本书以我国目前应用*广和市场占有率*高的SIMATIC S7-300/400为样机,从实际应用的角度出发,结合工程实践,全面介绍了可编程控制器的相关知识及应用。本书首先介绍了可编程控制器的概况、S7-300/400 PLC的硬件配置、指令系统、程序结构以及通信网络等基础知识;通过实例详细介绍S7-300/400 PLC的编程环境STEP 7以及仿真软件S7-PLCSIM的功能及应用;然后结合实例介绍PLC系统的设计与调试方法、手段,并以S7-300/400在可逆冷轧机控制系统中的应用为例,介绍PLC的工程应用以及工程设计中的经验技巧;本书*后通过实验指导书的形式,介绍可编程控制器的基础实验、简单设计性实验和具体应用设计实验等,以提高学生的实际动手能力。
本书既可用作高等院校计算机科学与技术、工业自动化、电气技术、机电一体化、电子信息等相关专业的教学用书,也可作为PLC初学者和工程技术人员的技术参考书。

第1章 绪论
本章介绍可编程控制器的基础知识,主要包括可编程控制器的组成、工作原理、功能特点及其分类和应用。通过本章的学习,读者应了解什么是可编程控制器、可编程控制器的构成和工作方式、可编程控制器在工业应用中的主要优势等。
1.1 可编程控制器的产生及发展
可编程控制器是基于微型计算机技术的通用工业自动控制设备,在其早期主要应用于开关量的逻辑控制。l987年国际电工技术委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)颁布的PLC标准草案对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的
机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
在可编程控制器问世以前,工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。这种由继电器构成的控制系统存在明显的缺点,尤其是对生产工艺多变的系统适应性较差。1968年,美国通用汽车公司(GM)根据市场形势与生产发展的需要,为了完成“多品种、小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略,提出了研制新型逻辑顺序控制装置来取代继电器控制装置。第2年,美国数字设备公司(DEC)就研制出了**台PLC,将其应用于美国通用汽车自动装配生产线上,并取得了极大的成功。此后随着计算机技术、半导体集成技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的不断进步,PLC也迅速发展起来。
PLC初创阶段的代表产品有MODICON公司的084、AB公司的PDQIl、DEC的PDP.14和日立公司的SCY.022等。该时期PLC产品的主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、逻辑运算、定时和计数等。它的CPU由中小规模的数字集成电路组成,在I/O接口电路上做了改进以适应工业控制现场的要求,它的控制功能比较简单。在软件编程上,采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式——梯形图。
……

第1章 绪论
1.1 可编程控制器的产生及发展
1.2 可编程控制器的基本结构及工作原理
1.3 可编程控制器的功能特点及分类
1.4 可编程控制器的应用
小结
习题
第2章 PLC的硬件结构
2.1 PLC硬件系统的基本结构
2.2 PLC的CPU模块
2.3 PLC的I/O模块
2.4 PLC的分布式I/O
2.5 内部资源模块
小结
习题
第3章 指令系统
3.1 指令系统基础知识
3.2 S7-300/400 PLC的指令系统
小结
习题
第4章 S7-300/400的编程环境
4.1 STEP 7概述
4.2 STEP 7的编程流程
4.3 STEP 7的程序结构
4.4 模拟软件S7-PLCSIM简介
小结
习题
第5章 PLC系统的设计及调试
5.1 PLC系统的设计方法
5.2 PLC系统的硬件设计
5.3 PLC应用系统的软件设计
5.4 PLC系统的调试
5.5 PLC系统设计实例
小结
习题
第6章 PLC通信网络
6.1 PLC控制网络和通信功能
6.2 S7-300/400 PLC的通信网络
6.3 工业以太网
6.4 MPI网络
6.5 AS-I网络
6.6 PROFIBUS通信网络
6.7 点对点通信
小结
习题
第7章 PLC系统的工程应用
7.1 概述
7.2 PLC系统的工程应用实例
7.3 PLC工程应用的经验总结
小结
习题
第8章 PLC实验
8.1 熟悉PLC硬件及STEP 7软件环境实验
8.2 简单设计性实验
8.3 交通信号灯控制实验
8.4 三层楼电梯控制实验
8.5 水塔水位自动控制实验
8.6 两种液体自动混合实验
8.7 舞台灯光的模拟实验
小结
附录
附录A 所有语句表指令
附录B 组织块、系统功能与系统功能块
附录C 常用缩写词
附录D 部分习题提示及参考答案
参考文献

以西门子SIMATICS7-300/400为样机,从实际应用出发介绍PLC相关知识技巧,结合各类实验,培养学生实际动手能力。
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)简称为可编程控制器,是以微处理器技术、电子技术、网络通信技术和先进可靠的工业手段为基础,综合了计算机技术、网络通信技术和自动控制技术的一种新型通用自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程以及适于在工业环境下应用等一系列优点,在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛,已成为现代工业控制的四大支柱(可编程控制器技术、机器人技术、CAD/CAM技术和数控技术)之一。
目前常用的可编程控制器中,西门子公司的S7—300/400 PLC以其编程软件STEP 7和通信网络的功能强大获得业界人士的普遍认可。S7—300/400在大中型PLC中实际应用*广,市场占有率*高。