由口通信 19

2.3.1 S7-200 PLC与超级终端的自由口通信 19

2.3.2 S7-200 PLC与个人计算机（自编程序）的自由口通信 21

2.4 S7-200 PLC与三菱FX系列PLC的自由口通信 24

2.5 S7-1200系列PLC与S7-200系列PLC的自由口通信 28

2.6 S7-1200系列PLC之间的自由口通信 34

2.7 S7-1200系列PLC与PC的自由口通信 39

第3章 西门子PLC与变频器的USS通信 43

3.1 USS协议的基本知识 43

3.1.1 USS协议简介 43

3.1.2 通信报文结构 44

3.1.3 有效数据字符 44

3.1.4 USS的任务和应答 46

3.2 S7-200与MM440变频器的USS通信调速 47

3.3 S7-1200 PLC与MM440的USS通信 51

第4章 西门子PLC的Modbus通信 58

4.1 Modbus通信概述 58

4.1.1 Modbus协议简介 58

4.1.2 Modbus传输模式 59

4.1.3 Modbus消息帧 59

4.2 S7-200 PLC间Modbus通信 61

4.2.1 使用Modbus协议库 61

4.2.2 Modbus的地址 61

4.2.3 S7-200 PLC间Modbus通信应用举例 62

4.3 S7-200 PLC与S7-1200 PLC间的Modbus通信 67

4.4 S7-1200 与S7-1200的Modbus通信 71

第5章 西门子PLC的PPI通信 76

5.1 认识PPI协议 76

5.1.1 初识PPI协议 76

5.1.2 PPI主站的定义 76

5.2 两台S7-200系列PLC之间的PPI通信 77

5.2.1 方法1--用指令向导 77

5.2.2 方法2--用网络读/写指令 82

5.3 多台S7-200系列PLC之间的PPI通信 85

第6章 西门子PLC的MPI通信 91

6.1 MPI通信概述 91

6.2 无组态连接通信方式 91

6.2.1 无组态连接MPI通信简介 91

6.2.2 无组态单边通信方式应用举例 91

6.2.3 无组态双边通信方式应用举例 98

6.3 全局数据包通信方式 106

6.3.1 全局数据包通信简介 106

6.3.2 全局数据包通信应用举例 106

6.4 组态连接通信方式 115

6.4.1 组态连接通信方式简介 115

6.4.2 组态连接通信应用举例 116

6.5 S7 PLC与HMI的MPI通信 121

6.6 WinCC flexible和PLCSIM的通信仿真 126

6.6.1 S7-PLCSIM简介 126

6.6.2 实例 127

第7章 西门子PLC的PROFIBUS通信 131

7.1 PRIFOIBUS现场总线概述 131

7.1.1 工厂自动化网络结构 131

7.1.2 PROFIBUS的组成部分 131

7.1.3 PROFIBUS的通信模型 132

7.1.4 PROFIBUS的通信组成 133

7.1.5 PROFIBUS的通信方式 134

7.1.6 PROFIBUS-FMS/DP的物理层 134

7.1.7 PROFIBUS-FMS/DP的数据链路层 135

7.1.8 PROFIBUS-DP的应用 135

7.2 S7-300系列PLC与第三方设备的PROFIBUS-DP通信 136

7.3 PROFIBUS-DP连接智能从站的应用 147

7.4 一主多从PROFIBUS-DP DX通信 158

7.5 PROFIBUS-DP接口连接远程ET200M 169

7.6 CP342-5的PROFIBUS通信应用 175

7.6.1 CP342-5的PROFIBUS通信概述 175

7.6.2 CP342-5的PROFIBUS通信应用举例 175

7.7 S7-300与MM440变频器的场总线通信调速 181

7.8 S7-300通过PROFIBUS现场总线修改MM440变频器的参数 186

7.9 PROFIBUS与Sinamics S120的连接 191

7.9.1 Sinamics S120 AC/AC单轴驱动器概述 191

7.9.2 S7-300与Sinamics S120连接应用举例 192

7.10 PROFIBUS-S7通信 201

7.10.1 PROFIBUS-S7通信简介 201

7.10.2 PROFIBUS-S7通信应用举例 202

第8章 工业以太网通信 208

8.1 以太网通信概述 208

8.1.1 以太网通信简介 208

8.1.2 工业以太网通信简介 209

8.2 S7-200 PLC的以太网通信 210

8.2.1 S7-200 PLC间的以太网通信 211

8.2.2 S7-200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信 224

8.2.3 S7-200系列PLC与组态王的以太网通信 231

8.3 S7-1200 PLC的以太网通信 240

8.3.1 S7-1200系列PLC间的以太网通信 240

8.3.2 S7-200系列PLC与S7-1200系列PLC间的以太网通信 247

8.3.3 S7-1200系列PLC与S7-300系列PLC间的以太网通信 254

8.4 S7-300/400系列PLC的以太网通信 260

8.4.1 西门子工业以太网通信方式简介 260

8.4.2 S7-300/400工业以太网通信举例 261

8.4.3 S7300/400工业以太网通信仿真 275

第9章 使用第三方网关模块进行以太网络通信 281

9.1 第三方网关模块简介 281

9.2 BCNet-S7PPI网关 281

9.3 BCNet-S7MPI网关 285

9.4 第三方网关的应用实例 289

第10章 OPC通信 291

10.1 OPC基本知识 291

10.1.1 OPC概念 291

10.1.2 OPC的宗旨 291

10.1.3 OPC技术基础 291

10.1.4 OPC基金会 292

10.1.5 OPC特性 292

10.1.6 OPC数据通讯 292

10.1.7 服务器与客户机的概念 293

10.2 用西门子Access组建OPC通信 294

10.2.1 PC Access软件简介 294

10.2.2 WinCC与S7-200的通信 295

10.2.3 用Excel访问PC Access 301

10.3 用西门子Simatic Net组建OPC通信 306

10.3.1 SIMATIC NET软件简介 306

10.3.2 WinCC与S7-1200的通信 307

10.4 用KepServerEX组建OPC通信 317

10.4.1 KEPServerEX简介 317

10.4.2 安装KEPServerEX V5的要求 318

10.4.3 WinCC与S7-200的通信 318

第11章 工业物联网及其应用 325

11.1 物联网简介 325

11.1.1 物联网的概念 325

11.1.2 物联网的技术特点 325

11.1.3 物联网的应用范围 327

11.2 工业物联网的应用案例 328

11.2.1 电动机试验机功能描述 328

11.2.2 控制系统方案 328

11.2.3 硬件组态和程序的编写 330

参考文献 341

《西门子PLC工业通信完全精通教程》结合工程应用案例，详细介绍了西门子PLC工业通信网络应用技术，包括：西门子PLC的自由口通信、西门子PLC与变频器的USS通信、西门子PLC的Modbus通信、西门子PLC的PPI通信、西门子PLC的MPI通信、西门子PLC的PROFIBUS通信、工业以太网通信、第三方网关模块的使用、OPC通信、工业物联网应用等内容。书中所有的例子都是经过实践检验的，每个例子都包含软硬件的配置方案图、接线图和程序。对于比较复杂的例子，有专门的视频教学文件和程序源代码，读者可以从光盘中学习。

《西门子PLC工业通信完全精通教程》可供PLC应用技术人员学习使用，也可供大中专院校相关专业师生参考使用。

本书系统介绍了西门子S7-200/300/400/1200等系列PLC技术。全书分两个部分，第一部分为基础篇，主要介绍了可编程序控制器（PLC）基础、可编程序控制器（PLC）基础、西门子PLC的软件、西门子PLC的指令系统、逻辑控制编程的编写方法与调试；第二部分为应用篇，包括PLC在过程控制中的应用、PLC在运动控制中的应用、PLC在变频器调速系统中的应用、PLC的PPI/MPI/PROFIBUS和MODBUS通信、工业以太网通信、西门子PLC其他应用技术等。

本书内容丰富，重点突出，强调知识的实用性，几乎每章中都配有大量实用的例题，便于读者模仿学习，另外每章配有习题供读者训练之用。大部分实例都有详细的软件、硬件配置清单，并配有接线图和程序。本书所配光盘中有重点内容的程序和操作视频资料。