第1篇 基础入门篇

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3

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

第2章 西门子S7-300/400 PLC的硬件介绍13

2.1 西门子S7-300常用模块及其接线13

2.1.1 西门子PLC简介13

2.1.2 西门子S7-300常用模块及其接线14

2.2 西门子S7-400常用模块及其接线33

2.2.1 西门子S7-400系列PLC的概述33

2.2.2 西门子S7-400 PLC的机架34

2.2.3 西门子S7-400常用模块及其连接36

第3章 STEP 7软件使用入门46

3.1 STEP 7 简介46

3.1.1 初识STEP 746

3.1.2 安装STEP 7的软硬件条件47

3.1.3 安装STEP 7注意事项47

3.1.4 安装STEP 7的过程47

3.1.5 卸载STEP 7的过程51

3.2 编程界面的SIMATIC管理器51

3.2.1 创建项目51

3.2.2 编辑项目53

3.3 硬件组态与参数设置55

3.3.1 硬件组态55

3.3.2 参数设定58

3.3.3 硬件的更新和GSD文件安装68

3.4 下载和上传71

3.4.1 下载71

3.4.2 上传75

3.5 软件编程77

3.6 打印和归档80

3.6.1 打印80

3.6.2 归档81

3.7 用STEP 7 V5.5建立一个完整的项目81

3.8 使用帮助85

3.8.1 查找关键字或者功能86

3.8.2 了解某个逻辑块FB/SFB/FC/SFC的功能及引脚的定义86

第4章 西门子S7-300/400 PLC的编程语言88

4.1 西门子S7-300/400 PLC的编程基础知识88

4.1.1 编程元件88

4.1.2 数制和数据类型89

4.1.3 寻址方式92

4.1.4 编程语言97

4.2 CPU中的寄存器97

4.2.1 累加器（ACCUx）97

4.2.2 状态字寄存器（16 位）98

4.2.3 数据块寄存器98

4.3 位逻辑指令98

4.4 定时器与计数器指令104

4.4.1 定时器104

4.4.2 计数器114

4.5 数据处理与运算指令119

4.5.1 装载与传送指令119

4.5.2 比较指令123

4.5.3 转换指令125

4.5.4 移位与循环指令130

4.5.5 算术运算指令136

4.5.6 控制指令142

4.6 实例144

4.6.1 电动机的控制145

4.6.2 定时器和计数器应用147

第5章 西门子S7-300/400 的程序结构151

5.1 STEP 7编程方法简介151

5.2 功能、数据块和功能块151

5.2.1 块的概述151

5.2.2 功能（FC）及其应用153

5.2.3 共享数据块（DB）及其应用157

5.2.4 自定义数据类型（UDT）及其应用159

5.2.5 功能块（FB）及其应用161

5.2.6 系统功能（SFC）及其应用166

5.3 多重背景168

5.3.1 多重背景的简介168

5.3.2 多重背景的应用169

5.4 组织块（OB）及其应用171

5.4.1 中断的概述171

5.4.2 主程序（OB1）173

5.4.3 日期时钟中断组织块及其应用173

5.4.4 循环中断组织块及其应用176

5.4.5 硬件中断组织块及其应用177

5.4.6 错误组织块及其应用179

5.4.7 背景组织块186

5.4.8 启动组织块及其应用186

5.5 实例188

第6章 西门子S7-300/400的编程方法与调试192

6.1 功能图192

6.1.1 功能图的画法192

6.1.2 梯形图编程的原则198

6.2 逻辑控制的梯形图编程方法200

6.2.1 经验设计法200

6.2.2 功能图设计法201

6.3 西门子S7-300/400 PLC的诊断与调试方法212

6.3.1 使用状态和出错LED进行诊断212

6.3.2 使用STEP"para" label-module="para">

6.3.3 用变量监控表进行调试216

6.3.4 使用PLCSIM软件进行调试220

6.3.5 使用交叉参考和符号表的导入/输出223

6.4 实例225

第2篇 应用精通篇

第7章 西门子S7-300/400的通信及其应用232

7.1 通信基础知识232

7.1.1 通信的基本概念232

7.1.2 PLC网络的术语解释233

7.1.3 RS-485标准串行接口233

7.1.4 OSI参考模型234

7.1.5 SIMATIC NET 工业网络235

7.2 现场总线概述236

7.2.1 现场总线的概念236

7.2.2 主流现场总线的简介237

7.2.3 现场总线的特点237

7.2.4 现场总线的现状238

7.2.5 现场总线的发展238

7.3 MPI通信及其应用238

7.3.1 MPI通信简介238

7.3.2 西门子S7-200与S7-300间的MPI通信239

7.3.3 西门子S7-300与S7-300间的MPI通信247

7.3.4 西门子S7-300/400与S7-400间的MPI通信255

7.4 PROFIBUS-DP通信及其应用260

7.4.1 PROFIBUS-DP通信概述260

7.4.2 西门子S7-300与ET200M的PROFIBUS-DP通信262

7.4.3 西门子S7-300与S7-200间的PROFIBUS-DP通信267

7.4.4 西门子S7-300与S7-300间的PROFIBUS-DP通信277

7.5 以太网通信及其应用287

7.5.1 以太网通信基础287

7.5.2 西门子S7-300间的以太网通信289

7.5.3 西门子S7-400与远程IO模块ET200间的PROFINET通信298

第8章 西门子S7-300的PID控制技术305

8.1 PID控制简介305

8.1.1 PID控制原理简介305

8.1.2 PID控制的算法和图解306

8.1.3 PID控制器的参数整定309

8.2 利用西门子S7-300进行电炉的温度控制309

第9章 西门子S7-300/400工程应用318

9.1 间断润滑系统PLC控制系统318

9.1.1 系统软硬件配置318

9.1.2 编写程序319

9.2 三级带装车系统的PLC控制320

9.2.1 系统软硬件配置320

9.2.2 编写程序322

9.3 啤酒灌装线系统的PLC控制326

9.3.1 系统软硬件配置327

9.3.2 编写程序328

9.4 往复运动小车PLC控制系统334

9.4.1 系统软硬件配置334

9.4.2 编写程序335

9.5 刨床PLC控制系统340

9.5.1 系统软硬件配置341

9.5.2 编写控制程序343

参考文献3462100433B

本书从基础和实用出发，详细介绍了西门子S7-300/400 PLC应用技术。本书分两个部分：部分为基础入门篇，主要介绍西门子S7-300/400 PLC的硬件和接线、STEP7软件的使用、PLC的编程语言、编程方法与调试；第二部分为应用精通篇，包括PLC的通信、PLC在过程控制中的应用和工程应用。

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。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。本书的资源中有重点内容的程序和操作视频资料。

本书可供学习西门子S7-300/400 PLC 的工程技术人员使用，也可以作为大中专院校的机电类、信息类专业的教材。

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《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。

前言

第一章 西门子S7-300/400PLC可编织序控制器

第一节 S7-300PLC简介

第二节 S7-300PLC模块简介

第三节 S7-400PLC简介

第四节 S7-300/400PLC存储区简介

第二章 STEP编织软件的使用

第一节 软件的安装

第二节 SIMATIC管理器

第三节 STEP7快速入门

第三章 S7-300/400PLC编织基础

第一节 STEP7编程语言

第二节 数据类型

第三节 S7-300/400PLC的指令基础

第四章 S7-300/400PLC位逻辑指令

第一节 触点与线圈

第二节 基本逻辑指令

第三节 置位和复位指令

第四节 RS和SR触发器指令

第五节 跳变沿检测指令

第五章 定时器与计数器的应用

第一节 定时器及其应用

第二节 CPU时钟存储器的应用

第三节 计数器及其应用

第六章 常用功能指令

第一节 数字指令

第二节 算术运算指令

第三节 控制指令

第七章 S7-300/400PLC的用户程序结构

第一节 用户程序的结构与执行

第二节 数据块

第三节 逻辑块的结构与编程

第四节 不带参数功能FC的编程与应用

第五节 带参数功能FC的编程与应用

第六节 功能块FB的编程与应用

第七节 多重背景数据块的使用

第八节 组织块与中断处理

第八章 顺序控制与S7GRAPH编程

第一节 顺序控制与功能图基本概念

第二节 顺控器设计举例

第三节 S7GRAPH的编程与应用

第四节 多种工作方式系统的顺序控制编程

第九章 S7-300/400PLC在模拟量闭控制中的应用

第一节 闭环控制与PID调节器

第二节 使用系统功能块实现闭环控制

第三节 基于PID调节的恒水位控制

第十章 西门子PLC通信技术

第一节 西门子PLC网络

第二节 MPI网络与全局数据通信

第三节 PROF、IBUS的结构与硬件

第四节 CPU31x-2DP之间的DP主从通信

第五节 CPU31x-2DP通过DP接口连接远程I/0站

第六节 CP342-5作主站的PROFTBUS-DP组态应用

第七节 CP342-5作从站的：PROFIBUS-DP组态应用

第八节 PROFIBUS-DP从站之间的DX方式通信

第九节 CPU31x-2DP与S7-200PLC之间的PROFIBUS-DP主从通信

第十节 CPU31x-2DP与MM440变频器之间的PROFIBUS-DP主从通信2100433B