本书基于西门子CPU 314C-2 PN/DP进行编写，全书共10讲，分别为可编程逻辑控制器概述、S7-300系列PLC概述、STEP7 V11操作基础、SIMATIC HMI、PLC基本指令、PLC扩展指令、PLC程序结构、工艺自动控制、S7-300系列PLC以太网通信和综合应用实例。书中各讲以"内容讲解→应用实例"为主要表述方式，通过适量的典型实例操作和重点知识相结合的方法，对S7-300系列PLC的使用进行讲解，力求紧扣操作，语言简洁，避免冗长的解释说明，使读者能够快速了解S7-300系列PLC的原理和应用。另一方面，在实例的介绍过程中，本书采用西门子TIA Portal编程软件--STEP7 Professional V11，该软件不仅可以对PLC硬件进行仿真，还可以对HMI触摸屏仿真，力求使读者在充分了解S7-300系列PLC结构原理的基础上使用LAD编程语言，降低项目开发的复杂程度，缩短开发周期。

　　本书语言简练，功能使用全面且层次递进，同时配有全程操作动画，包括相关仿真软件的使用以及项目调试，读者可以通过观看动画来学习。

　　本书可作为西门子PLC初学者入门和提高的学习宝典，也可作为各大中专院校、培训机构的专业教材，还可作为PLC工业控制领域专业人员的实用参考书。

前    言

　　随着工业自动化控制技术的发展，PLC的使用深入石油化工、机械制造、汽车装配制造等各个领域。目前市场上的PLC产品多种多样，其中，西门子S7-300系列PLC凭借着自身的使用方便、设计灵活以及可靠性高等特点，在PLC领域占据重要地位。西门子公司生产的S7-300系列PLC具有开关量控制、模拟量控制、闭环控制、运动控制以及通信联网等功能，在工业自动化领域被广泛使用，是工程技术人员进行工业自动化控制较好的选择。本书以西门子CPU 314C-2 PN/DP和STEP7 Professional V11为模板，通过丰富的实例、全视频讲解等方式对S7-300系列PLC进行全方位教学。

本书特色

　　本书以"内容讲解→应用实例"为主要表述方式，通过适量的典型实例操作和重点知识相结合的方法，对S7-300系列PLC的使用进行讲解，在讲解中力求紧扣操作，语言简洁，避免冗长的解释说明，使读者能够快速了解S7-300系列PLC的原理和应用。

　　在实例的介绍过程中，本书采用西门子TIA Portal编程软件--STEP7 Professional V11，该软件不仅可以对PLC硬件进行仿真，还可以对HMI触摸屏仿真，力求使读者在充分了解S7-300系列PLC结构原理的基础上使用LAD编程语言，减少项目开发的复杂程度，缩短开发周期。

　　本书提供了全部实例的操作录像，读者可以按照书中列出的视频路径，从光盘中打开相应的视频直接进行学习。视频中还包含语音讲解，可以用Windows Media Player等常用播放器观看，如果无法播放，可安装光盘中的tscc.exe插件。

本书内容

　　本书共10讲，讲解中有大量操作截图，形象直观，便于读者理解和学习，另附有光盘，包含本书的教学视频及实例讲解的工程项目文件，方便读者自学。

　　第1讲为可编程逻辑控制器概述。通过本讲的学习，读者可以了解PLC的基础知识、基本结构、工作原理、性能指标和编程语言。

　　第2讲为S7-300系列PLC概述。主要讲解S7-300系列PLC、S7-300系列PLC模块和I/O模块编址。通过本讲的学习，读者对S7-300系列PLC会有一个大致了解。

　　第3讲为STEP7 V11操作基础。通过本讲的学习，读者可以理解和使用西门子PLC的编程环境--STEP7 V11中的LAD编程相关功能。

　　第4讲为SIMATIC HMI。通过本讲的学习，读者可以理解和使用西门子PLC的编程环境--STEP7 V11的HMI编程相关功能。

　　第5～9讲依次讲解了PLC基本指令、PLC扩展指令、PLC程序结构、工艺自动控制和S7-300系列PLC以太网通信，通过这几讲的学习，读者将会对S7-300系列PLC主要功能模块有较好的理解，掌握S7-300系列PLC的常用功能。

　　第10讲为综合应用实例，主要讲解了自动售货机和十字路口交通灯控制两个设计实例， 以及如何使用HMI触摸屏对这两个实例进行显示和控制。

本书读者对象

　　本书具有操作性强、指导性强、语言简练等特点，可作为S7-300系列PLC初学者入门和提高的学习宝典，也可作为各大中专院校、培训机构的专业教材，还可作为PLC工业控制领域专业人员的实用参考书。

学习建议

　　建议读者按照图书编排的先后次序学习S7-300系列PLC，从第3讲开始，读者可以先浏览"应用实例"，打开该实例的光盘视频仔细观看，然后根据实例的操作步骤在STEP7 Professional V11中进行操作。如果遇到操作困难的地方，可以阅读书本的相关内容，然后再动手进行    操作。

　　本书由杨依领、谢龙汉编写完成，同时参与本书编写的还有腾龙工作室的许璐、谢锋然、娄军强、武敏、林伟、林木议和魏艳光等人。此外，本书在编写过程中引用和参考了国内外许多专家和学者的研究成果，也参考了西门子公司的技术文档和手册，在此一并致谢。

　　感谢您选用本书进行学习，由于编者水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请您将本书的意见和建议告诉我们，电子邮箱地址为tenlongbook@163.com。

　　

　　

　　编  者

　　

　　

　　

　　

　　

　　

II

　　

　　V

　　

　　

     

　　

　　

　　

目    录

第1讲  可编程逻辑控制器概述 1

1.1  PLC的基础知识 1

1.1.1  PLC的产生与发展 1

1.1.2  PLC的定义 2

1.1.3  PLC的分类和应用领域 2

1.2  PLC的基本结构 3

1.3  PLC的工作原理 4

1.4  PLC的性能指标 5

1.5  PLC的编程语言 6

第2讲  S7-300系列PLC概述 9

2.1  S7-300系列PLC 9

2.2  S7-300系列PLC模块 10

2.2.1  电源模块 11

2.2.2  中央处理单元（CPU）模块 11

2.2.3  接口模块 12

2.2.4  模拟量模块 13

2.2.5  数字量模块 14

2.2.6  功能模块 14

2.2.7  特殊模块 16

2.2.8  通信模块 16

2.3  I/O模块编址 17

第3讲  STEP7 V11操作基础 18

3.1  STEP7 V11简介 18

3.2  STEP7 V11软件界面及功能 19

3.2.1  启动与退出 19

3.2.2  项目视图和Portal视图 19

3.2.3  新建项目 20

3.2.4  组态设备 22

3.2.5  项目树 24

3.2.6  PLC编程 26

3.2.7  编译下载 32

3.2.8  在线调试 37

3.2.9  帮助系统 39

3.3  S7-PLCSIM仿真 40

3.4  入门实例--电机顺序启动 44

3.4.1  实例说明 44

3.4.2  PLC电气接线 45

3.4.3  设备组态 45

3.4.4  PLC编程 46

3.4.5  编译下载 47

3.4.6  在线调试 48

3.4.7  PLCSIM仿真 49

第4讲  SIMATIC HMI 51

4.1  设备组态 51

4.2  运行系统设置 56

4.3  画面 58

4.3.1  基本对象 59

4.3.2  元素 59

4.3.3  控件 63

4.3.4  图形 65

4.4  HMI变量 66

4.5  HMI报警 67

4.6  配方 70

4.7  用户管理 72

4.8  编译下载 74

4.9  仿真 78

4.10  应用实例--红绿灯 79

4.10.1  实例说明 79

4.10.2  PLC电气接线 79

4.10.3  设备组态 80

4.10.4  PLC编程 80

4.10.5  PLC编译下载 82

4.10.6  HMI编程 82

4.10.7  HMI编译下载 87

4.10.8  测试分析 87

第5讲  PLC基本指令 88

5.1  常规指令 88

5.2  位逻辑运算指令 90

5.3  定时器操作指令 94

5.4  计数器操作指令 103

5.5  比较器操作指令 108

5.6  数学函数指令 110

5.7  移动操作指令 120

5.8  转换操作指令 122

5.9  程序控制操作指令 126

5.10  字逻辑运算指令 130

5.11  移位和循环移位指令 133

5.12  应用实例--电机控制 136

5.12.1  实例说明 136

5.12.2  PLC编程 136

5.12.3  测试分析 138

5.13  应用实例--广告灯 139

5.13.1  实例说明 139

5.13.2  PLC编程 139

5.13.3  HMI编程 141

5.13.4  测试分析 142

5.14  应用实例--喷泉 143

5.14.1  实例说明 143

5.14.2  PLC编程 143

5.14.3  HMI编程 146

5.14.4  测试分析 147

5.15  应用实例--函数 148

5.15.1  实例说明 148

5.15.2  PLC编程 148

5.15.3  HMI编程 149

5.15.4  测试分析 149

第6讲  PLC扩展指令 151

6.1  日期和时间 151

6.1.1  基本功能 152

6.1.2  时钟功能 152

6.1.3  本地时间 153

6.2  字符串和字符 155

6.2.1  常用指令 155

6.2.2  更多指令 155

6.3  中断 156

6.3.1  时间中断 157

6.3.2  延时中断 157

6.3.3  同步事件 158

6.3.4  异步错误事件 158

6.4  应用实例--路灯的自动控制 159

6.4.1  实例说明 159

6.4.2  PLC电气接线 159

6.4.3  PLC编程 160

6.4.4  测试分析 162

6.5  应用实例--循环中断控制 162

6.5.1  实例说明 162

6.5.2  PLC编程 163

6.5.3  测试分析 164

6.6  应用实例--单灯闪烁 164

6.6.1  实例说明 164

6.6.2  PLC编程 165

6.6.3  HMI编程 165

6.6.4  测试分析 166

6.7  应用实例--延时中断 167

6.7.1  实例说明 167

6.7.2  PLC编程 167

6.7.3  测试分析 168

第7讲  PLC程序结构 169

7.1  组织块OB 169

7.2  函数块FB和函数FC 171

7.3  数据块DB 172

7.4  梯形图设计方法 174

7.4.1  梯形图经验设计法 174

7.4.2  继电器电路移植法 174

7.4.3  顺序功能设计法 174

7.5  顺序功能图语言S7-GRAPH 175

7.6  应用实例--顺序功能设计1 177

7.6.1  实例说明 177

7.6.2  PLC编程 177

7.6.3  测试分析 181

7.7  应用实例--顺序功能设计2 182

7.7.1  实例说明 182

7.7.2  PLC编程 183

7.7.3  测试分析 186

7.8  应用实例--函数FC 187

7.8.1  实例说明 187

7.8.2  PLC编程 187

7.8.3  测试分析 190

7.9  应用实例--函数块FB 191

7.9.1  实例说明 191

7.9.2  PLC编程 191

7.9.3  测试分析 194

第8讲  工艺自动控制 195

8.1  PID控制器 195

8.1.1  PID控制器简介 195

8.1.2  PID控制指令 196

8.1.3  PID指令编程 203

8.2  高速计数模块 204

8.2.1  FM350高速计数模块 204

8.2.2  FM350高速计数指令 205

8.2.3  FM350高速计数指令编程 207

8.3  应用实例--PID温度控制 214

8.3.1  实例说明 214

8.3.2  设备组态 214

8.3.3  PLC编程 215

8.4  应用实例--PID压力控制 217

8.4.1  实例说明 217

8.4.2  设备组态 217

8.4.3  PLC编程 217

第9讲  S7-300系列PLC以太网通信 220

9.1  以太网通信概述 220

9.2  以太网通信指令 221

9.3  以太网通信编程 222

9.4  应用实例--ISO on TCP通信 224

9.4.1  实例说明 224

9.4.2  设备组态 224

9.4.3  PLC1200编程 225

9.4.4  PLC300编程 228

9.4.5  测试分析 230

9.5  应用实例--TCP通信 231

9.5.1  实例说明 231

9.5.2  设备组态 232

9.5.3  PLC1200编程 233

9.5.4  PLC300编程 236

9.5.5  测试分析 238

第10讲  综合应用实例 240

10.1  自动售货机 240

10.1.1  实例说明 240

10.1.2  PLC电气接线 240

10.1.3  PLC编程 241

10.1.4  HMI编程 250

10.1.5  测试分析 251

10.2  十字路口交通灯控制 252

10.2.1  实例说明 252

10.2.2  PLC电气接线 253

10.2.3  PLC编程 253

10.2.4  HMI编程 261

10.2.5  测试分析 263

参考文献 264

　　

　　

　　

IV

　　

V

　　

     （钟志芳）