本书以西门子公司S7-300系列PLC作为样机。作者总结了多年从事工科教育教学的经验，整理了有关的教学资料，并根据教学要求及人们学习的习惯和特点，以培养和提高读者的PLC应用能力为目标。书中采用循序渐进的方法，在重要的知识点都配合了相应的例题，图文并茂，深入浅出地讲解了可编程控制器的工作原理、硬件的结构、软件的组成、指令系统、通信与网络等，以及S7-300/400的编程软件STEP 7的使用方法，并且介绍了S7-300系列PLC的最新的产品。每章还配有适当的习题与思考题帮助读者加深理解相关内容。使读者学有所得，有成就感，不断提升学习的兴趣。可编程控制器是一门实用性极强的专业技术课程，PLC控制系统的应用的主要内容就是如何利用PLC来控制电机和其他执行电器的动作，因此，书后还设有实验与实训的有关内容和训练项目。采用这些实验与实训的训练项目对读者进行分析问题和解决问题的能力的培养，提高PLC的应用能力。

本书采用循序渐进的方法，深入浅出地介绍了可编程控制器的工作原理、硬件结构、软件组成、指令系统、通信与网络，以及S7-300/400的编程软件STEP 7的使用方法。为增强学习效果，每章还配有适当的习题与思考题帮助读者加深理解相关内容，书后还设有实验与实训的环节的有关内容和训练项目。

本书内容注重理论与实际相结合，系统性和实用性较强，可作为自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电力系统自动化技术、生产过程自动化、机械设计制造及其自动化、数控技术、自动化生产设备、机械制造与自动化等专业及相关专业的教材，也可作为相关控制技术领域的技术人员的培训教材和参考用书。

第1章 概述1

 1.1 可编程序控制器概述1

1.1.1 可编程序控制器的诞生与发展1

1.1.2 可编程序控制器的发展2

 1.2 可编程序控制器的定义及特点3

1.2.1 可编程序控制器的定义3

1.2.2 可编程序控制器的特点4

 1.3 可编程序控制器的分类和功能5

1.3.1 可编程序控制器的分类5

1.3.2 可编程序控制器的功能8

 1.4 可编程序控制器的技术指标和应用9

1.4.1 可编程序控制器的技术指标9

1.4.2 可编程序控制器的应用10

 思考与练习题11

第2章 继电器、接触器控制系统12

 2.1 常用低压电器12

2.1.1 接触器12

2.1.2 继电器15

2.1.3 常用的开关电器20

2.1.4 熔断器22

2.1.5 主令电器24

2.1.6 常用低压电器故障的排除27

 2.2 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则29

2.2.1 常用电气设备图形符号及文字符号30

2.2.2 电气原理图30

2.2.3 电气元件布置图32

2.2.4 电气安装接线图32

 2.3 三相异步电动机电气控制线路33

2.3.1 三相异步电动机的基本控制电路34

2.3.2 三相异步电动机的启动控制电路39

2.3.3 异步电动机的制动控制电路41

 思考与练习题43

第3章 PLC控制系统45

 3.1 控制系统概述45

 3.2 PLC控制系统的分类45

 3.3 PLC控制系统的硬件系统46

3.3.1 可编程控制器46

3.3.2 输入/输出设备47

3.3.3 外部设备47

3.3.4 扩展模块48

 3.4 PLC控制系统的软件系统49

3.4.1 系统程序49

3.4.2 用户程序49

 3.5 可编程序控制器(主机)的工作原理50

3.5.1 可编程控制器的基本概念50

3.5.2 可编程控制器的工作过程51

3.5.3 可编程序控制器PLC控制系统的工作原理53

3.5.4 PLC控制系统的中断处理55

 3.6 可编程序控制器的编程语言56

3.6.1 梯形图56

3.6.2 指令表59

3.6.3 功能块图59

3.6.4 顺序功能流程图60

 3.7 可编程序控制器的程序60

3.7.1 逻辑块60

3.7.2 数据块62

3.7.3 参数块62

 3.8 可编程序控制器的程序结构63

3.8.1 线性化程序63

3.8.2 结构化程序63

 3.9 PLC控制系统设计63

 思考与练习题65

第4章 SIMATIC S7-300系列PLC66

 4.1 概述66

 4.2 SIMATIC S7-300系列PLC的基本构成67

4.2.1 SIMATIC S7-300 PLC的主要功能67

4.2.2 SIMATIC S7-300 PLC的基本构成68

4.2.3 S7-300 PLC的硬件配置69

4.2.4 S7-300 PLC模块的地址71

4.2.5 S7-300 PLC的存储器75

 4.3 S7-300 系列PLC模块77

4.3.1 电源模块77

4.3.2 CPU模块80

4.3.3 接口模块89

4.3.4 数字量模块(DI/DO) 90

4.3.5 模拟量模块(AI/AO) 97

4.3.6 功能模块108

4.3.7 通信模块110

4.3.8 特殊模块及其他111

 4.4 S7-300模块的电流耗量和功率损耗113

 思考与练习题115

第5章 基本指令系统及编程117

 5.1 指令结构117

5.1.1 指令117

5.1.2 操作数的存储118

5.1.3 状态字结构及其含义119

 5.2 位逻辑指令121

5.2.1 位逻辑运算指令121

5.2.2 位操作指令125

5.2.3 位测试指令131

5.2.4 位逻辑指令编程举例134

5.2.5 触点的串并联组合139

 5.3 寻址方式141

5.3.1 立即寻址141

5.3.2 直接寻址141

5.3.3 存储器间接寻址142

5.3.4 寄存器间接寻址143

 5.4 定时器144

5.4.1 定时器概述144

5.4.2 定时器的种类和定时特点146

5.4.3 定时器启动指令147

5.4.4 定时器指令的使用149

5.4.5 定时器编程举例153

 5.5 计数器155

5.5.1 计数器概述155

5.5.2 计数器种类和计数特点156

5.5.3 计数器指令156

5.5.4 计数器指令的使用157

5.5.5 计数器编程举例160

 5.6 数据处理指令161

5.6.1 装入和传送指令161

5.6.2 方块传送指令163

5.6.3 比较指令164

5.6.4 移位和循环移位指令168

 5.7 转换指令176

5.7.1 BCD与整数间的转换176

5.7.2 整数转换为长整数178

5.7.3 实数和长整数间的转换179

5.7.4 数的取反和求补182

5.7.5 累加器和地址寄存器操作指令184

 5.8 数据运算指令187

5.8.1 加、减、乘、除算术运算指令187

5.8.2 实数算术运算191

5.8.3 字逻辑运算指令193

 5.9 控制指令195

5.9.1 逻辑控制指令195

5.9.2 程序控制指令200

5.9.3 主控继电器指令202

 思考与练习题203

第6章 PLC控制系统设计及应用举例207

 6.1 PLC控制系统设计概述207

6.1.1 PLC控制系统设计原则207

6.1.2 系统设计和调试的主要步骤208

6.1.3 控制系统设计的内容208

 6.2 PLC的处理速度应满足实时控制的要求216

 6.3 PLC应用系统设计实例216

6.3.1 十字路口交通信号灯PLC控制系统设计216

6.3.2 PLC控制起重机动作机构设计220

 思考与练习题228

第7章 实验与实训231

 7.1 S7-300PLC编程软件STEP 7231

7.1.1 安装STEP 7232

7.1.2 SIMATIC Manager(管理器)窗口233

7.1.3 启动和退出SIMATIC Manager234

7.1.4 建立项目234

7.1.5 设置参数240

7.1.6 硬件组态的保存、下载和上传242

7.1.7 编辑程序244

7.1.8 保存、下载程序249

7.1.9 测试程序250

7.1.10 编辑器的设置255

7.1.11 结构化编程258

7.1.12 中断组织块260

 7.2 实验项目263

7.2.1 STEP 7的使用环境及S7-300的组态263

7.2.2 简单位逻辑控制264

7.2.3 定时器指令265

7.2.4 计数器指令266

7.2.5 数据运算指令267

7.2.6 数据处理指令268

7.2.7 结构化程序设计269

 7.3 实训项目270

7.3.1 双门通道控制270

7.3.2 化学反应器的PLC控制271

7.3.3 传送带控制272

7.3.4 装卸料小车多方式运行的PLC控制273

7.3.5 水泵控制274

7.3.6 水箱水位控制274

7.3.7 自动药片装瓶机控制275

7.3.8 全自动洗衣机的PLC控制276

7.3.9 某电动单梁起重机质量检测系统的PLC控制277

7.3.10 三层电梯的PLC控制278

参考文献280