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第1章PLC概述1

1.1 PLC的定义、特点及发展方向1

1.1.1 PLC的定义1

1.1.2 PLC的特点3

1.1.3 PLC的发展方向4

1.2 PLC的技术性能指标5

1.2.1一般技术指标5

1.2.2技术性能指标5

1.3 PLC的分类及应用领域6

1.3.1 PLC的分类6

1.3.2 PLC的应用领域8

1.4 PLC的基本组成8

1.4.1中央处理器9

1.4.2存储器9

1.4.3输入／输出接口9

1.4.4电源10

1.4.5编程器10

1.4.6 PLC系统的等效电路11

1.5 PLC的工作原理12

1.6实践拓展14

1.7思考与练习15

第2章 西门子S7-200 PLC16

2.1西门子PLC的类别16

2.2 S7-200的构成17

2.2.1 PLC主机18

2.2.2扩展模块19

2.2.3相关设备21

2.3 S7-200的性能与工作方式22

2.3.1 S7-200系列PLC的输入／输出性能22

2.3.2 S7-200的存储性能23

2.3.3 S7-200的工作方式25

2.4 S7-200的电源计算25

2.5 S7-200的最大I/0原则26

2.6 S7-200的外部接线27

2.7 S7-200的编程方法29

2.7.1 PLC的编程语言29

2.7.2 S7-200的程序结构31

2.8实例：三相鼠笼型异步电动机Y-△启动控制31

2.9实践拓展33

2.10思考与练习34

第3章S7-200的基本指令35

3.1编程元件及寻址方式35

3.1.1基本数据类型35

3.1.2编程元件35

3.1.3编程元件的寻址38

3.2基本指令40

3.2.1基本位操作指令40

3.2.2逻辑堆找指令46

3.2.3定时器指令48

3.2.4计数器指令55

3.2.5比较指令59

3.3实例：异步电动机正反转控制60

3.4实践拓展61

3.5思考与练习62

第4章PLC梯形图程序设计63

4.1 PLC的程序设计方法63

4.1.1经验设计法63

4.1.2继电器控制电路移植法64

4.1.3顺序控制设计法65

4.2梯形图设计规则66

4.3顺序功能图67

4.3.1顺序功能图的组成元素67

4.3.2顺序功能图绘制的注意事项68

4.3.3顺序控制指令68

4.3.4顺序功能图的编程69

4.4 PLC程序及调试说明74

4.4.1复杂程序的设计方法74

4.4.2程序的内容和质量74

4.4.3程序的调试75

4.5实例：顺序控制功能图在小车行程控制中的应用75

4.6实践拓展77

4.7思考与练习78

第5章S7-200的功能指令79

5.1运算指令79

5.1.1四则运算及增减指令79

5.1.2数学函数指令84

5.1.3逻辑运算指令87

5.2数据处理指令89

5.2.1数据传送指令89

5.2.2移位指令93

5.2.3字节交换指令97

5.3表功能指令97

5.3.1填表指令98

5.3.2表取数指令98

5.3.3填充指令99

5.3.4表查找指令100

5.4转换指令101

5.4.1数据类型转换指令102

5.4.2编码和译码指令104

5.4.3字符串转换指令105

5.5程序控制类指令108

5.5.1结束、暂停指令和看门狗指令108

5.5.2 跳转指令110

5.5.3循环指令111

5.5.4子程序指令112

5.5.5与ENO指令114

5.6特殊指令115

5.6.1实时时钟指令115

5.6.2中断指令116

5.6.3高速计数器指令120

5.6.4高速脉冲输出指令131

5.6.5 PID指令138

5.7实例：广告牌循环彩灯的PLC控制142

5.8实践拓展144

5.9思考与练习144

第6章STEP 7-Micro/WIN编程软件146

6.1 STEP 7-Micro/WIN的安装146

6.1.1系统要求146

6.1.2软件安装146

6.2 STEP 7-Micro/WIN的功能146

6.2.1 STEP 7-Micro/WIN基本功能146

6.2.2软件界面及其功能147

6.2.3系统组态150

6.3 STEP 7-Micro/WIN的使用154

6.3.1文件操作155

6.3.2编辑程序158

6.3.3下载与运行程序168

6.4仿真运行点动控制程序170

6.5实例：使用指令向导初始化HSC1的工作模式0173

6.6实例：应用PID指令向导编写水箱水位控制程序176

6.7实践拓展179

6.8思考与练习180

第7章S7-200系列PLC的通信与网络181

7.1 PLC数据通信的基础知识181

7.1.1数据通信的传输方式181

7.1.2通信介质183

7.1.3串行通信接口标准185

7.1.4PLC的通信网络结构187

7.2 S7-200的通信系统与网络188

7.2.1S7-200的通信188

7.2.2通信连接方式191

7.2.3通信协议191

7.3 S7-200的网络通信195

7.3.1 S7-200的通信指令196

7.3.2 PPI通信196

7.3.3 PPI通信应用197

7.3.4自由口通信200

7.3.5自由口通信应用202

7.4实例：S7-200连接GSM调制解调器207

7.5实践拓展214

7.6思考与练习215

第8章 变频器的PLC控制217

8.1变频器的基础知识217

8.1.1变频器的用途和构造217

8.1.2变频器的电气连接219

8.2变频器的输出频率219

8.2.1变频器输出频率的基本概念219

8.2.2设置或修改变频器输出频率的方法220

8.3 MICROMASTER 420通用变频器221

8.3.1 MICROMASTER 420的特点221

8.3.2 MICROMASTER 420的安装221

8.3.3 MICROMASTER 420的调试223

8.4 MICROMASTER 420与 PLC的连接227

8.4.1基本操作面板设置参数227

8.4.2快速调试229

8.4.3基于PLC的变频器模拟量闭环调速系统230

8.4.4基于PLC的变频器闭环定位控制系统232

8.5实例：S7-200 与三垦变频器通信235

8.6实例：基于S7-200的变频调速恒压供水系统240

8.7实践拓展246

8.8思考与练习247

第9章 人机交互设备248

9.1触摸屏248

9.2TPC1262H基本信息249

9.3文本显示器250

9.3.1 TD200文本显示器250

9.3.2 TD200C文本显示器252

9.3.3 TD200/TD200C技术规范252

9.3.4 TD200/TD200C与S7-200的连接253

9.3.5 TD200/TD200C与S7-200的连接电缆制作图254

9.3.6 TD200/TD200C安装图255

9.4 MCGS嵌入版组态软件255

9.4.1 MCGS嵌入版组态软件的功能255

9.4.2 MCGS嵌入版组态软件的特点256

9.4.3 MCGS嵌入版组态软件的工作方式256

9.4.4组态开发257

9.4.5实例：液压控制系统组态开发259

9.5 HMI组态软件268

9.5.1HMI组态软件的安装269

9.5.2创建一个新项目文件269

9.5.3添加变量270

9.5.4添加文字标签271

9.5.5添加弹出按钮272

9.5.6离线模拟273

9.5.7将项目文件下载到触摸屏274

9.5.8 PLC控制程序的传送与操作274

9.6实例：基于触摸屏的三相异步电机调速275

9.7实践拓展277

9.8思考与练习277

第10章 西门子S7-200的常用模块278

10.1模拟量扩展模块278

10.1.1模拟量扩展模块的种类和连接278

10.1.2模拟量输出模块的地址和技术规范278

10.1.3模拟量输入模块的地址和技术规范279

10.2模拟量输出模块的使用280

10.2.1模拟量输出模块的数据字格式280

10.2.2模拟量输出模块EM232的使用280

10.3模拟量输入模块的使用282

10.3.1模拟量输入模块的数据字格式282

10.3.2模拟量输入模块EM231的使用283

10.4模拟量混合模块EM235284

10.5位置控制模块EM253286

10.5.1 EM253的特点及功能287

10.5.2 EM253的技术规范287

10.5.3 EM253与S7-200 PLC的兼容性289

10.5.4 EM253 LED状态290

10.5.5 EM253的编程291

10.5.6 EM253的接线291

10.5.7 EM253的应用292

10.6数字量扩展模块292

10.6.1 S7-200数字量扩展模块技术规范293

10.6.2 S7-200数字量扩展模块接线图295

10.7测量温度扩展模块298

10.7.1模拟量扩展模块输入技术规范298

10.7.2 EM231热电偶模块299

10.7.3 EM231热电阻模块300

10.8调制解调器模块EM241Modem302

10.8.1 EM241 Modem的功能302

10.8.2 EM241 Modem的技术规范303

10.8.3 EM241 Modem的安装304

10.9工业以太网模块CP243-1304

10.9.1 CP243-1的技术规范304

10.9.2 CP243-1的功能305

10.9.3 CP243-1的使用306

10.10 SIWAREX MS称重模块307

10.10.1SIWAREX MS的特性307

10.10.2添加称重库指令308

10.10.3库文件参数说明308

10.10.4设定参数310

10.10.5零点标定311

10.10.6砝码标定312

10.11 S7-200的调制解调器通信314

10.11.1S7-200与S7-200的通信314

10.11.2通过电话线编程321

10.12实例：触摸屏与EM235/EM232控制的变频调速330

10.13实例：自来水厂净水剂投加系统的控制332

10.14实践拓展337

10.15思考与练习338

第11章PLC控制系统的应用设计339

11.1 PLC控制系统的总体设计339

11.1.1 PLC控制系统的类型339

11.1.2 PLC控制系统的设计原则340

11.1.3 PLC控制系统的设计步骤341

11.1.4减少PLC输入和输出点数的方法342

11.2提高PLC控制系统可靠性的措施344

11.2.1供电系统设计344

11.2.2接地设计347

11.2.3 PLC输入／输出电路的设计348

11.2.4电气柜结构设计350

11.2.5现场布线图设计350

11.2.6冗余设计350

11.2.7软件抗干扰方法350

11.2.8工作环境处理351

11.3 PLC控制系统的设计351

11.3.1实例：三级皮带运输机352

11.3.2实例：机械手工作控制355

11.3.3实例：钻床精度控制系统359

11.3.4实例：自动配料控制系统364

11.3.5实例：炉窖温度控制系统367

11.3.6实例：五层电梯控制系统375

11.4实践拓展398

11.5思考与练习400

第12章PLC的安装与维护401

12.1 PLC的安装和拆除401

12.1.1 PLC的安装环境401

12.1.2 S7-200安装注意事项401

12.1.3安装或拆除S7-200402

12.1.4 PLC的接线403

12.1.5抑制电路406

12.1.6抗干扰措施406

12.2 PLC故障检查和维护407

12.2.1 PLC的维护407

12.2.2 PLC的故障分析和处理410

12.2.3 S7-200的故障信息诊断411

12.3 PLC应用系统的调试413

12.4实例：S7-200系列PLC的故障检查414

12.5实践拓展417

12.6思考与练习420

附录S7-200的指令速查表421

参考文献424