本书以当前我国使用较多的西门子S7系列PLC的S7-200和S7-300为对象，主要介绍PLC在硬件配置、软件编程、通信网络组态、系统设计和人机界面设计等方面的实用技术。

本书在硬件、软件和网络设计上都是以实际应用为主要内容，无论是控制设计还是界面设计都尽量以实际工程为背景，尽力把PLC设计的自主权交给读者，强调如何自主设计这些控制系统，包括PLC人机界面的设计。本书会在PLC的普及、应用和提高上起到积极的作用。

本书在内容的安排上由浅入深、层次分明、具体系统，可以作为高等学校自动化、电气工程、机       电类和其他相关专业学员学习的教材，也可以作为相关专业的工程技术人员培训、自学和现场使用的    参考书。

前    言

PLC广泛应用于工业控制，具有稳定、可靠和实时处理能力强的优点。PLC为工业自动化提供了几乎完美的现代化自动控制装置。为了进一步普及、渗入和推广这一先进的自动化控制技术，我们编写了本书。

本书以当前我国使用较多的西门子S7-200和S7-300系列PLC为主要内容，介绍了PLC的配置、编程和设计方面的知识。第1章介绍了PLC基本概念、基础知识和基本原理；第2章介绍了S7-200的硬件组成和硬件配置的基础知识；第3章介绍了S7-200的数据区、寻址方式和指令系统等软件基础知识；第4章介绍了S7-200的通信功能和通信方式等通信基础知识；第5章介绍了S7-200的编程环境及使用方法；第6章介绍了S7-300的硬件基础知识、软件基础知识和网络基础知识；第7章介绍了PLC人机界面的基础知识和设计知识；第8章介绍了PLC控制系统的分析及设计方法。附录为S7-200的指令一览表、S7-200的特殊存储器、S7-200错误代码和STEP 7的组织块、系统功能和系统功能块一览表。

其中，第1章和第2章由吴建华编写，第3章由瘳嘉编写，第4章和附录由李新宇编写，第5章和第7章由殷明明编写，第6章由殷洪义编写，第8章由王虎编写，全书由殷洪义和吴建华主编。

本书系统、全面地介绍了PLC实际应用设计的全过程，由浅入深、由简到繁、循序渐进地给读者展现出一个完美的、实用的PLC应用技术。在介绍PLC的组成原理中，作者比较详细地介绍了S7-200和S7-300系列PLC的各种CPU的性能和指标，以及它们的各种接口模块的性能和指标，这些内容不仅是学习PLC所必需的，而且也是PLC选型和系统配置的重要资料。在系统设计上，不仅研究了开关量控制系统和模拟量控制系统，还研究了系统的人机界面和用VB进行人机界面设计的方法。在控制方法上，不仅研究了单机控制，而且还研究了由工控机与PLC构成的计算机-PLC控制系统和由多台PLC构成的PLC-PLC控制系统。在程序设计上，力求完美、实用。作者最终呈献给读者的将是完整的、系统的PLC知识。

本书不仅适用于初学者了解、掌握PLC的原理和应用知识，也能满足一些对PLC控制和联网有更高要求的读者深入研究的需要。

由于水平所限，加之时间仓促，书中难免有错误和不妥之处，衷心希望得到读者的批评指正。

                                                    作　　者 

                                                    2008年7月

目    录

第1章  PLC概述 1

1.1  PLC的特点 1

1.2  PLC的分类 2

1.3  PLC的组成 4

1.4  PLC的工作原理 6

1.5  PLC的接口模块 8

1.6  PLC的系统配置 12

1.7  PLC的通信网络 16

1.8  PLC的编程环境 18

练习题1 21

第2章  S7-200硬件基础 22

2.1  S7-200的中央处理单元 22

2.2  S7-200的数字量模块 24

2.3  S7-200的模拟量模块 27

2.4  S7-200的通信模块 29

2.5  S7-200的硬件配置 31

练习题2 34

第3章  S7-200软件基础 35

3.1  S7-200的数据区 35

3.2  S7-200的寻址方式 42

3.3  位逻辑指令 45

3.4  计时器和计数器指令 53

3.5  传送和比较指令 61

3.6  运算指令 64

3.7  数据转换指令 74

3.8  程序控制指令 81

3.9  功能指令 92

3.10  堆栈指令 127

练习题3 129

第4章  S7-200通信基础 131

4.1  S7-200的通信功能 131

4.2  S7-200的通信方式 134

4.3  PPI通信与自由口通信基础 141

4.4  S7-200的PPI通信 144

4.5  S7-200的自由口通信 148

练习题4 153

第5章  S7-200编程环境 154

5.1  STEP 7-Micro/WIN 32窗口组件 154

5.2  菜单栏 156

5.3  工具栏 159

5.4  程序编辑器 163

5.5  局部变量表 166

5.6  交叉参考窗口 168

5.7  数据块和数据初始化程序窗口 169

5.8  符号表和全局变量表窗口 170

5.9  状态图表窗口 172

5.10  编程指南 174

练习题5 180

第6章  S7-300的应用基础 181

6.1  S7-300的硬件基础 181

6.1.1  S7-300的中央处理单元 181

6.1.2  S7-300的数字量模块 187

6.1.3  S7-300的模拟量模块 191

6.1.4  S7-300的功能模块 199

6.1.5  S7-300的接口模块 203

6.1.6  S7-300的电源模块 205

6.1.7  S7-300的分布式I/O模块 206

6.1.8  S7-300的配置 208

6.2  S7-300的软件基础 210

6.2.1  S7-300的数据区 210

6.2.2  S7-300的基本指令 215

6.2.3  STEP 7的块 232

6.2.4  STEP 7的程序结构 242

6.2.5  STEP 7编程软件简介 242

6.3  S7-300的网络基础 248

6.3.1  S7-300的通信网络 248

6.3.2  MPI通信技术 249

6.3.3  PROFIBUS通信技术 255

练习题6 263

第7章  PLC界面设计基础 264

7.1  TD 200文本显示和操作界面 264

7.1.1  TD 200概述 264

7.1.2  TD 200的组态基础 267

7.1.3  TD 200的操作 273

7.1.4  TD 200应用举例 279

7.2  高级语言用于人机界面设计 281

7.2.1  人机界面设计的基本要求 281

7.2.2  VB概述 282

7.2.3  VB用于人机界面设计举例 286

练习题7 290

第8章  PLC控制基础及设计 291

8.1  系统设计基础 291

8.1.1  系统设计的原则 291

8.1.2  PLC系统硬件设计 291

8.1.3  S7-200程序设计方法 296

8.2  S7-200用于开关量控制系统设计 299

8.2.1  关于开关量控制系统 299

8.2.2  机械手的顺序控制系统设计 299

8.2.3  十字路口交通指挥灯时序控制系统设计 309

8.2.4  电梯控制系统设计 312

8.3  S7-200用于模拟量控制系统设计 323

8.3.1  关于模拟量控制系统 323

8.3.2  乒乓控制的系统设计 324

8.3.3  PWM控制的系统设计 331

8.3.4  PID控制的系统设计 338

8.4   PLC用于集散控制系统的设计 344

8.4.1  关于集散控制系统 344

8.4.2  微机-PLC网络控制系统的设计 344

8.4.3  PLC-PLC网络控制系统的设计 351

练习题8 366

附录 367

附录A  S7-200指令一览表 367

附录B  S7-200的特殊存储器（SM） 370

附录C  S7-200错误代码 378

附录D  STEP 7组织块、系统功能和系统 功能块一览表 381

参考文献 386