西门子S7-300/400PLC工程应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡健 编

图书标签:

• PLC
• S7-300
• S7-400
• 西门子
• 自动化
• 工业控制
• 编程
• 技术
• 工程
• 第二版
• 可编程逻辑控制器

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512405721

版次：2

商品编码：10836509

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-09-01

用纸：胶版纸

页数：267

字数：442000

正文语种：中文

编辑推荐

　　

　　《西门子S7-300400PLC工程应用（第2版）》以“黄河水利职业技术学院—西门子工业自动化与驱动技术集团先进自动化技术联合示范实验中心”S7—300／400PLC实训设备为测试平台，以工作过程为导向按项目对教材内容进行序化，以基于工作过程的思想对教材内容进行组织与编写，注重过程性知识讲解，适度介绍概念和原理。

内容简介

　　《西门子S7-300/400PLC工程应用（第2版）》以S7—300／400为样机，以SIMATICSTEP7Professional2006SR4软件为平台，从工程应用出发，以典型项目案例为媒介，将PLC的相关知识融入项目之中，力争通过一系列项目的学习与训练，使学员逐步掌握S7-300／400PLC硬件系统配置及硬件调试，STEP7软件的应用及仿真，PLC程序结构、LAD语言程序设计及系统调试，顺序功能图的结构、S7Graph语言编程、顺序功能图的设计及调试，PROFIBIJSDP网络组态及网络调试的方法和技巧，并具备可编程控制器程序设计员（师）所要求的基本能力。
　　《西门子S7-300/400PLC工程应用（第2版）》注重实际，强调应用，是一本工程性较强的应用类教程，可作为高职高专自动化等专业的PLC教学实训一体化教材，也可供从事PLC应用系统设计、调试和维护的工程技术人员自学或作为培训教材使用。

内页插图

目录

项目一　电动机的基本控制
1.1 学习目标
1.2 知识准备
1.2.1 PLC的产生与发展
1.2.2 西门子PLC系列
1.2.3 S7—300／400系列PLC的系统构成
1.2.4 CPU的操作模式
1.2.5 S7—300／400系列PLC的工作过程
1.2.6 S7—300／400系列PLC的模块安装
1.2.7 S7—300数字量信号模块的系统默认地址
1.2.8 STEP 7软件安装
1.2.9 SIMATIC管理器
1.3 项目概述
1.4 任务三相交流异步电动机可逆旋转控制
1.4.1 控制要求
1.4.2 任务分析
1.4.3 任务实施
1.4.4 方案调试
1.5 总结分析
1.5.1 继电接触式控制系统与PLC控制系统的区别
1.5.2 PLC系统的设计步骤
1.5.3 PLC设计项目的下载
1.5.4 仿真PLC与实际PLC的区别
1.6 训练任务

项目二　人行横道的控制
2.1 学习目标
2.2 知识准备
2.2.1 指令基础
2.2.2 触点与线圈
2.2.3 基本逻辑指令
2.2.4 边沿检测指令
2.2.5 定时器指令
2.2.6 CPU的时钟存储器
2.3 项目概述
2.4 任务人行横道控制
2.4.1 控制要求
2.4.2 任务分析
2.4.3 任务实施
2.4.4 方案调试
2.5 总结分析
2.6 训练任务

项目三　烟草薄片生产线的控制
3.1 学习目标
3.2 知识准备
3.2.1 置位与复位指令
3.2.2 RS与SR触发器指令
3.3 项目概述
3.4 任务烟草薄片生产线的控制
3.4.1 控制要求
3.4.2 任务分析
3.4.3 任务实施
3.4.4 方案调试
3.5 总结分析
3.6 训练任务

项目四　多台电动机的单按钮控制
4.1 学习目标
4.2 知识准备
4.2.1 计数器指令
4.2.2 数据传送指令
4.2.3 比较指令
4.2.4 移位指令
4.3 项目概述
4.4 任务多台电动机的单按钮控制
4.4.1 控制要求
4.4.2 任务分析
4.4.3 任务实施
4.5 总结分析
4.6 训练任务
4.6.1 电动机的单按钮启／停控制
4.6.2 信号灯的单按钮控制

项目五　精密滚柱直径筛选系统的控制
5.1 学习目标
5.2 知识准备
5.2.1 模拟量的处理
5.2.2 数据装入和传输指令
5.2.3 转换指令
5.2.4 算术运算指令
5.2.5 字逻辑运算指令
5.3 项目概述
5.4 任务精密滚柱直径筛选系统的控制
5.4.1 控制要求
5.4.2 任务分析
5.4.3 任务实施
5.4.4 方案调试
5.5 总结分析
5.6 训练任务

项目六　顺控系统设计
6.1 学习目标
6.2 知识准备
6.2.1 顺控系统
6.2.2 顺序功能图的结构
6.2.3 顺序功能图的梯形图编程方法
6.2.4 S7 GRAPH语言
6.3 项目概述
6.4 任务一洗车控制系统设计
6.4.1 控制要求
6.4.2 任务分析
6.4.3 任务实施
6.4.4 方案调试
6.5 任务二饮料灌装生产线控制系统设计
6.5.1 控制要求
6.5.2 任务分析
6.5.3 任务实施
6.5.4 方案调试
6.6 任务三钻铣加工生产线控制系统设计
6.6.1 控制要求
6.6.2 任务分析
6.6.3 任务实施
6.6.4 方案调试
6.7 总结分析
6.8 训练任务
6.8.1 孔加工控制系统设计
6.8.2 机械手的控制设计

项目七　MPS系统控制
7.1 学习目标
7.2 知识准备
7.2.1 西门子PLC网络
7.2.2 PROFIBUS总线技术
7.2.3 PROFIBUS DP设备分类
7.2.4 CPU 31x-2DP之间的DP主从通信
7.2.5 PROFIBUS DP从站之间的DX方式通信
7.3 项目概述
7.4 任务一PROFIBUS网络组态及调试
7.4.1 控制要求
7.4.2 任务分析
7.4.3 任务实施
7.4.4 方案调试
7.5 任务二供料工作单元控制
7.5.1 控制要求
7.5.2 任务分析
7.5.3 任务实施
7.5.4 方案调试
7.6 任务三检测工作单元控制
7.6.1 控制要求
7.6.2 任务分析
7.6.3 任务实施
7.6.4 方案调试
7.7 任务四加工工作单元控制
7.7.1 控制要求
7.7.2 任务分析
7.7.3 任务实施
7.7.4 方案调试
7.8 总结分析
7.9 训练任务
7.9.1 操作手工作单元控制
7.9.2 分拣工作单元控制
参考文献

前言/序言

西门子S7-300/400PLC工程应用（第2版） 本书简介 本书是针对西门子S7-300/400系列可编程逻辑控制器（PLC）的工程应用与实践的深度指南。它旨在帮助读者系统地掌握S7-300/400系列的硬件配置、软件编程、故障诊断以及在实际工业自动化项目中的应用技巧。全书内容基于当前主流的STEP 7 V5.5及以上版本软件环境，结合最新的工程实践案例，力求提供一套全面、实用且与时俱进的技术参考。 第一部分：基础理论与硬件平台构建 本部分将扎实地奠定读者对西门子S7-300/400系统的理解基础，从系统架构到具体模块选型与安装配置进行详尽阐述。 第一章 S7-300/400系统概述与发展历程 详细介绍了S7-300和S7-400系列的定位、核心优势及其在不同工业场景中的适用性。对比分析了两大系列的硬件架构异同，包括CPU的性能级别、内存结构、通信接口的演进路线。深入探讨了模块化设计理念如何促进系统的灵活性和可扩展性。 第二章 硬件选型、安装与电气连接 本章聚焦于实际工程中的硬件选型策略。根据控制任务的复杂度、I/O点数量、速度要求和冗余需求，指导读者科学地选择合适的机架、电源模块（如24V DC电源、冗余电源）、CPU（如CPU 315-2DP、CPU 416-2等）以及各类功能模块。详细讲解了模块的安装顺序、背板总线连接规范、端子排的正确接线方法，特别强调了防干扰和接地处理在工业现场的关键作用。 第三章 过程映像区与存储器组织 深入解析S7-300/400的内存结构，包括程序存储区、数据存储区、输入/输出（I/O）映像区、定时器/计数器区等。重点阐述了过程映像区（Process Image Partition）的工作原理，如何优化数据存取效率，以及如何通过存储器管理提高系统稳定性和诊断能力。 第四章 现场总线技术：PROFIBUS DP与PROFINET 作为现代自动化系统的核心，PROFIBUS DP和PROFINET的配置与应用是本篇的重点。详细介绍了PROFIBUS DP的DP主站/DP从站配置流程，包括硬件组态、GSD文件导入、波特率设置、地址分配及站间通信的测试方法。对于PROFINET，则侧重于IO设备集成、设备命名服务（DCP）以及实时性参数的优化设置。 第二部分：STEP 7 编程环境与指令集精讲 本部分是本书的核心，全面覆盖了STEP 7 V5.5环境下的编程基础、逻辑实现、数据处理及高级功能应用。 第五章 STEP 7 编程环境的熟悉与项目管理 详尽介绍STEP 7 Manager的界面布局、项目创建、硬件组态工具的使用方法。讲解如何进行模块化编程、库的建立与管理，以及如何利用在线/离线切换进行高效的程序维护与版本控制。 第六章 基本指令集与逻辑控制 系统讲解S7-300/400的指令集，主要集中于逻辑运算指令（LD, LDI, LDN, O, OD, AND, OR等）、基本数据处理指令（MOVE, SWAP, POP/PUSH等）和比较指令。通过大量实际的开关量控制、连锁、闭锁等典型逻辑示例，巩固读者对布尔运算的理解。 第七章 过程控制指令：定时器与计数器 深入剖析西门子特有的定时器（TON, TOF, TP）和计数器（CTU, CTD, CTUD）的使用方法，包括参数设置、触点逻辑和时间/计数值的存储与调用。提供针对延时启动、脉冲生成、物料计数等应用的编程模板。 第八章 数据处理与数据类型深入 详细介绍S7系列支持的各种数据类型，包括位逻辑、字节、字、双字、浮点数（REAL）和字符串（STRING）。重点讲解数据块（DB）的设计与使用，包括标准DB、实例DB以及零区DB（VB）的适用场景。讲解如何利用传送指令（T/L）和循环移位指令（Rotate）进行复杂的数据操作。 第九章 结构化编程与功能块应用（FB/FC） 强调结构化编程的重要性。细致讲解功能（FC）与功能块（FB）的区别、调用方式及参数接口设计。通过构建可复用的电机控制、阀门操作等功能块，展示如何提高代码的可读性、可维护性和重用性。特别说明如何使用静态变量和多实例DB来实现FB的灵活调用。 第三部分：模拟量、运动控制与系统诊断 本部分聚焦于处理连续信号、实现运动控制以及保障系统可靠性的关键技术。 第十章 模拟量信号的处理与工程转换 详述模拟量I/O模块的工作原理（如AI/AO模块）。重点讲解模拟量信号的数字化过程（AD转换）和工程值转换公式。详细介绍L/W/D/T指令在浮点数和整数之间的转换，以及如何通过线性化处理精确匹配传感器和执行器的标准信号范围（如4-20mA, 0-10V）。 第十一章 PID控制算法的实现与应用 系统介绍西门子标准PID控制块（如FB41/FB42）的结构和参数配置。解析比例（P）、积分（I）、微分（D）参数的物理意义及其对控制效果的影响。提供加热、流量、液位等典型过程控制回路的PID参数整定步骤与在线调试技巧。 第十二章 基础运动控制：脉冲输出与定位 针对S7-300/400系列中带有PTO（脉冲串输出）功能的CPU，详细讲解如何使用运动控制指令（如PULSE, PULSE_OUT）实现简单的步进电机或伺服驱动器的开环控制。包括频率设置、脉冲计数、原点回归等基础操作的编程实现。 第十三章 故障诊断、报警与系统维护 提供一套系统的故障排查流程。讲解如何有效利用STEP 7的诊断缓冲区（Diagnostic Buffer）来分析硬件故障、通信错误和程序错误。介绍断点设置、强制/写入操作（Force/Write）在调试中的安全使用规范，以及如何创建和管理用户自定义的报警系统。 第四部分：高级应用与项目集成 本部分面向具有一定基础的工程师，探讨S7-300/400在复杂系统集成中的高级应用。 第十四章 S7-400冗余系统的配置与切换 专门针对S7-400H冗余系统进行讲解。内容涵盖冗余CPU的硬件组态、同步机制、同步环网的设置，以及故障发生时系统切换（Failover）的原理与软件实现，确保高可靠性工业过程的连续运行。 第十五章 西门子HMI/WinCC与PLC的数据交换 阐述S7-300/400 PLC与上位监控系统（如WinCC Flexible/WinCC Advanced/WinCC Professional）之间通信的常用方法，包括通过S7连接、OPC服务器等。重点介绍如何高效地组织PLC数据标签，并进行数据记录（Logging）和趋势显示。 第十六章 数据备份、恢复与安全考虑 提供一套完整的PLC项目数据备份与恢复方案，涵盖程序、数据块和硬件配置的完整备份。探讨在当前工业网络环境下，对PLC程序进行密码保护、访问控制等基础安全措施的实施方法，以防止未经授权的修改。 本书结合大量来自实际工程项目的案例和截图，确保读者在学习理论知识的同时，能够迅速将其转化为实际操作能力，是S7-300/400工程师必备的工具书与实践手册。

评分☆☆☆☆☆

细节之处见真章，对新手亦是友好 虽然本书的侧重点是深入的工程应用，但令人惊喜的是，它对于初次接触S7-300/400系列、或者刚刚从低端PLC过渡过来的技术人员也展现出了极大的包容性。这种友好并非体现在对基础概念的过度重复解释，而是在关键的、易混淆的知识点上设置了非常精妙的“知识点锚点”。例如，当引入指针操作和绝对寻址时，作者没有直接跳到复杂的指令，而是通过一个贴近实际的配方管理场景，循序渐进地展示了如何安全有效地利用这些高级功能。更值得称道的是，书中对于STEP 7软件界面中一些隐藏但极其强大的诊断工具的使用方法讲解得非常到位。我过去总是依赖于固件输出的简单报警信息，但通过书中介绍的在线诊断技巧，我学会了如何更深入地追溯到具体哪个周期或哪个数据块发生了异常。这种对“软技能”的传授，使得本书的实用价值远远超出了单纯的编程手册范畴，它更像是一本助人快速成长为“问题解决者”的实战宝典。

评分☆☆☆☆☆

结构严谨，体系庞大 我关注的重点一直放在了老旧但仍在大量服役的S7-400平台上，希望找到一份能覆盖其最新固件升级和特定行业应用（比如化工过程控制）的权威参考。翻开目录，我立刻被其详尽的章节划分所吸引。它没有将篇幅浪费在对S7-1200/1500新特性的过渡介绍上，而是将核心火力全部集中在了S7-300/400的深度挖掘上。比如，关于STEP 7 V5.x环境下如何高效管理大型项目程序结构、如何利用模板化编程来应对未来扩展需求的章节，简直是为我量身定做的。我特别欣赏作者在讲述FB/FC设计时，对状态管理和错误处理机制的强调。在实际项目中，程序跑起来不难，难的是如何保证其在突发故障时的健壮性。这本书在这方面提供的不仅仅是代码示例，更是一种严谨的、面向可靠性工程的思维框架。阅读过程中，我不断地拿出我手头正在维护的几个旧项目文档进行对比，发现书中提供的优化建议和替代方案，确实能在不改动太多底层逻辑的前提下，显著提升系统的可维护性和运行效率。这套知识体系的建立，对于任何希望从“会编程”提升到“能设计”的工程师来说，都是一次质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

版本更新的诚意与行业适应性 在自动化领域，技术迭代速度极快，一本“第2版”的出现往往意味着内容的大幅更新和对新行业标准的吸纳。我特别留意了这一版相对于前一版的变化，从中看到了编著者对行业脉动的精准把握。新版在数据安全和网络隔离方面的讨论明显加强，这反映了当前工业4.0背景下对OT安全性的日益重视。书中不仅停留在传统的串行通信配置上，而是将重点转移到了如何利用S7-300/400平台实现与更现代MES/SCADA系统的无缝对接，包括OPC UA在特定环境下的配置思路。对于那些仍需维护大量S7-400H冗余系统，但又必须兼容新型HMI或数据采集系统的工程师来说，这种前瞻性和兼容性的平衡处理是极其难得的。它有效地弥补了官方文档在实际项目融合和最佳实践总结上的不足，使得这本书成为了一个连接传统稳定平台与未来智能制造需求的桥梁。阅读这本书，能让人清晰地感受到作者群对过去十年间工程实践中沉淀下来的经验教训的深刻提炼与总结。

评分☆☆☆☆☆

理论深度远超预期，实战价值极高 坦白说，市面上关于PLC的书籍汗牛充栋，大部分都是浅尝辄止的“入门指南”，读完后无非是学会了几个基本指令和定时器/计数器的应用。但《西门子S7-300/400工程应用（第2版）》完全是另一个层面的作品。它的理论深度，尤其是在描述数据结构、内存映射以及Profibus/Profinet深度配置时，已经达到了可以作为研究生参考资料的水平。我深感震撼的是作者在描述中断处理机制时，对硬件时序和软件扫描周期的精妙结合分析。这部分内容如果仅凭手册自学，极易产生误解，但经过作者的梳理，复杂的时序逻辑变得清晰可见。此外，针对工业以太网配置中涉及的冗余设置和时间同步（Time Synchronization）的处理，书中的讲解清晰且具有极强的指导性，这对于提升现代自动化系统的稳定性至关重要。它不仅仅是一本“怎么做”的书，更是一本“为什么这样设计最合理”的工程哲学探讨录。阅读这本书，让我对西门子T-CPU底层工作原理有了更深层次的理解，这种理解是编写高质量、高性能控制代码的基石。

评分☆☆☆☆☆

初识佳作，心生敬佩 这本厚重的《西门子S7-300/400PLC工程应用（第2版）》在我桌上已经放了一段时间了，最近才真正沉下心来翻阅。说实话，我原本对S7-300/400系列PLC的印象还停留在教科书上的基础理论，总觉得实际应用中的复杂性令人望而却步。然而，这本书的出现彻底颠覆了我的看法。它不像某些参考资料那样堆砌晦涩的术语和过时的截图，而是以一种极其贴近现场工程实践的视角，层层递进地剖析了从硬件选型到软件组态的每一个关键环节。特别是关于网络通信和复杂功能块的应用讲解，简直是醍醐灌顶。我过去在处理分布式控制系统集成时遇到的诸多难题，似乎都能在这本书中找到对应的解决方案和详尽的步骤指导。作者显然是深谙此道的行家，他不仅告诉你“怎么做”，更深入地阐述了“为什么这么做”背后的设计哲学。这种深度与广度兼备的论述方式，让我感觉自己不是在阅读一本技术手册，而是在一位经验丰富的老工程师手把手地指导下学习项目实施。书中的案例仿真和实际调试的经验分享尤其宝贵，它们将抽象的代码逻辑具象化为可观察、可验证的工程实体，极大地增强了读者的自信心和动手能力。

评分☆☆☆☆☆

2.1 学习目标

评分☆☆☆☆☆

主要是讲应用，工程实例很多。正是我所需要的书，很实用。

评分☆☆☆☆☆

1.4.1 控制要求

评分☆☆☆☆☆

6.2.1 顺控系统

评分☆☆☆☆☆

1.1 学习目标

评分☆☆☆☆☆

1.5.3 PLC设计项目的下载

评分☆☆☆☆☆

2.2.1 指令基础

评分☆☆☆☆☆

5.2 知识准备

评分☆☆☆☆☆

意大利诗人但丁曾说过这样一句话：“一个知识不健全的人可以用道德去弥补，而一个道德不健全的人却难于用知识去弥补。”