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第1章 PLC系统概述1

1．1 PLC的主要功能1

1．2 PLC的主要特点2

1．3 西门子PLC系统3

1．3．1 S7-200系列PLC3

1．3．2 S7-300系列PLC4

13．3．3 S7-400系列PLC4

1．4 全集成自动化系统5

思考题6

第2章 西门子S7-300／400系列PLC硬件系统7

2．1 S7-300／400 PLC硬件系统7

2．1．1 系统机架7

2．1．2 系统电源模块8

2．1．3 CPU系统9

2．1．4 信号模块（SM）14

2．1．5 通信模块（cP）17

2．1．6 功能模块（FM）18

2．1．7 接口模块（IM）19

2．2 PLC集中式系统扩展20

2．3 PLC分布式系统扩展21

思考题23

第3章 西门子S7-300／400系列PLC程序结构基础24

3．1 用户程序中的块24

3．2 程序结构和组织块25

3．2．1 程序结构25

3．2．2 组织块27

3．3 功能（FC）、功能块（FB）28

3．3．1 功能（FC）28

3．3．2 功能块（FB）29

3．4 数据块30

3．4．1 背景数据块（Instance DB）30

3．4．2 共享数据块（DB）31

3．4．3 基于UDT的数据块32

3．5 系统功能（SFC）和系统功能块（SFB）32

3．6 系统集成库函数33

思考题33

第4章 西门子S7-300／400系列PLC编程系统34

4．1 STEP7编程软件组件34

4．2 STEP7编程软件版本35

4．3 STEP7编程软件的安装36

4．3．1 硬件要求36

4．3．2 软件要求36

4．3．3 软件安装步骤36

4．4 STEP7的指令结构37

4．5 S7-300／400PLC地址区39

4．5．1 CPU地址区的划分39

4．5．2 程序变量42

4．6 编程指令简介42

4．6．1 位逻辑指令42

4．6．2 比较指令43

4．6．3 转换指令44

4．6．4 计数器指令45

4．6．5 数据块指令47

4．6．6 逻辑控制指令47

4．6．7 整数数学运算指令48

4．6．8 浮点运算指令48

4．6．9 赋值指令49

4．6．10 程序控制指令50

4．6．11 移位和循环指令51

4．6．12 状态位指令52

4．6．13 定时器指令54

4．6．14 字逻辑指令58

思考题59

第5章 创建和编辑项目60

5．1 STEP7创建项目的基本流程60

5．2 创建新项目61

5．2．1 通过向导功能创建新项目61

5．2．2 直接创建新项目63

5．3 系统硬件配置64

5．4 系统硬件配置实例66

5．5 CPU参数配置68

5．5．1 常规界面68

5．5．2 启动界面68

5．5．3 循环／时钟寄存器界面69

5．5．4 保持存储器界面70

5．5．5 诊断／时钟界面71

5．5．6 程序保护界面72

5．5．7 通信设置界面73

5．5．8 中断设置界面73

5．5．9 日期中断设置界面74

5．5．10 循环中断设置界面75

5．6 信号模块参数配置76

5．6．1 数字量I／O模块参数配置76

5．6．2 模拟量模块参数化设置78

5．7 分布式I／O扩展80

5．7．1 配置PROFIBUS-DP远程站80

5．7．2 远程I／O站的诊断82

5．7．3 添加第三方设备从站82

5．8 符号地址寻址82

5．8．1 共享符号名83

5．8．2 局域符号名84

5．8．3 共享和局域符号名区分85

5．8．4 导入／导出符号表85

5．9 用户程序的生产86

5．9．1 建立系统数据块（SDB）86

5．9．2 建立逻辑程序块87

5．9．3 块和段的标题与注释88

5．9．4 块比较89

5．9．5 再接线89

5．9．6 生成程序库函数90

5．9．7 程序块一致性检查91

5．9．8 变量监控表91

5．9．9 显示参考数据93

思考题95

第6章 通信网络96

6．1 网络概述96

6．2 MPI网络96

6．2．1 MPI网络接口96

6．2．2 MPI网络通信速率97

6．2．3 MPI网络拓扑结构97

6．2．4 MPI网络通信应用98

6．3 PROFIBUS网络99

6．3．1 PROFIBUS网络接口99

6．3．2 PROFIBUS网络通信行规99

6．3．3 PROFIBUS网络硬件101

6．3．4 PROFIBUS网络拓扑规则107

6．3．5 PROFIBUS通信协议107

6．4 工业以太网108

6．4．1 工业以太网网络接口108

6．4．2 工业以太网通信介质和交换机108

6．4．3 工业以太网拓扑结构111

6．4．4 工业以太网支持的通信协议和服务113

6．5 串行通信114

6．5．1 串行通信物理接口114

6．5．2 串行通信支持的通信协议和处理器116

思考题116

第7章 程序在线和模拟调试117

7．1 设置PG／PC接口117

7．2 在线连接及诊断118

7．3 程序的在线下载、上传操作119

7．3．1 程序的在线下载119

7．3．2 程序的在线上传119

7．3．3 删除CPU中程序块120

7．4 程序的在线调试120

7．4．1 变量表应用120

7．4．2 强制变量122

7．4．3 用程序编辑器调试程序122

7．5 S7-PLCSIM简介123

7．5．1 S7-PLCSIM与真实PLC的区别123

7．5．2 S7-PLCSIM特性124

7．5．3 S7-PLCSIM应用124

思考题126

第8章 PID控制算法及其应用127

8．1 PID控制概述127

8．2 PID控制算法128

8．3 PID控制算法PLC应用128

8．3．1 增量式PID算法编程128

8．3．2 编写功能块129

8．3．3 功能块的调用及参数给定132

8．4 用STEP7中系统功能块实现PID控制133

8．4．1 参数赋值工具134

8．4．2 功能块介绍134

8．4．3 功能块调用139

思考题141

第9章 WinCC监控和数据采集系统142

9．1 组态软件基本功能142

9．2 WinCC组态软件简介142

9．2．1 WinCC基本特点142

9．2．2 WinCC V6．2系统构成143

9．3 WinCC组态软件应用144

9．3．1 建立单用户项目144

9．3．2 组态变量144

9．3．3 组态过程画面148

9．3．4 画面切换和画中画150

9．4 WinCC通信技术154

9．4．1 WinCC与S7 PLC的通信通道单元154

9．4．2 用TCP／IP连接PLC通信155

9．4．3 OPC通信技术158

9．5 WinCC智能工具162

思考题163

第10章 电厂水处理控制工程应用164

10．1 水处理工艺系统164

10．2 控制系统I／O点统计分析166

10．3 控制系统设计169

10．4 系统操作功能170

10．5 系统程序控制表设计170

10．6 PLC系统程序设计171

10．6．1 PLC硬件配置171

10．6．2 程序块功能划分171

10．6．3 存储器资源分配171

10．6．4 程序块设计172

10．7 WinCC上位程序设计179

10．7．1 建立变量179

10．7．2 组态画面179

10．7．3 脚本控制编程180

思考题184

参考文献185