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目次
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《西門子PLC高級培訓教程(第2版)》介紹的是可編程邏輯控制器的編程技術與實際應用，主要內容包括西門子S7-300/400 PLC的編程基礎（SIMATIC管理器、基礎編程語言、調試方法、順序功能圖和結構化編程），S7-200/300/400 PLC的MPI、PROFIBUS、MODBUS、工業以太網等網絡通信應用，模擬量模塊、變頻器、觸摸屏的應用等。書中內容由淺入深，以大量典型案例進行講解，重點講解實例、操作步驟，并配以大量圖形，圖文并茂，實用性強，便于讀者的閱讀學習。隨書附贈的光盤里包含了全書各章節的實例程序，這些程序均在STEP 7 V5.3中文版、STEP 7-Micro/WIN V4.0或WinCC Flexible中調試通過。光盤中還特別提供了部分操作的硬件連接和軟件部分的視頻，以幫助讀者更直觀地學習。
《西門子PLC高級培訓教程(第2版)》可作為自動化行業工程技術人員的培訓教材或參考書，也可作為高等學校、職業院校自動化及機電一體化等專業學生的教材。
《西門子PLC高級培訓教程(第2版)》可作為自動化行業工程技術人員的培訓教材或參考書，也可作為高等學校、職業院校自動化及機電一體化等專業學生的教材。
名人/編輯推薦
《西門子PLC高級培訓教程(第2版)》是自動化控制技術叢書之一。
目次
第一篇 S7-300/400 PLC編程技術
第1章 SIMATIC管理器
1.1 編程環境簡介
1.1.1 編程軟件STEP 7的安裝
1.1.2 硬件目錄的更新和下載
1.1.3 程序的歸檔
1.2 硬件組態
1.2.1 通過項目向導進行硬件組態
1.2.2 普通的硬件組態
1.2.3 I/O口地址設置
1.2.4 下載
1.3 重要參數設置
第2章 基礎編程語言
2.1 STEP 7編程基礎
2.1.1 數據類型
2.1.2 狀態字
2.2 位邏輯指令
2.2.1 觸點指令
2.2.2 置位復位指令
2.2.3 觸發指令
2.2.4 邊沿檢測指令
2.3 定時器指令
2.3.1 定時器字
2.3.2 脈沖定時器
2.3.3 擴展脈沖定時器
2.3.4 接通延時定時器
2.3.5 保持型接通延時定時器
2.3.6 斷開延時定時器
2.4 計數器指令
2.4.1 加法計數器
2.4.2 減法計數器
2.4.3 加減可逆計數器
2.5 高速計數器
2.5.1 高速計數器概述
2.5.2 高速計數器使用實例
2.6 數據處理指令
2.6.1 傳送指令
2.6.2 比較指令
2.6.3 數據轉換指令
2.6.4 移位指令和循環移位指令
2.7 數據運算指令
2.7.1 整數運算指令
2.7.2 浮點數算術運算指令
2.7.3 字邏輯運算指令
2.8 控制指令
2.8.1 邏輯控制指令
2.8.2 程序控制指令
2.9 綜合應用實例
第3章 調試方法
3.1 可視化的硬件檢查(利用LED指示燈調試)
3.2 硬件調試方法
3.2.1 下載組態的調試
3.2.2 建立在線連接
3.2.3 診斷符號
3.2.4 利用“模塊信息”工具調試
3.2.5 離線/在線程序塊的比較
3.2.6 硬件組態窗口中信號的檢測與修改
3.3 軟件調試方法
3.3.1 利用程序狀態調試
3.3.2 利用變量表調試
3.3.3 利用“診斷緩沖區”調試
3.3.4 參考數據
3.3.5 結構化程序的調試
3.4 S7-PLCSIM的應用
3.4.1 S7-PLCSIM介紹
3.4.2 S7-PLCSIM的使用方法
3.4.3 仿真PLC與真實PLC的區別
第4章 順序功能圖
4.1 順序功能圖的繪制原則
4.1.1 順序功能圖基本概念
4.1.2 順序功能圖繪制要點
4.1.3 順序功能圖的基本結構
4.1.4 順序功能圖的轉換規則
4.2 順序功能圖的梯形圖實現
4.2.1 控制程序和輸出程序的具體實現
4.2.2 單序列的編程方法
4.2.3 選擇序列的編程方法
4.2.4 并行序列的編程方法
4.2.5 具有多種工作方式系統的順序功能圖的編程方法
4.2.6 S7 GRAPH編程語言
第5章 結構化編程
5.1 STEP 7中程序的基本結構
5.1.1 概述
5.1.2 塊的含義
5.2 功能塊和功能的編程及調用
5.2.1 塊之間調用關系及區別
5.2.2 變量聲明表
5.2.3 功能編程舉例
5.2.4 功能塊編程舉例
5.3 功能和功能塊程序設計實例
第二篇 網絡通信應用
第6章 網絡通信概論
6.1 網絡的基本概念
6.2 網絡的分類
6.2.1 按照拓撲結構分
6.2.2 按照地域分
6.3 通信方式
6.3.1 并行通信與串行通信
6.3.2 單工、半雙工與全雙工通信
6.3.3 串行通信接口標準
6.4 工業網絡通信基礎
第7章 MPI網絡通信
7.1 S7-300與S7-300 PLC之間的MPI通信
7.1.1 MPI網絡的硬件組態
7.1.2 在通信雙方編寫程序(雙邊編程)
7.1.3 在通信一方編寫程序(單邊編程)
7.2 S7-300與S7-200 PLC之間的MPI通信
7.2.1 S7-300側的組態
7.2.2 STEP 7-Micro/WIN中的MPI參數設置
7.2.3 程序編寫
7.2.4 程序運行監控
7.3 項目的下載方式
7.3.1 通過MPI協議下載
7.3.2 通過PROFIBUS協議下載
7.3.3 通過TCP/IP下載
7.3.4 通過PPI下載
第8章 PROFIBUS-DP現場總線通信網絡
8.1 S7-300/400和S7-300/400的PROFIBUS-DP不打包通信
8.1.1 網絡組建
8.1.2 軟件編程
8.2 S7-300/400和S7-300/400的PROFIBUS-DP打包通信
8.2.1 SFC15和SFC14簡介
8.2.2 網絡組建
8.2.3 軟件編程
8.3 S7-200與S7-300/400的PROFIBUS-DP通信
8.3.1 EM277的使用
8.3.2 通信區的設定
8.3.3 網絡組態舉例
8.3.4 軟件編程
8.4 S7-300與ET200S之間的PROFIBUS-DP通信
8.4.1 PROFIBUS-DP遠程I/O網絡組態
8.4.2 軟件編程及運行監控
第9章 工業以太網通信技術
9.1 S7-200之間的客戶機/服務器通信
9.1.1 C/S網絡客戶端配置
9.1.2 C/S網絡服務器端配置
9.1.3 程序編寫
9.2 S7-300與S7-200 PLC之間的IE通信
9.2.1 兩臺CPU222客戶端組態
9.2.2 S7-300的服務器組態
9.2.3 編寫通信程序
9.2.4 項目下載
9.2.5 通信結果監控
9.3 多臺S7-300PLC之間的IE通信
9.3.1 網絡組建
9.3.2 程序編寫
9.3.3 項目下載及運行監控
9.4 S7-300與ET200S的PROFINET遠程I/O通信
9.4.1 PROFINET網絡組建
9.4.2 程序編寫及驗證
第10章 現場總線(MODBUS)通信
10.1 MDBUS通信協議簡介
10.2 MODBUS RTU通信協議
10.3 S7-300/400與S7-200的MODBUS通信
10.3.1 通信方案設計
10.3.2 S7-300的設置
10.3.3 S7-200 PLC的設置
10.3.4 S7-300/400與S7-200的MODBUS通信軟硬件聯調
第三篇 組件的使用
第11章 模擬量輸入/輸出模塊及其應用
11.1 概述
11.1.1 模擬量模塊工程應用
11.1.2 模擬量模塊數值表示
11.1.3 模擬量模塊調試使用概述
11.2 S7-300的模擬量控制指令及編程
11.2.1 模塊簡介
11.2.2 SM331模塊的使用
11.2.3 SM334模塊的使用
11.3 基于PID控制的模擬量水位控制系統
11.3.1 PID算法基本原理
11.3.2 PID在系統中的作用
11.3.3 PID控制功能模塊的使用
11.3.4 輸入過程量量程轉換
11.3.5 輸出過程量量程轉換
11.3.6 PID水位控制系統的實現
第12章 變頻器的應用
12.1 變頻器基礎知識
12.2 西門子MM 4系列變頻器概述
12.2.1 概述
12.2.2 MM440變頻器的技術規格及可選件
12.2.3 基本操作
12.2.4 本章示例所用相關設備規格參數說明
12.3 基本操作面板(BOP)控制MM440變頻器示例
12.4 MM440變頻器加PLC實現固定頻率控制示例
12.5 PLC加模擬量模塊控制MM440變頻器示例
12.6 PLC通過PROFIBUS控制多臺變頻器示例
第四篇 人機界面(HMI)及其應用
第13章 WinCC flexible軟件
13.1 WinCC flexible軟件介紹
13.1.1 概述
13.1.2 與SIMATIC ProTool組態軟件的比較
13.1.3 WinCC flexible的組成部分
13.2 WinCC flexible軟件的編程環境
13.3 WinCC flexible軟件使用基礎
13.4 報警
13.4.1 報警的基本概念和功能
13.4.2 報警的分類
13.4.3 顯示報警
13.4.4 報警視圖的組態
13.4.5 組態報警
13.4.6 在運行系統中測試
13.4.7 小結
13.5 數據記錄與趨勢視圖
13.5.1 數據記錄的基本概念
13.5.2 數據記錄的組態
13.5.3 趨勢視圖的組態
13.5.4 在運行系統中的測試
13.5.5 小結
13.6 運行腳本
13.6.1 功能概述
13.6.2 編輯腳本的工具
13.6.3 組態腳本
13.6.4 調試腳本
13.6.5 在運行系統中測試
13.6.6 小結
13.7 用戶管理
13.7.1 用戶管理的原理
13.7.2 訪問對象的流程
13.7.3 用戶管理的基本組態
13.7.4 用戶視圖
13.7.5 實例：組態具有訪問保護的命令按鈕和I/O域
13.7.6 在運行系統中測試
13.7.7 小結
第14章 觸摸屏的應用
14.1 工程實例1(應用TP170A觸摸屏)
14.1.1 實例要求
14.1.2 系統硬件
14.1.3 建立變量
14.1.4 在WinCC flexible中組態項目
14.1.5 離線測試項目
14.1.6 在線下載項目(傳送)
14.1.7 PLC組態及程序
14.2 工程實例2(應用TP270觸摸屏)
14.2.1 實例要求
14.2.2 系統硬件
14.2.3 建立變量
14.2.4 觸摸屏的畫面設計
14.2.5 PLC硬件組態
14.2.6 PLC程序設計
參考文獻
第1章 SIMATIC管理器
1.1 編程環境簡介
1.1.1 編程軟件STEP 7的安裝
1.1.2 硬件目錄的更新和下載
1.1.3 程序的歸檔
1.2 硬件組態
1.2.1 通過項目向導進行硬件組態
1.2.2 普通的硬件組態
1.2.3 I/O口地址設置
1.2.4 下載
1.3 重要參數設置
第2章 基礎編程語言
2.1 STEP 7編程基礎
2.1.1 數據類型
2.1.2 狀態字
2.2 位邏輯指令
2.2.1 觸點指令
2.2.2 置位復位指令
2.2.3 觸發指令
2.2.4 邊沿檢測指令
2.3 定時器指令
2.3.1 定時器字
2.3.2 脈沖定時器
2.3.3 擴展脈沖定時器
2.3.4 接通延時定時器
2.3.5 保持型接通延時定時器
2.3.6 斷開延時定時器
2.4 計數器指令
2.4.1 加法計數器
2.4.2 減法計數器
2.4.3 加減可逆計數器
2.5 高速計數器
2.5.1 高速計數器概述
2.5.2 高速計數器使用實例
2.6 數據處理指令
2.6.1 傳送指令
2.6.2 比較指令
2.6.3 數據轉換指令
2.6.4 移位指令和循環移位指令
2.7 數據運算指令
2.7.1 整數運算指令
2.7.2 浮點數算術運算指令
2.7.3 字邏輯運算指令
2.8 控制指令
2.8.1 邏輯控制指令
2.8.2 程序控制指令
2.9 綜合應用實例
第3章 調試方法
3.1 可視化的硬件檢查(利用LED指示燈調試)
3.2 硬件調試方法
3.2.1 下載組態的調試
3.2.2 建立在線連接
3.2.3 診斷符號
3.2.4 利用“模塊信息”工具調試
3.2.5 離線/在線程序塊的比較
3.2.6 硬件組態窗口中信號的檢測與修改
3.3 軟件調試方法
3.3.1 利用程序狀態調試
3.3.2 利用變量表調試
3.3.3 利用“診斷緩沖區”調試
3.3.4 參考數據
3.3.5 結構化程序的調試
3.4 S7-PLCSIM的應用
3.4.1 S7-PLCSIM介紹
3.4.2 S7-PLCSIM的使用方法
3.4.3 仿真PLC與真實PLC的區別
第4章 順序功能圖
4.1 順序功能圖的繪制原則
4.1.1 順序功能圖基本概念
4.1.2 順序功能圖繪制要點
4.1.3 順序功能圖的基本結構
4.1.4 順序功能圖的轉換規則
4.2 順序功能圖的梯形圖實現
4.2.1 控制程序和輸出程序的具體實現
4.2.2 單序列的編程方法
4.2.3 選擇序列的編程方法
4.2.4 并行序列的編程方法
4.2.5 具有多種工作方式系統的順序功能圖的編程方法
4.2.6 S7 GRAPH編程語言
第5章 結構化編程
5.1 STEP 7中程序的基本結構
5.1.1 概述
5.1.2 塊的含義
5.2 功能塊和功能的編程及調用
5.2.1 塊之間調用關系及區別
5.2.2 變量聲明表
5.2.3 功能編程舉例
5.2.4 功能塊編程舉例
5.3 功能和功能塊程序設計實例
第二篇 網絡通信應用
第6章 網絡通信概論
6.1 網絡的基本概念
6.2 網絡的分類
6.2.1 按照拓撲結構分
6.2.2 按照地域分
6.3 通信方式
6.3.1 并行通信與串行通信
6.3.2 單工、半雙工與全雙工通信
6.3.3 串行通信接口標準
6.4 工業網絡通信基礎
第7章 MPI網絡通信
7.1 S7-300與S7-300 PLC之間的MPI通信
7.1.1 MPI網絡的硬件組態
7.1.2 在通信雙方編寫程序(雙邊編程)
7.1.3 在通信一方編寫程序(單邊編程)
7.2 S7-300與S7-200 PLC之間的MPI通信
7.2.1 S7-300側的組態
7.2.2 STEP 7-Micro/WIN中的MPI參數設置
7.2.3 程序編寫
7.2.4 程序運行監控
7.3 項目的下載方式
7.3.1 通過MPI協議下載
7.3.2 通過PROFIBUS協議下載
7.3.3 通過TCP/IP下載
7.3.4 通過PPI下載
第8章 PROFIBUS-DP現場總線通信網絡
8.1 S7-300/400和S7-300/400的PROFIBUS-DP不打包通信
8.1.1 網絡組建
8.1.2 軟件編程
8.2 S7-300/400和S7-300/400的PROFIBUS-DP打包通信
8.2.1 SFC15和SFC14簡介
8.2.2 網絡組建
8.2.3 軟件編程
8.3 S7-200與S7-300/400的PROFIBUS-DP通信
8.3.1 EM277的使用
8.3.2 通信區的設定
8.3.3 網絡組態舉例
8.3.4 軟件編程
8.4 S7-300與ET200S之間的PROFIBUS-DP通信
8.4.1 PROFIBUS-DP遠程I/O網絡組態
8.4.2 軟件編程及運行監控
第9章 工業以太網通信技術
9.1 S7-200之間的客戶機/服務器通信
9.1.1 C/S網絡客戶端配置
9.1.2 C/S網絡服務器端配置
9.1.3 程序編寫
9.2 S7-300與S7-200 PLC之間的IE通信
9.2.1 兩臺CPU222客戶端組態
9.2.2 S7-300的服務器組態
9.2.3 編寫通信程序
9.2.4 項目下載
9.2.5 通信結果監控
9.3 多臺S7-300PLC之間的IE通信
9.3.1 網絡組建
9.3.2 程序編寫
9.3.3 項目下載及運行監控
9.4 S7-300與ET200S的PROFINET遠程I/O通信
9.4.1 PROFINET網絡組建
9.4.2 程序編寫及驗證
第10章 現場總線(MODBUS)通信
10.1 MDBUS通信協議簡介
10.2 MODBUS RTU通信協議
10.3 S7-300/400與S7-200的MODBUS通信
10.3.1 通信方案設計
10.3.2 S7-300的設置
10.3.3 S7-200 PLC的設置
10.3.4 S7-300/400與S7-200的MODBUS通信軟硬件聯調
第三篇 組件的使用
第11章 模擬量輸入/輸出模塊及其應用
11.1 概述
11.1.1 模擬量模塊工程應用
11.1.2 模擬量模塊數值表示
11.1.3 模擬量模塊調試使用概述
11.2 S7-300的模擬量控制指令及編程
11.2.1 模塊簡介
11.2.2 SM331模塊的使用
11.2.3 SM334模塊的使用
11.3 基于PID控制的模擬量水位控制系統
11.3.1 PID算法基本原理
11.3.2 PID在系統中的作用
11.3.3 PID控制功能模塊的使用
11.3.4 輸入過程量量程轉換
11.3.5 輸出過程量量程轉換
11.3.6 PID水位控制系統的實現
第12章 變頻器的應用
12.1 變頻器基礎知識
12.2 西門子MM 4系列變頻器概述
12.2.1 概述
12.2.2 MM440變頻器的技術規格及可選件
12.2.3 基本操作
12.2.4 本章示例所用相關設備規格參數說明
12.3 基本操作面板(BOP)控制MM440變頻器示例
12.4 MM440變頻器加PLC實現固定頻率控制示例
12.5 PLC加模擬量模塊控制MM440變頻器示例
12.6 PLC通過PROFIBUS控制多臺變頻器示例
第四篇 人機界面(HMI)及其應用
第13章 WinCC flexible軟件
13.1 WinCC flexible軟件介紹
13.1.1 概述
13.1.2 與SIMATIC ProTool組態軟件的比較
13.1.3 WinCC flexible的組成部分
13.2 WinCC flexible軟件的編程環境
13.3 WinCC flexible軟件使用基礎
13.4 報警
13.4.1 報警的基本概念和功能
13.4.2 報警的分類
13.4.3 顯示報警
13.4.4 報警視圖的組態
13.4.5 組態報警
13.4.6 在運行系統中測試
13.4.7 小結
13.5 數據記錄與趨勢視圖
13.5.1 數據記錄的基本概念
13.5.2 數據記錄的組態
13.5.3 趨勢視圖的組態
13.5.4 在運行系統中的測試
13.5.5 小結
13.6 運行腳本
13.6.1 功能概述
13.6.2 編輯腳本的工具
13.6.3 組態腳本
13.6.4 調試腳本
13.6.5 在運行系統中測試
13.6.6 小結
13.7 用戶管理
13.7.1 用戶管理的原理
13.7.2 訪問對象的流程
13.7.3 用戶管理的基本組態
13.7.4 用戶視圖
13.7.5 實例：組態具有訪問保護的命令按鈕和I/O域
13.7.6 在運行系統中測試
13.7.7 小結
第14章 觸摸屏的應用
14.1 工程實例1(應用TP170A觸摸屏)
14.1.1 實例要求
14.1.2 系統硬件
14.1.3 建立變量
14.1.4 在WinCC flexible中組態項目
14.1.5 離線測試項目
14.1.6 在線下載項目(傳送)
14.1.7 PLC組態及程序
14.2 工程實例2(應用TP270觸摸屏)
14.2.1 實例要求
14.2.2 系統硬件
14.2.3 建立變量
14.2.4 觸摸屏的畫面設計
14.2.5 PLC硬件組態
14.2.6 PLC程序設計
參考文獻
書摘/試閱
4.2.5 具有多種工作方式系統的順序功能圖的編程方法
系統的運行方式一般有手動、半自動、自動幾種方式。在自動工作方式中又包含連續、單周期、單步、自動返回初始狀態幾種形式。這些方式均是為了滿足生產的需要。而停止方式中，還包括緊急停運（緊急停車）方式，這在系統運行中十分重要。
1.自動返回初始模式
在開始進入單周期、連續和單步工作方式之前，系統必須處于初始位置。這是安全運行的前提條件。
2.自動模式
在自動模式下，程序則自動循環執行。自動模式下有單周期、單步和連續3種工作方式。這3種方式可用“連續”標志和“轉換允許”標志來區分，這些標志以常開接點的方式串聯在程序中。其中“連續”標志區分單周期方式和連續工作方式；“轉換允許”標志區分單步運行方式和連續自動運行方式。這3種運行方式的編程在同一個順序功能圖中實現。
（1）“轉換允許”標志的實現。
“轉換允許”標志可以用存儲位來表示。它主要是為了區分單步運行和連續運行兩種工作模式。“轉換允許”常開接點接在控制程序的每一步中，相當于每一步多加了一個附加的轉換條件。
在連續運行模式下，“轉換允許”標志在啟動按鈕按下之後，始終為高電平，直至停止按鈕按下為止。
而在單步運行模式下，“轉換允許”標志必須為脈沖信號，在啟動按鈕（點動按鈕）按下的一個PLC掃描周期，“轉換允許”為高電平，等啟動按鈕再次按下，則又有一個周期的高電平產生。這樣通過不斷按動啟動按鈕，各個步之間就可以單步運行了。圖4-24所示為轉換允許標志的實現梯形圖。
系統的運行方式一般有手動、半自動、自動幾種方式。在自動工作方式中又包含連續、單周期、單步、自動返回初始狀態幾種形式。這些方式均是為了滿足生產的需要。而停止方式中，還包括緊急停運（緊急停車）方式，這在系統運行中十分重要。
1.自動返回初始模式
在開始進入單周期、連續和單步工作方式之前，系統必須處于初始位置。這是安全運行的前提條件。
2.自動模式
在自動模式下，程序則自動循環執行。自動模式下有單周期、單步和連續3種工作方式。這3種方式可用“連續”標志和“轉換允許”標志來區分，這些標志以常開接點的方式串聯在程序中。其中“連續”標志區分單周期方式和連續工作方式；“轉換允許”標志區分單步運行方式和連續自動運行方式。這3種運行方式的編程在同一個順序功能圖中實現。
（1）“轉換允許”標志的實現。
“轉換允許”標志可以用存儲位來表示。它主要是為了區分單步運行和連續運行兩種工作模式。“轉換允許”常開接點接在控制程序的每一步中，相當于每一步多加了一個附加的轉換條件。
在連續運行模式下，“轉換允許”標志在啟動按鈕按下之後，始終為高電平，直至停止按鈕按下為止。
而在單步運行模式下，“轉換允許”標志必須為脈沖信號，在啟動按鈕（點動按鈕）按下的一個PLC掃描周期，“轉換允許”為高電平，等啟動按鈕再次按下，則又有一個周期的高電平產生。這樣通過不斷按動啟動按鈕，各個步之間就可以單步運行了。圖4-24所示為轉換允許標志的實現梯形圖。
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