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本书以我国目前应用最广和市场占有率最高的SIMATIC S7-300系列PLC为样机，从工程应用的角度出发，突出应用性和实践性，从以下方面介绍PLC的工作原理和S7-300系列PLC的应用：（1）PLC的组成及工作原理；（2）S7-300系列PLC的硬件系统、组态和指令系统，标准STEP 7编程软件的使用；（3）S7-300系列PLC的数据结构及中断处理，采用结构化编程的工程实例；（4）S7-300系列PLC的PROFIBUS-DP通信及MPI通信；（5）SIEMENS公司的模拟软件SIMATIC S7 PLCSIM的功能及应用；（6）PLC的课程设计指导。

第1章  可编程控制器概述    
  1.1  可编程控制器的产生、定义和分类   
   1.1.1  可编程控制器的产生     
   1.1.2  可编程控制器的定义  
   1.1.3  可编程控制器的分类     
  1.2  可编程控制器的特点及主要功能     
   1.2.1  可编程控制器的一般特点     
   1.2.2  可编程控制器与继电器逻辑控制系统的比较  
   1.2.3  可编程控制器与其他工业控制器的比较  
   1.2.4  可编程控制器的主要功能   
  1.3  可编程控制器的应用及发展趋势  
   1.3.1  可编程控制器的应用现状   
   1.3.2  可编程控制器的发展趋势   
  小结    
  习题1     
第2章  可编程控制器的组成和工作原理      
  2.1  可编程控制器的结构和硬件组成    
   2.1.1  可编程控制器的基本结构    
   2.1.2  可编程控制器各个组成部分的功能    
  2.2  可编程控制器的软件及编程语言   
   2.2.1  系统软件  
   2.2.2  应用软件     
  2.3  可编程控制器的基本工作原理  
   2.3.1  PLC控制系统的等效工作电路    
   2.3.2  可编程控制器的工作过程     
   2.3.3  PLC对输入/输出的处理规则  
   2.3.4  PLC的扫描周期及滞后响应  
  小结   
习题2     
第3章  S7-300系列PLC的配置及组态    
  3.1  S7-300的系统组成简介    
   3.1.1  S7-300的结构特点   
   3.1.2  CPU模板     
   3.1.3  信号模板（SM）     
   3.1.4  功能（FM）模板  
   3.1.5  接口（IM）模板     
   3.1.6  电源（PS）模板PS307   
   3.1.7  通信处理器（CP）模板  
   3.1.8  Ex输入／输出模板   
   3.1.9  测试模板  
   3.1.10  编程设备PG／PC  
   3.1.11  人机操作界面HM1     
  3.2  S7-300的硬件组态     
   3.2.1  S7-300的编程元件  
   3.2.2  S7-300的I／O地址组态    
   3.2.3  S7-300的地址编写方法     
   3.2.4  S7-300的机架组态    
  3.3  S7-300的编程软件STEP 7  
   3.3.1  STEP 7的组成及功能     
   3.3.2  STEP 7的程序类型     
   3.3.3  STEP 7的程序结构     
   小结  
  习题3  
第4章  S7-300的指令系统及编程       
  4.1  STEP 7的数据类型和指令结构   
   4.1.1  STEP 7的数据类型   
   4.1.2  STEP 7的指令结构
  4.2  S7-300系列PLC的寻址方式  
  4.3  位逻辑指令  
   4.3.1  位逻辑运算指令
   4.3.2  位逻辑运算指令应用举例    
   4.3.3  定时器指令       
   4.3.4  定时器编程举例       
   4.3.5  时钟存储器      
   4.3.6  计数器指令     
   4.3.7  计数器编程举例   
 4.4  数据传送与转换指令  
   4.4.1  数据装入与传送指令     
   4.4.2  转换指令    
 4.5  运算指令     
   4.5.1  算术运算指令    
   4.5.2  字逻辑运算指令    
   4.5.3  比较指令    
  4.6  移位指令     
  4.7  累加器操作和地址寄存器操作指令 
  4.8  控制指令    
   4.8.1  逻辑控制指令    
   4.8.2  程序控制指令      
  4.9  S7-300的系统功能模块简介   
  小结  
   习题4    
第5章  S7-300的组织块及中断处理       
  5.1  组织块概述     
   5.1.1  组织块的组成       
   5.1.2  组织块的分类    
   5.2  循环执行的组织块    
  5.3  定期执行的组织块和中断处理  
   5.3.1  日期时间中断组织块（OB10～OB17）和中断处理    
   5.3.2  循环中断组织块（OB30～OB38）    
  5.4  事件驱动的组织块和中断处理  
   5.4.1  延迟中断组织块（OB20～OB23）和中断处理    
   5.4.2  异步故障中断组织块（OB80～OB87）    
   5.4.3  同步故障中断（OB121和OB122）    
  5.5  启动组织块和中断处理 
  5.6  背景组织块     
  小结    
  习题5    
第6章  可编程控制器应用系统的设计      
  6.1  可编程控制器控制系统总体设计     
   6.1.1  可编程控制器控制系统设计的基本原则  
   6.1.2  可编程控制器控制系统设计的主要内容     
   6.1.3  可编程控制器控制系统设计的一般步骤    
   6.1.4  PLC控制系统的系统设计   
   6.1.5  PLC控制系统的可靠性设计     
   6.1.6  系统调试   
   6.1.7  程序存储及归档    
 6.2  STEP 7的结构化程序设计  
   6.2.1  功能块及其组成  
   6.2.2  功能块局部变量声明表   
   6.2.3  形式参数与实际参数  
   6.2.4  局部变量的数据类型    
   6.2.5  功能块的调用过程及内存分配   
   6.2.6  功能块（或功能）的编程及调用举例     
   6.2.7  STEP 7的数据块编程    
   6.2.8  数据块的数据结构   
  6.3  程序设计应用举例  
   6.3.1  十字路口交通信号灯的控制  
   6.3.2  机械手的步进控制    
  6.4  模拟量的检测和控制     
   6.4.1  模拟量的检测     
   6.4.2  模拟量的控制——连续PID控制器SFB41   
  6.5  314C-2DP CPU的高速计数器的编程   
   6.5.1  高速计数器的参数组态     
   6.5.2  高速计数器的接线  
   6.5.3  计数操作模式  
   6.5.4  频率测量操作模式    
   6.5.5  脉冲宽度调制（PWM）操作模式     
  小结     
  习题6     
第7章  SIEMENS PLC工业通信网络简介       
 7.1  通信的基本概念  
   7.1.1  通信的分类  
   7.1.2  通信方式    
   7.1.3  通信网络及其拓扑结构   
   7.1.4  介质访问控制方式   
   7.1.5  串行通信及标准    
  7.2  SIEMENS S7的工业通信网络及分类   
   7.2.1  S7的通信网络    
   7.2.2  S7的通信分类     
   7.3  PROFIBBUS-DP通信举例  
 7.4  MPI通信举例     
  小结  
  习题7     
第8章  STEP 7的应用指导及调试方法   
  8.1  启动SIMATIC管理器并创建一个项目    
  8.2  组态中央机架和网络   
   8.2.1  组态中央机架    
   8.2.2  组成分布式I/O     
  8.3  创建OB1程序及编辑符号表     
   8.3.1  创建OB1程序   
   8.3.2  编辑符号表    
  8.4  对功能块及功能的编程     
   8.4.1  对功能块FB的编程  
   8.4.2  对功能FC的编程     
  8.5  对数据块的编程     
   8.5.1  对共享数据块的编程   
   8.5.2  使用多重背景编程    
  8.6  下装和调试程序     
   8.6.1  建立在线连接    
   8.6.2  下装程序到CPU    
   8.6.3  用程序状态测试程序    
   8.6.4  用变量表测试程序     
   8.6.5  评估诊断缓存区     
 8.7  S7PLC模拟软件S7-PLCSIM简介
   8.7.1  S7-PLCSIM的特性简介   
   8.7.2  S7-PLCSIM与真实PLC的差别   
   8.7.3  S7-PLCSIM的使用方法  
第9章  PLC控制技术课程设计指导       
  9.1  课程设计的目的、要求和主要内容     
   9.1.1  课程设计的目的      
   9.1.2  课程设计的基本要求     
   9.1.3  课程设计任务书      
   9.1.4  课程设计报告的主要内容       
  9.2  课程设计举例  
   9.2.1  课程设计任务书    
   9.2.2  系统配置及输入/输出继电器地址分配       
   9.2.3  系统的I/O接线图     
   9.2.4  系统的流程图    
   9.2.5  用STEP 7编程语言进行软件设计       
 9.3  课程设计选题      
   9.3.1  智力抢答器的PLC控制     
   9.3.2  自动售货机的PLC控制     
   9.3.3  注塑机的PLC控制     
   9.3.4  污水净化处理系统的PLC控制       
   9.3.5  花样喷泉的PLC控制    
   9.3.6  脉冲除尘器的PLC控制      
   9.3.7  病床呼叫器的PLC控制      
   9.3.8  水塔水位的PLC控制     
   9.3.9  包装生产线的PLC控制     
   9.3.10  装/卸料小车多方式运行的PLC控制      
   9.3.11  5层电梯的PLC控制     
   9.3.12  铣床的PLC控制    
   9.3.13  显像管搬运机械手的PLC控制    
   9.3.14  变频调速恒压供水系统中的PLC控制    
参考文献

本书第1版自出版以来，经过5年多的教学实践，无论是从教材的内容体系上，还是教材的编写风格上，都受到了相关院校的师生及读者的认可，这些都是对作者的鼓励。
    随着可编程控制器越来越多的应用，对可编程控制器的理解和认识越来越深入。尤其是近年来，可编程控制器的控制对象已经从单机、单站、单线逐步走向多机、多站、多线，可编程控制器的通信和组网已经日趋走向常态。为了适应这样的情况，很多院校和读者都希望在教材中增加可编程控制器的通信和组网的内容，本次修订就是为了满足这种需要而编写的。
    然而，可编程控制器的通信及网络组态并不是一件很容易的事情，要涉及很多计算机数字通信的知识，还要与具体的机器型号相关。在此次修订中，仍然是以SIEMENS的S7系列PLC为基础，介绍了S7的通信网络。由于受到课时和篇幅的限制，此次修订主要介绍S7的PROFIBUS-DP通信及MPI通信。当然，S7的通信及组网还有其他形式，如果读者想进一步了解，可参阅有关的书籍及资料。
    为帮助读者理解和掌握有关MPI及PROFIBUS-DP网络组态的具体步骤，本书从工程应用的角度出发，以较多的篇幅详细介绍了网络组态的过程，并列举了几个简单的实例，说明可编程控制器通信网络组态的基本思路。
    本书以SIMATIC S7-300系列PLC为样机，从工程应用的角度出发，突出应用性和实践性。本书可作为高等院校自动化、电气技术、机电一体化、计算机应用等相关专业的教材，也可作为电大、职大相近专业的教材，还可作为广大电气工程技术人员的技术参考书。
    本书的编写参考了大量资料的文献，在此谨向相关公司和作者表示衷心的感谢。
    本书提供配套的电子课件，可登录华信教育资源网：www.hxedu.com.cn，注册后免费下载。
    本次修订改正了第1版中的个别错误，由于作者的水平有限，疏漏和错误在所难免，敬请专家、同仁及读者批评指正，不胜感谢！

作 者
2012年6月

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可编程控制器原理及应用（第2版）