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第1章 可编程控制器概述1

1.1 可编程控制器的产生和定义1

1.2 PLC的特点与应用领域2

1.2.1 PLC的特点2

1.2.2 PLC的应用领域3

1.3 PLC的分类4

1.4　PLC与其他控制系统的比较6

1.5　PLC的发展趋势8

习题9

第2章 位操作指令10

2.1 实训1：电动机的正反转控制10

2.1.1 控制要求10

2.1.2 资源分配10

2.1.3 硬件接线10

2.1.4 控制程序11

2.2 位操作指令12

2.2.1 触点指令12

2.2.2 线圈指令13

2.2.3 触点块及堆栈操作指令15

2.2.4 其他指令15

2.3 相关知识：PLC的工作原理16

2.3.1 PLC的硬件构成16

2.3.2 PLC的编程元件18

2.3.3 PLC寻址方式23

2.3.4 PLC循环扫描原理25

2.3.5 PLC的性能指标28

2.4 实训2：多地点控制29

2.4.1 控制要求29

2.4.2 资源分配29

2.4.3 硬件接线29

2.4.4 控制程序30

习题32

第3章 定时器与计数器指令33

3.1 实训3：交通信号灯控制33

3.1.1 控制要求33

3.1.2 资源分配34

3.1.3 控制程序34

3.2 定时器与计数器指令35

3.2.1 定时器指令35

3.2.2 计数器指令38

3.3 相关知识：西门子PLC的硬件资源40

3.3.1 西门子PLC的发展40

3.3.2 PLC的安装41

3.3.3 PLC的工作模式43

3.3.4 CPU模块技术指标44

3.3.5 扩展模块48

3.4 实训4：全自动洗衣机的控制50

3.4.1 基本原理50

3.4.2 控制要求51

3.4.3 资源分配52

3.4.4 控制程序52

习题55

第4章 数据处理指令57

4.1 实训5：天塔之光57

4.1.1 控制要求57

4.1.2 资源分配57

4.1.3 控制程序57

4.2 数据处理类指令60

4.2.1 数据传送指令60

4.2.2 字节交换／填充指令60

4.2.3 移位指令61

4.2.4 比较指令62

4.3 相关知识：PLC的指令系统63

4.3.1 S7-200指令集63

4.3.2 逻辑分析法编程64

4.3.3 经验法编程65

4.3.4 顺序控制设计法67

4.4 实训6：台车的呼叫控制67

4.4.1 工艺过程与控制要求67

4.4.2　PLC硬件安排及资源分配67

4.4.3 程序编制68

习题70

第5章 步进指令71

5.1 实训7：机械手的控制71

5.1.1 控制要求71

5.1.2 资源分配72

5.1.3 控制程序72

5.2 程序控制类指令77

5.2.1 系统控制类指令77

5.2.2 跳转、循环指令79

5.2.3 子程序调用指令80

5.2.4 顺序控制指令83

5.3 相关知识：PLC的编程软件89

5.3.1 PLC的编程语言89

5.3.2 PLC的程序结构91

5.3.3 编程软件STEP 7-Micro/Win91

5.3.4 PLC编程规约105

5.3.5 PLC仿真软件107

5.4 实训8：运料小车的控制109

5.4.1 控制要求109

5.4.2 解决方案109

习题114

第6章 PLC人机界面115

6.1 实训9：抢答器的设计115

6.1.1 控制要求115

6.1.2 要求分析115

6.1.3 梯形图编程116

6.2 八段数码管的驱动117

6.2.1 LED基本知识117

6.2.2 八段数码管的驱动118

6.3 文本显示器119

6.3.1 文本显示器概述119

6.3.2 TD200的组态121

6.3.3 文本显示器的操作129

6.4 触摸屏与组态软件133

6.5 相关知识：字符串指令137

6.6 实训10：天塔之光的塔层显示138

习题141

第7章 PLC在机械加工中的应用142

7.1 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用142

7.1.1 Z3040摇臂钻床电器设备的分布及分工142

7.1.2 Z3040摇臂钻床继电器原理图解读144

7.1.3 Z3040摇臂钻床的PLC控制方案145

7.2 PLC在X62W铣床控制中的应用147

7.2.1 X62W铣床的加工运动及电气分工147

7.2.2 X62W万能铣床继电控制电路图解读149

7.2.3 X62W万能铣床PLC控制方案151

习题153

第8章 PLC在电梯控制中的应用155

8.1 电梯的构造及控制要求155

8.1.1 电梯的构造155

8.1.2 电梯控制要求156

8.2 PLC在高速计数器定位电梯控制中的应用157

8.2.1 光电编码器与高速计数器158

8.2.2　基于高速计数器的轿厢位置161

8.2.3 内呼外唤及定向信号的获取162

8.2.4　表功能指令163

8.2.5　停层信号的获取164

8.2.6　采用模糊控制原理的平层控制165

8.3　相关知识：中断与高速处理指令166

8.3.1　中断程序与中断指令166

8.3.2　高速处理指令171

习题177

第9章　PLC在恒压供水中的应用178

9.1 恒压供水系统的基本构成178

9.2　变频器及其控制180

9.2.1　变频器的基本结构180

9.2.2　变频器的分类及工作原理181

9.2.3　变频器的操作方式及使用182

9.3　EM235的配置及应用183

9.3.1　EM235的性能指标183

9.3.2　EM235的配置及校准185

9.3.3　EM235的安装使用188

9.4　PLC的PID控制189

9.4.1　PID参数及其整定189

9.4.2　PID指令191

9.5　PLC控制的恒压供水泵站实例193

9.5.1　控制系统的I/O点及地址分配194

9.5.2　PLC系统选型194

9.5.3　电气控制系统原理图195

9.5.4　系统程序设计197

9.6　相关知识：数据处理类指令205

9.6.1　数据转换指令205

9.6.2　SIMATIC整数数学运算指令210

9.6.3　SIMATIC浮点数数学运算指令212

9.6.4　SIMATIC逻辑运算指令213

9.6.5　读、写实时时钟指令214

习题215

第10章　可编程控制器的网络控制216

10.1 实训11：网络读写控制216

10.1.1　控制要求216

10.1.2　地址设置216

10.1.3　资源分配216

10.1.4　控制程序217

10.2　计算机通信简介218

10.2.1　通信方式218

10.2.2　网络结构220

10.2.3　开放系统互连模型221

10.2.4　IEEE802通信标准222

10.2.5　网络配置223

10.3　西门子工业网络224

10.3.1　工业网络系统结构224

10.3.2　现场总线的国际标准225

10.3.3　西门子工业网络227

10.4　S7-200的通信方式与通信参数的设置231

10.4.1　S7-200的通信方式231

10.4.2　S7-200通信的硬件选择232

10.4.3 网络部件233

10.4.4 自由端口通信235

10.4.5　在编程软件中安装与删除通信接口237

10.4.6　计算机使用的通信接口参数的设置237

10.4.7　网络性能与优化238

10.5　PLC的通信指令239

10.5.1　S7-200的网络通信协议239

10.5.2　网络读写指令241

10.5.3　发送指令与接收指令242

10.6　PLC与Modbus计算机通信250

10.6.1　Modbus从站协议250

10.6.2　Modbus从站协议指令252

10.6.3　使用Modbus从站协议的PLC程序设计253

10.6.4　Modbus RTU通信帧的结构254

10.7　S7-200与变频器的通信257

10.7.1　MM440/420变频器简介258

10.7.2　USS通信协议258

10.7.3　USS协议指令259

10.7.4　MM420变频器的参数设置263

10.8　调制解调器模块EM241简介264

习题266

第11章　淬火机控制系统设计268

11.1　液压淬火机的构造及控制要求268

11.1.1　液压系统的组成及功能268

11.1.2　电气控制系统的组成269

11.1.3　系统控制要求271

11.2　淬火机PLC软件设计272

11.2.1　PLC资源分配272

11.2.2　系统控制流程图273

11.2.3　自动控制时序图273

11.2.4　梯形图274

11.2.5　系统改进措施279

习题280

第12章 PLC系统设计281

12.1　PLC系统设计的主要内容281

12.1.1　PLC控制系统设计的基本原则281

12.1.2　PLC控制系统设计的主要内容282

12.1.3　程序设计的步骤282

12.1.4　系统调试286

12.2　节省I/O点数的方法289

12.2.1　节省输入点数的方法289

12.2.2　节省输出点数的方法291

12.3　PLC系统的抗干扰措施293

12.3.1 抑制电源系统引入的干扰293

12.3.2　抑制I/O电路引入的干扰294

12.3.3 PLC的接地294

12.4　配方295

12.4.1　配方的基本概念295

12.4.2　用配方向导生成配方集295

12.4.3　在用户程序中读出和修改配方297

12.5　PLC的测试及维护297

12.5.1　可编程控制器的测试297

12.5.2　可编程控制器的日常维护298

习题299

附录300

附录A　S7-200的特殊存储器（SM）标志位300

附录B　S7-200的SIMATIC指令集简表304

附录C　S7-200的错误代码310

附录D　PLC常用缩略语312

参考文献315