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丛书序1

前言1

第一章 绪论1

1.1 PLC的发展概况1

1.2 PLC的功能2

1.3 PLC的基本组成2

1.4 PLC的简单工作原理3

1.5 S7系列PLC介绍5

1.6 PLC的应用及其发展趋势6

1.6.1 PLC的应用6

1.6.2 PLC的发展趋势7

1.7 STEP7编程软件8

1.7.1 编程功能8

1.7.2 TIA软件平台10

第二章 S7-300/400 PLC的硬件系统12

2.1 硬件系统基本构成12

2.1.1 概述12

2.1.2 S7-300/400 PLC的组成14

2.1.3 S7-300/400 PLC的结构17

2.1.3.1 S7-300 PLC的结构17

2.1.3.2 S7-400 PLC的结构18

2.2 CPU模块及性能特点19

2.2.1 S7-300 PLC的CPU模块19

2.2.1.1 CPU模块的性能概述19

2.2.1.2 CPU模块的面板20

2.2.1.3 CPU模块的测试和诊断故障功能23

2.2.2 S7-400 PLC的CPU模块23

2.2.2.1 CPU模块的性能概述23

2.2.2.2 CPU模块的面板24

2.3 输入/输出模块及模块地址的确定25

2.3.1 S7-300 PLC的SM25

2.3.1.1 数字量模块25

2.3.1.2 模拟量模块28

2.3.2 S7-400 PLC的SM32

2.3.2.1 数字量模块32

2.3.2.2 模拟量模块32

2.3.3 模块诊断与过程中断33

2.3.4 信号模块地址的确定33

2.3.4.1 S7-300 PLC信号模块的地址33

2.3.4.2 S7-400 PLC信号模块的地址34

第三章 S7系列PLC编程软件—STEP7简介35

3.1 STEP7编程软件的订货版本36

3.2 STEP7编程软件的安装36

3.2.1 硬件要求36

3.2.2 软件要求36

3.2.3 语言设置37

3.2.4 安装步骤37

3.3 STEP7编程软件的卸载40

3.4 STEP7的标准软件包40

3.4.1 STEP7标准软件包的应用程序40

3.4.2 人机接口42

3.5 STEP7的启动42

3.6 STEP7的编程语言概述44

第四章 S7-300/400系列PLC数据类型与地址区47

4.1 数制47

4.2 数据类型47

4.2.1 基本数据类型48

4.2.2 复合数据类型52

4.3 参数类型52

4.4 数据的格式标记53

4.5 地址区与寻址方式55

4.5.1 CPU地址区的划分55

4.5.2 全局变量与区域变量57

第五章 编程指令58

5.1 S7-300/400 PLC指令系统的基本知识58

5.1.1 指令的基本组成58

5.1.2 操作数59

5.1.3 寻址方式60

5.2 位逻辑指令63

5.2.1 基本逻辑指令63

5.2.2 置位/复位指令69

5.2.3 边沿信号识别指令71

5.2.4 定时器指令78

5.2.5 计数器指令84

5.3 数据传送与转换指令86

5.3.1 传送指令86

5.3.2 转换指令89

5.4 运算指令94

5.4.1 整数算术运算指令94

5.4.2 扩展的浮点数算术运算指令96

5.4.3 加、减、乘、除运算97

5.4.4 算术运算指令实例103

5.5 移位指令107

5.6 累加器操作和地址寄存器操作指令117

5.7 控制指令121

第六章 S7-300/400 PLC的用户程序结构124

6.1 用户程序124

6.1.1 程序块124

6.1.2 堆栈126

6.2 功能块与功能128

6.2.1 局域数据类型128

6.2.2 功能块与功能的调用129

6.2.3 功能块调用编程举例130

6.3 数据块与数据结构133

6.3.1 数据块的生成133

6.3.2 数据块中的数据结构135

6.4 组织块与中断处理139

6.4.1 中断的基本概念139

6.4.2　组织块的变量声明表140

6.4.3　用于中断程序处理的组织块141

6.4.4　日期时钟中断组织块（OB10～OB17）141

6.4.5　时间延迟中断组织块（OB20 ～OB23）143

6.4.6 循环中断组织块（OB30～OB38）144

6.4.7 硬件中断组织块（OB40～OB47）146

6.4.8 背景组织块（OB90 ）147

6.4.9 启动组织块（OB100～OB102）147

6.4.10 故障处理组织块（OB70～OB87/OB121、OB122）149

第七章 使用STEP7进行PLC应用系统设计151

7.1 创建与编辑项目151

7.1.1 利用STEP7创建项目的步骤151

7.1.2 项目结构153

7.1.3 创建项目154

7.1.4 编辑项目155

7.2 硬件组态157

7.2.1 硬件组态的任务与步骤157

7.2.2 CPU的参数设置159

7.2.3 I/O模块的参数设置163

7.3 定义符号167

7.3.1 共享符号与局域符号168

7.3.2 符号表168

7.3.2.1 输入共享符号169

7.3.2.2 导入/导出符号表170

7.4 逻辑块的生成170

7.4.1 建立逻辑软件块170

7.4.2 编辑变量声明表171

7.4.3 编制并输入程序171

7.5 刷新块调用与逻辑块存盘172

7.6 显示参考数据172

7.6.1 参考数据类型172

7.6.1.1 交叉参考列表173

7.6.1.2 程序结构175

7.6.1.3 输入、输出和位存储赋值表177

7.6.1.4 显示LAD、FBD和STL的块信息178

7.6.2 参考数据的使用178

7.6.2.1 参考数据显示方式178

7.6.2.2 生成并显示参考数据179

7.6.2.3 在程序中快速查找地址的位置179

7.7 下载与上传182

7.7.1 在线连接的建立与在线操作182

7.7.2 下载183

7.7.2.1 下载方式183

7.7.2.2 下载的方法184

7.7.2.3 下载组态184

7.7.3 上传185

7.7.3.1 上传站参数185

7.7.3.2 上传硬件组态和连接组态185

7.8 程序的调试186

7.8.1 PLC应用系统的调试186

7.8.2 用变量表调试程序187

7.8.2.1 变量表的基本功能187

7.8.2.2 创建变量表188

7.8.2.3 使用变量表190

7.8.3 用程序状态功能调试程序193

7.8.3.1 程序状态功能的启动193

7.8.3.2 程序状态的显示193

7.8.3.3 单步与断点功能的使用195

7.9 故障诊断197

7.9.1 诊断硬件和故障诊断197

7.9.1.1 故障诊断的基本步骤197

7.9.1.2 在线视窗中的诊断符号197

7.9.2 用诊断视窗诊断硬件198

7.9.3 模块信息功能199

7.9.4 在停机模式下诊断200

7.10 PLC应用系统设计实例201

第八章 利用STEP7编辑逻辑块205

8.1 程序布局及编程规则205

8.1.1 梯形图205

8.1.2 语句表206

8.1.3 功能块图207

8.2 在OB1中创建程序208

8.2.1 编程的准备工作208

8.2.2 用梯形图编写OB1211

8.2.3 用语句表编写OB1213

8.2.4 用功能块图编写OB1214

8.3 创建一个有功能块和数据块的程序215

8.3.1 创建并打开功能块215

8.3.1.1 用梯形图编写FB1216

8.3.1.2 用语句表编写FB1218

8.3.1.3 用功能块图编写FB1218

8.3.2 生成背景数据块并修改实际值219

8.3.3 编程块调用220

8.3.3.1 用梯形图编写块调用220

8.3.3.2 用语句表编写块调用221

8.3.3.3 用功能块图编写块调用222

8.4 编写一个功能223

8.4.1 创建并打开功能223

8.4.2 在OBI中调用功能225

第九章 PLC应用系统设计实例227

9.1 长钢轨群吊多吊集控的功能227

9.1.1 长轨吊的主要组成部分227

9.1.2 长轨吊的主要工作228

9.1.3 各部分控制功能228

9.2 长钢轨群吊多吊集控的硬件设计230

9.2.1 定义I/0表230

9.2.2 PLC的硬件配置240

9.2.3 设置通信参数243

9.2.4 PLC硬件的连接244

9.2.5 PLC输入输出外围接口电路设计244

9.2.6 PLC硬件组装调试245

9.3 长钢轨群吊多吊集控的软件设计245

9.3.1 创建项目245

9.3.2 硬件组态245

9.3.3 编写程序块247

9.3.4 利用模拟软件包进行程序测试255

9.3.5 软硬件联调256

9.4 开发技巧和经验总结257

参考文献258