西门子PLC完全精通教程

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

1.1.1PLC的发展历史

1.1.2PLC的主要特点

1.1.3PLC的应用范围

1.1.4PLC的分类与性能指标

1.1.5PLC与继电器系统的比较

1.1.6PLC与微机的比较

1.1.7PLC的发展趋势

1.1.8PLC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

2.2S7—200系列PLC

2.2.1S7—200CPU模块

2.2.2S7—200CPU的接线

2.3S7—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

2.4S7—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

2.5S7—300PLC常用模块及其接线

2.5.1S7—300PLC的基本结构

2.5.2S7—300PLC的CPU模块

2.5.3数字量模块

2.5.4模拟量模块

2.5.5S7—300PLC的通信处理模块

2.5.6S7—300PLC的功能模块

2.5.7S7—300PLC的其他模块

2.6S7—400PLC常用模块简介

2.6.1S7400PLC的概述

2.6.2S7400PLC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

3.1.1LOGO！的编程软件

3.1.2S7—200的编程软件

3.1.3S7—200SMART的编程软件

3.1.4S7—1200的编程软件

3.1.5S7—300/400的编程软件

3.2S7—200的编程软件STEP7—Micro/WIN的使用

3.2.1STEP7—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

3.2.4S7—200仿真软件的使用

3.3S7—300/400编程软件STEP7的使用

3.3.1STEP7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

3.3.4STEP7的下载和上传

3.3.5STEP7软件编程

3.3.6STEP7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

4.2S7—200系列PLC的指令系统

4.2.1S7—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

4.2.5S7—200PLC的程序控制指令及其应用

4.3S7—300/400系列PLC的指令系统

4.3.1S7—300/400编程元件与数据类型

4.3.2寻址方式

4.3.3CPU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

4.4S7—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）

4.5S7—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

6.1PID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

7.1PLC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

7.2PLC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

8.4.1MM440变频器通信的基本知识

8.4.2S7—200与MM440变频器的USS通信调速

8.4.3S7—1200PLC与MM440的USS通信

8.4.4S7—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

9.1.2RS—485标准串行接口

9.1.30SI参考模型

9，2SIMATICNET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

9.3.2PPI主站的定义

9.4S7—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

9.5MPI通信

9.5.1MPI通信概述

9.5.2无组态连接通信方式

9.6PRIFOIBUS现场总线通信

9.6.1PRIFOIBUS现场总线概述

9.6.2S7—300系列PLC与第三方设备的PROFIBUS—DP通信

9.6.3PROFIBUS—DP连接智能从站的应用

9.7Modbus通信概述

9.7.1Modbus通信概述

9.7.2Modbus传输模式

9.7.3Modbus消息帧

9.7.4S7—200PLC间Modbus通信

9.7.5S7—200PLC与S7—1200PLC间的Modbus通信

9.7.6S7—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

10.2S7—200PLC的以太网通信

10.2.1S7—200PLC间的以太网通信

10.2.2S7—200系列PLC与S7—300系列PLC间的以太网通信

10.2.3S7—200系列PLC与组态王的以太网通信

10.3S7—1200PLC的以太网通信

10.3.1S7—1200系列PLC间的以太网通信

10.3.2S7—200系列PLC与S7—1200系列PLC间的以太网通信

10.3.3S7—1200系列PLC与S7—300系列PLC间的以太网通信

10.4S7—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

10.4.2S7300/400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

11.1.1S7—200的电源需求计算

11.1.2S7—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

11.3PWM

11.3.1PWM功能简介

11.3.2PWM功能应用举例

11.4程序的下载方法

11.4.1S7—200系列PLC的程序下载方法

11.4.2S7—1200系列PLC的程序下载方法

11.4.3S7—300系列PLC的程序下载方法

小结

习题

参考文献

随着计算机技术的发展，以可编程序控制器、变频器调速和计算机通信等技术为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器电气控制系统，并广泛应用于各行业。由于西门子PLC具有的卓越的性能，因此在工控市场占有非常大的份额，应用十分广泛。笔者曾在2011年编写了《西门子PLC S7-200/300/400/1200应用案例精讲》一书，本书出版后深受读者的好评。很多读者都发来邮件或打来电话，他们认为所讲案例非常实用，但也有读者反映本书内容缺乏基础性的内容，不太适合初入门的读者学习。因此，为了满足读者不同阶段的需求，我们在吸收读者意见的基础上，又进一步总结了长期的教学经验和工程实践，并联合相关企业人员，共同编写了本书，希望能够在最大程度上满足读者的需求。

我们在编写过程中，将一些生动的操作实例融入到实际中，以提高读者的学习兴趣。本书具有以下特点。

① 用实例引导读者学习。该书的内容全部用精选的例子讲解。例如，用例子说明现场总线通信的实现的全过程；

② 所有的例子都包含软硬件的配置方案图、接线图和程序，而且为确保程序的正确性，程序已经在PLC上运行通过。

③ 对于比较复杂的例子，本书附带配有录像和程序源代码的光盘。如工业以太网通信的硬件组态较复杂，就配有录像和程序源代码，读者可以通过光盘进行学习。

本书由向晓汉任主编、奚茂龙任副主编，并由无锡职业技术学院奚小网教授审。全书共分11章，其中第1章由无锡小天鹅股份有限公司的苏高峰编写；第2、3章由桂林电子科技大学的向定汉教授编写；第4章由无锡雷华科技有限公司的陆彬编写；第5章由无锡雪浪环境科技股份有限公司的刘摇摇编写；第6章由无锡雪浪环境科技股份有限公司的王飞飞编写；第7章由无锡雷华科技有限公司的欧阳慧彬编写；第8~10章由无锡职业技术学院的向晓汉、奚茂龙编写；第11章由无锡小天鹅股份有限公司的李润海编写。

由于编者水平有限，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

编 者2100433B

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。

《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。

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。

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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。

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全书分两个部分：第一部分为入门篇，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；第二部分为精通篇，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、西门子PLC工程应用案例等。

本书内容丰富，重点突出，强调知识的实用性，同时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。本书所配电子资源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。