本书分为12章，主要内容包括S7-300/400系列PLC的简介、指令系统、用户程序结构、STEP7编程软件的使用方法、S7-300/400的通信功能、编程方法、基本数字电路程序、梯形图编程方法应用、网络通信实例、机床控制系统、机械设备应用实例等。
本书以“条理清晰、系统全面、由浅入深、实例引导、贴近实用”为宗旨，精选了多个具有代表性的西门子PLC应用程序设计实例，实例类型丰富、覆盖面广、工程指导性强力求知识点全面，案例丰富，分析到位。全书注重理论与实践联系，培养工程应用能力。另外，本书还配有完整实例程序，便于自学。
本书适合作为普通高等院校自动化、电气工程、测控技术与仪器、电子科学与技术、微电子学以及光信息科学与技术等专业的本科生教材，也可作为相关工程技术人员的学习参考用书。
“我们乐于向读者推荐本书，并建议大学教师将本书作为‘回归分析’课程的教材，尝试一种新的教学方法。”
——郑忠国（北京大学）
“总之，这本优秀的教材价值非凡，不断更新。书中通过大量精心设计的例子，向读者全面展示持久不衰的回归分析处理数据的技巧。毫无疑问，在统计教学中，这本书将一如既往地被经常采用。”
——国际统计评论
本书已在世界范围内畅销三十多年，被美国斯坦福大学、哥伦比亚大学、康奈尔大学、纽约大学以及加拿大麦克马斯特大学等众多名校采用为教材，曾被译成德语、日语等版本。内容涉及简单线性回归、多元线性回归、岭回归、逻辑斯谛回归、泊松回归、稳健回归、变量变换和变量选择等，既有传统的统计分析，也有一些不那么传统的统计分析，目标是挖掘数据内在的结构。本书强调的是数据分析的技巧，而不是统计理论的发展，采用丰富的实例，形象生动而又系统详尽地阐述了回归分析的基本理论和具体的应用技术。
作者几乎是手把手地指导读者做探索性数据分析，读者在学完后，会系统地掌握回归分析的各种技巧，并且能够融会贯通地处理自己所遇到的数据分析问题。因此，对于从事数据挖掘或数据分析的工作者来说，这本经典的教材也是指导他解决实际问题的案头佳作。
网站http://www.aucegypt.edu/faculty/hadi/RABE5提供了本教材中所有的数据以及配套的教师解答手册等资料。
Samprit Chatterjee 纽约大学Stern商学院荣休教授，国际数理统计学会、英国皇家统计学会、美国统计学会会士，1967年获哈佛大学博士学位。
Ali S. Hadi 康奈尔大学荣休教授，开罗美国大学特聘教授，国际统计学会会员，美国统计学会会士，多次荣获康奈尔大学的杰出教师奖项，还于2000年荣登美国教师名人录。
随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为可编程序控制器（PLC）、基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、集散控制系统（DCS）和现场息线控制系统（FCS）等。可编程序控制器是应用面最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，它已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。经过几十年的发展，PLC已经形成了完整的工业产品系列，其中西门子公司的S7-300/400系列应用十分广泛。
本书基于西门子的S7-300/400系列PLC，以实践为导向，以实用为目标介绍PLC。在介绍PLC的基本概念和西门子的S7-300/400系列PLC基础知识的同时，重点介绍如何用STEP 7软件编程实现这些典型及常用算法，并结合实际应用，介绍哈尔滨工程大学HRBEU-SIEMENS先进自动化技术示范实验室近年来在研究中总结出来的一些经典案例，尽量做到理论、应用与实际编程的紧密结合，使读者掌握使用PLC的基本方法和技巧。
本书特点
基础知识系统
简单而全面地介绍了PLC的基本概念和西门子的S7-300/400系列PLC基础知识，特别适合从事PLC控制系统设计的初学者阅读。
章节安排科学
国内现有同类图书的内容结构多数单纯强调实例在学习中的作用，甚至直接以多个项目实例成书，违背了“先基础、后技巧、再综合”的基本学习规律，本书在章节安排上有利于不同读者根据自身条件安排学习内容，提高学习效率。
项目实例完整
书中大部分实例工程均利用哈尔滨工程大学HRBEU-SIEMENS先进自动化技术示范实验室内的设备进行设计与开发，且程序全部经过调试与验证。随书附赠光盘，光盘中附有实例程序源代码，读者稍加修改，便可将代码应用于自己的工作。
主要内容
本书分为3篇，共12章。第1～6章为基础篇，第7～10章为实践篇，第11章和第12章为应用篇。各章的主要内容如下。
第1章：本章介绍了S7-300/400系列PLC的整体设计、CPU种类、支持的指令集、兼容的编程语言、通信的基本知识及硬件组成。
第2章：本章介绍了S7-300/400系列PLC的编程语言和存储区，并详细介绍了S7-300/400系列PLC的梯形图指令系统。
第3章：本章系统论述了S7-300/400系列PLC用户程序的组织结构，并通过示例和实例讲解了它们的使用方法。
第4章：本章系统论述了STEP 7的使用方法，通过示例和实例讲解了如何使用STEP 7进行组态、编程、仿真和系统调试。
第5章：本章系统论述了S7-300/400系列PLC的通信功能，并通过示例和实例讲解了它们的使用方法。
第6章：本章介绍编写梯形图时应遵守的编程规则，以及初次编程后对程序进行优化的方法，并讲解了数字量控制系统常用的经验设计法和顺序设计法。
第7章：本章通过12个基本数字电路程序介绍了S7-300/400 PLC编程的基本单元。
第8章：本章介绍了2个经验设计法实例和顺序控制设计法的应用。
第9章：本章通过电梯控制等3个实例来介绍如何利用S7-300/400 PLC进行运动控制系统的设计，同时通过7个综合实例介绍了PLC控制系统的设计方法。
第10章：本章通过多个实例详细讲解了PLC系统间通过PROFIBUS、MPI以及以太网进行通信的方法。
第11章：本章通过4个机床控制实例来介绍S7-300/400 PLC在机床控制系统中的应用。
第12章：本章通过5个控制实例来介绍S7-300/400 PLC在一般机械设备中的应用。
读者对象
PLC爱好者
大中专院校的学生
社会培训班的学生
高等教育学校的学生
本书光盘
随书附赠光盘，光盘中附有实例程序源代码，读者稍加修改，便可应用于自己的工作中。
本书主要由孙蓉、王臣业、张兰勇编著，其他参与编著和资料整理的人员还有宋一兵、管殿柱、赵景伟、赵景波、王献红、张忠林、谈世哲等。
感谢您选择了本书，希望我们的努力对您的工作和学习有所帮助，也希望您把对本书的意见和建议告诉我们。
零点工作室网站地址：www.zerobook.net
零点工作室联系信箱：gdz_zero@126.com
零点工作室
2013年4月
电子与电气工程
套书，设计时找华君
孙蓉 王臣业 张兰勇 等编著：暂无简介
前言
第一篇 基础篇
第1章 S7-300/400系列PLC的简介 1
1.1 S7-300综述 1
1.1.1 整体设计 1
1.1.2 CPU 2
1.1.3 程序设计 3
1.1.4 通信 4
1.2 S7-300硬件组成 4
1.2.1 CPU模块 5
1.2.2 输入/输出模块 9
1.2.3 电源模块 19
1.2.4 其他模块 20
1.3 S7-400综述 21
1.3.1 整体设计 22
1.3.2 CPU 24
1.3.3 程序设计 24
1.3.4 通信 24
1.4 S7-400硬件组成 25
1.4.1 机架 25
1.4.2 CPU 26
1.4.3 电源模板[22] 28
1.4.4 数字量模块 30
1.4.5 模拟量模板 30
1.4.6 其他模板 31
1.5 ET 200分布式I/O硬件组成 31
1.5.1 ET 200分布式I/O综述[34] 31
1.5.2 ET 200的分类[18] 33
1.5.3 ET 200S简介 33
1.6 实践知识拓展 37
1.7 思考与练习 37
第2章 S7-300/400系列PLC的指令系统 38
2.1 S7-300/400系列PLC的编程语言 38
2.1.1 PLC编程语言的国际标准 38
2.1.2 STEP 7中的编程语言 39
2.2 S7-300/400 PLC的存储区 40
2.2.1 数制 40
2.2.2 数据类型 40
2.2.3 存储区类型 42
2.2.4 系统存储器 43
2.3 S7-300/400系列PLC的指令系统 45
2.3.1 位逻辑指令 45
2.3.2 定时器指令 55
2.3.3 计数器指令 66
2.3.4 比较指令 70
2.3.5 转换指令 72
2.3.6 数据块指令 80
2.3.7 逻辑控制指令 80
2.3.8 整型数学运算指令 82
2.3.9 浮点型数学运算指令 87
2.3.10 传送指令 90
2.3.11 程序控制指令 90
2.4 实践知识拓展 96
2.5 思考与练习 97
第3章 S7-300/400系列PLC用户程序结构 98
3.1 用户程序的基本结构 98
3.1.1 用户程序中的块 98
3.1.2 用户程序使用的堆栈 102
3.2 数据块 103
3.2.1 数据块中的数据类型 103
3.2.2 数据块的生成与使用 104
3.3 组织块 106
3.3.1 中断的基本概念 106
3.3.2 日期时间中断组织块 107
3.3.3 延时中断组织块 108
3.3.4 循环中断组织块 108
3.3.5 硬件中断组织块 109
3.3.6 启动时使用的组织块 109
3.3.7 异步错误组织块 111
3.3.8 同步错误组织块 112
3.3.9 背景组织块 113
3.4 实践知识拓展 114
3.5 思考与练习 114
第4章 STEP 7编程软件的使用方法 115
4.1 STEP 7编程软件简介[26] 115
4.2 组态 116
4.2.1 组态概述 116
4.2.2 组态步骤 116
4.2.3 组态分布式I/O 121
4.3 在OB1中创建程序 124
4.3.1 编程串联电路 124
4.3.2 编程并联电路 125
4.3.3 编程存储器功能 126
4.4 创建一个带有功能块和数据块的程序 126
4.4.1 创建并打开功能块 126
4.4.2 编程FB 127
4.4.3 生成背景数据块和修改实际值 129
4.4.4 编程块调用 130
4.5 编程一个功能 130
4.5.1 创建和打开功能 131
4.5.2 编程功能 131
4.5.3 在OB1中调用功能 132
4.6 编程共享数据块 133
4.7 编程多重背景 134
4.7.1 创建和打开较高一级的功能块 134
4.7.2 编程多重背景 135
4.7.3 生成多重背景并调整实际值 136
4.7.4 在OB1中调用多重背景数据块 137
4.8 S7-PLCSIM仿真软件的使用 138
4.8.1 使用S7-PLCSIM仿真软件调试程序的步骤 138
4.8.2 应用举例 139
4.8.3 视图对象与仿真软件的设置与存档 140
4.9 系统调试 141
4.9.1 STEP 7与PLC的在线连接与操作 141
4.9.2 调试程序 142
4.9.3 故障诊断 144
4.10 实践知识拓展 145
4.11 思考与练习 146
第5章 S7-300/400系列PLC通信功能 147
5.1 S7通信的分类 147
5.2 MPI网络 147
5.2.1 MPI网络概述 148
5.2.2 全局数据通信 148
5.2.3 MPI网络的组建 149
5.2.4 使用STEP 7组态MPI通信网络 150
5.2.5 事件驱动的GD通信 152
5.2.6 不用GD通信组态的MPI通信 153
5.3 PROFIBUS网络 154
5.3.1 概述 154
5.3.2 PROFIBUS的通信协议 156
5.3.3 PROFIBUS的网络部件 163
5.3.4 利用STEP 7组态PROFIBUS-DP通信网络 165
5.4 工业以太网 169
5.4.1 概述 170
5.4.2 工业以太网的网络部件 170
5.4.3 工业以太网的交换机技术 172
5.4.4 自适应与冗余网络 173
5.4.5 工业以太网的网络方案 174
5.5 点对点通信 175
5.5.1 点对点通信的硬件 175
5.5.2 点对点通信协议 177
5.5.3 点对点通信在用户程序中的实现 177
5.6 AS-i网络 181
5.6.1 概述 182
5.6.2 网络部件 182
5.6.3 AS-i的工作模式 185
5.6.4 AS-i的通信方式 185
5.7 实践知识拓展 186
5.8 思考与练习 187
第6章 S7-300/400系列PLC的编程方法 188
6.1 梯形图的编程规则 188
6.1.1 梯形图编程时应遵守的规则 188
6.1.2 梯形图程序的优化 190
6.2 经验设计法 191
6.3 顺序控制设计法 192
6.3.1 顺序控制设计法概述 192
6.3.2 过程与动作 192
6.3.3 有向连线 194
6.3.4 切换和切换条件 194
6.3.5 状态切换图的基本结构 194
6.3.6 状态切换图中切换实现的基本规则 195
6.3.7 顺序控制设计法的本质 197
6.4 实践知识拓展 197
6.5 思考与练习 197
第二篇 实践篇
第7章 S7-300/400系列PLC基本数字电路程序实例 199
7.1 自锁、互锁电路 199
7.1.1 自锁电路 199
7.1.2 互锁电路 199
7.2 启动、保持与停止电路2例 200
7.2.1 复位优先型起保停电路 200
7.2.2 置位优先型起保停电路 201
7.3 瞬时接通/延时断开电路 201
7.4 延时接通/延时断开电路 201
7.5 长时间定时电路 202
7.5.1 多个定时器组合的长时间定时电路 203
7.5.2 定时器和计数器组合的长时间定时电路 203
7.6 振荡电路 204
7.7 脉冲发生电路 204
7.7.1 顺序脉冲发生电路 205
7.7.2 脉冲宽度可控制电路 205
7.7.3 延时脉冲产生电路 206
7.8 计数器应用电路 206
7.8.1 计数器应用电路1 206
7.8.2 计数器应用电路2 207
7.9 分频电路 208
7.10 比较电路（译码电路） 209
7.11 优先电路 209
7.12 报警电路 209
7.13 思考与练习 210
第8章 S7-300/400系列PLC梯形图编程方法应用实例 212
8.1 经验设计法实例 212
8.1.1 三相异步电动机的正反转控制程序设计 212
8.1.2 运料小车控制程序的设计 214
8.2 顺序控制设计法的应用 216
8.2.1 使用起保停电路的顺序控制梯形图的编程方法 216
8.2.2 使用置位复位指令的顺序控制梯形图的编程方法 221
8.2.3 具有多种工作方式的机械手的顺序控制梯形图的编程方法 223
第9章 S7-300/400系列PLC控制系统实例 230
9.1 五层电梯控制实例 230
9.1.1 控制系统模型简介[17] 230
9.1.2 控制系统功能描述 231
9.1.3 控制程序分析 231
9.2 八层电梯控制实例 237
9.2.1 控制系统模型简介[17] 237
9.2.2 控制系统功能描述 238
9.2.3 控制程序分析 241
9.3 立体仓库控制实例 249
9.3.1 装置简介[16] 249
9.3.2 任务分析 250
9.3.3 程序分析 250
9.4 综合实例 267
9.4.1 汽车自动清洗指示系统 267
9.4.2 七彩霓虹灯控制系统 269
9.4.3 LED灯图形控制系统 271
9.4.4 运料小车控制系统 274
9.4.5 交通信号灯控制系统 276
9.4.6 密码锁控制系统 280
9.4.7 电子时钟控制系统 283
9.5 实践知识拓展 288
9.6 思考与练习 288
第10章 网络通信实例 290
10.1 PLC之间的PROFIBUS通信 290
10.1.1 基于PROFIBUS-DP的MS方式通信 290
10.1.2 基于PROFIBUS-DP的DX方式通信 296
10.1.3 基于PROFIBUS-DP的DX多主通信 299
10.1.4 基于PROFIBUS-DP的等时模式通信 302
10.2 PLC之间的MPI通信 306
10.2.1 基于系统功能的通信方式 306
10.2.2 基于系统功能块的通信方式 309
10.3 PLC之间的以太网通信 310
10.4 实践知识拓展 313
第三篇 应用篇
第11章 S7-300/400系列PLC机床控制系统的应用实例 315
11.1 车床控制实例 315
11.1.1 车床控制实例的控制要求 315
11.1.2 车床控制实例的I/O地址分配表 316
11.1.3 车床控制实例的梯形图 316
11.2 钻床控制实例 316
11.2.1 钻床控制实例的控制要求 317
11.2.2 钻床控制实例的I/O地址分配表 317
11.2.3 钻床控制实例的梯形图 318
11.3 磨床控制实例 319
11.3.1 磨床控制实例的控制要求 319
11.3.2 磨床控制实例的I/O地址分配表 319
11.3.3 磨床控制实例的梯形图 320
11.4 组合机床控制实例 320
11.4.1 组合机床控制实例的控制要求 320
11.4.2 组合机床控制实例的I/O地址分配表 321
11.4.3 组合机床控制实例的梯形图 321
第12章 S7-300/400系列PLC
一般机械设备的应用实例 323
12.1 通风机监控运行控制实例 323
12.1.1 通风机监控运行控制实例的控制要求 323
12.1.2 通风机监控运行控制实例的I/O地址分配表 323
12.1.3 通风机监控运行控制实例的梯形图 323
12.2 简易桥式起重机控制实例 324
12.2.1 简易桥式起重机控制实例的控制要求 324
12.2.2 简易桥式起重机控制实例的I/O地址分配表 325
12.2.3 简易桥式起重机控制实例的梯形图 325
12.3 弯管机控制实例 326
12.3.1 弯管机控制实例的控制要求 326
12.3.2 弯管机控制实例的I/O地址分配表 327
12.3.3 弯管机控制实例的梯形图 327
12.4 锅炉引风机和鼓风机控制实例 328
12.4.1 锅炉引风机和鼓风机控制实例的控制要求 328
12.4.2 锅炉引风机和鼓风机控制实例的I/O地址分配表 328
12.4.3 锅炉引风机和鼓风机控制实例的梯形图 328
12.5 多种液体混合装置控制实例 329
12.5.1 多种液体混合装置控制实例的控制要求 329
12.5.2 多种液体混合装置控制实例的I/O地址分配表 330
12.5.3 多种液体混合装置控制实例的梯形图 330
附录A S7-300/400指令表 332
附录B 系统组织块OB简表 335
附录C 系统功能块SFC简表 337
附录D 系统功能块SFB简表 340
参考文献 342
