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模块1 PLC的认知初步1

项目 单灯双开关的多逻辑PLC控制系统1

1.1可编程控制器概述1

1.1.1 PLC的由来1

1.1.2可编程控制器的定义、分类及特点2

1.1.3可编程控制器的功能和应用4

1.1.4可编程控制器的发展趋势5

1.1.5 PLC的组成与基本结构6

1.2 S7-200系列PLC介绍9

1.2.1 S7-200系列PLC系统9

1.2.2可编程控制器的工作原理16

1.3 STEP 7-Micro/WIN编程软件的使用22

1.3.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0编程软件介绍22

1.3.2 STEP 7-Micro/WIN V4.0主要编程功能23

1.3.3程序的状态监控与调试27

任务 设计单灯双开关的多逻辑PLC控制系统28

思考与练习题29

模块2 PLC基本指令的应用31

项目1三相异步电动机的单向启、停控制31

2.1 PLC的编程语言与程序结构31

2.1.1 PLC程序设计语言31

2.1.2 S7-200 PLC的程序结构34

2.2 S7-200 PLC的内部元件35

2.2.1数据存储类型35

2.2.2编址方式36

2.2.3寻址方式37

2.2.4元件功能及地址分配38

2.3基本位逻辑指令及应用41

任务1.1设计一个单台电动机的启、停的PLC控制系统50

任务1.2设计一个单台电动机两地控制的PLC控制系统52

任务1.3采用一个按钮控制两台电动机的依次顺序启动53

项目2三相异步电动机的正/反转控制54

2.4编程注意事项及编程技巧55

2.4.1梯形图语言中的语法规定55

2.4.2编程技巧56

2.5 PLC程序设计常用的方法57

任务2.1设计一个单台电动机的正/反转互锁PLC控制系统57

任务2.2设计一个工作台自动往复的PLC控制系统59

任务2.3设计一个抢答器的PLC控制系统60

项目3三相异步电动机的定时运动控制62

2.6定时器指令及应用62

2.6.1定时器指令62

2.6.2定时器指令应用举例65

任务3.1设计一个三相异步电动机的Y/△降压启动的PLC控制系统67

任务3.2设计小车送料的PLC控制系统69

任务3.3设计三相异步电动机自耦变压器降压启动的PLC控制系统70

项目4皮带运输机的顺序控制71

2.7计数器指令及应用72

任务4.1设计一个皮带运输机的PLC控制系统75

任务4.2设计一个运料小车的PLC控制系统75

项目5复杂的定时器/计数器的控制系统79

2.8定时器/计数器的应用举例79

2.8.1计数器的扩展79

2.8.2定时器的扩展80

2.8.3闪烁计数控制81

任务5.1多级皮带运输机循环延时顺序启、停的PLC控制系统81

任务5.2交通信号灯的PLC控制系统82

任务5.3液体搅拌机的PLC控制系统85

思考与练习题87

模块3数据处理功能指令的应用90

项目1彩灯的PLC控制90

3.1数据传送指令简介90

3.1.1数据传送指令90

3.1.2数据块传送指令92

3.1.3字节交换和字节立即读、写指令93

3.2移位和循环移位指令94

3.2.1右移位指令SHR94

3.2.2左移位指令SHL95

3.2.3循环右移位指令ROR96

3.2.4循环左移位指令ROL96

3.2.5移位寄存器指令（SHRB）98

任务1.1设计一个按钮控制的8个彩灯依次点亮的PLC控制系统100

任务1.2设计霓虹灯闪烁的PLC控制系统101

任务1.3设计天塔之光的模拟控制系统103

项目2数据处理的PLC控制系统105

3.3数据比较指令及应用105

3.4数据转换指令及应用107

3.4.1字节与字整数之间的转换108

3.4.2字整数与双字整数之间的转换108

3.4.3双整数与实数之间的转换108

3.4.4 BCD码与整数的转换109

3.4.5译码和编码指令109

3.4.6七段显示译码指令110

3.4.7 ASCII码与十六进制数的转换111

3.5算术运算、逻辑运算指令112

3.5.1整数与双整数加减法指令112

3.5.2整数与双整数乘除法指令113

3.5.3实数加、减、乘、除法指令114

3.5.4数学函数变换指令115

3.5.5逻辑运算指令116

3.5.6递增、递减指令117

3.5.7数据表指令118

任务2.1小车定位的PLC控制系统122

任务2.2抢答器的PLC控制系统123

任务2.3饮料自动售货机控制系统125

任务2.4停车场数码显示PLC控制系统129

思考与练习题130

模块4特殊功能指令的应用133

项目1机电一体化设备的PLC控制133

4.1程序控制类指令133

4.1.1有条件结束（END）指令133

4.1.2暂停（STOP）指令134

4.1.3监视计时器复位（WDR）指令134

4.1.4跳转（JMP）与标号（LBL）指令135

4.1.5循环指令（FOR、NEXT）135

4.1.6子程序指令137

4.2步进顺序控制指令141

4.2.1功能流程图简介141

4.2.2顺序控制指令142

4.2.3顺序功能图的基本结构143

4.2.4顺序控制系统的编程方法143

任务1.1专用钻床的PLC控制系统149

任务1.2传送机分拣大小球的控制系统152

任务1.3组合机床的PLC控制系统155

项目2 PLC高速处理指令的应用159

4.3中断处理指令159

4.3.1中断事件159

4.3.2中断指令161

4.3.3中断程序的调用原则162

4.3.4中断指令应用举例163

4.4高速处理指令164

4.4.1占用输入/输出端子164

4.4.2高速计数器的工作方式165

4.4.3高速计数器指令168

4.4.4高速输出指令及应用176

4.5时钟指令及应用181

任务2.1电动机高速转速的测量的PLC控制系统182

任务2.2步进电动机的PLC控制系统184

思考与练习题187

模块5模拟量处理功能的应用190

项目 恒压供水的PLC控制系统190

5.1模拟量输入/输出模块190

5.1.1模拟量输入模块191

5.1.2模拟量输出模块196

5.1.3 EM235模拟量输入/输出模块的使用198

5.2模拟数据的处理199

5.2.1模拟量输入信号的整定199

5.2.2模拟量输出信号的整定201

5.3 PLC的 PID控制202

5.3.1 PID算法202

5.3.2 PID控制回路选项203

5.3.3 PID指令204

5.3.4 PID控制功能的应用204

5.3.5 PID指令向导的应用207

任务 设计一个恒压供水的PLC控制系统212

思考与练习题218

模块6 PLC应用系统设计220

项目1 PLC在顺序控制系统中的应用220

6.1 PLC系统设计的主要内容220

6.1.1 PLC控制系统设计的基本原则220

6.1.2 PLC控制系统设计的主要内容221

6.1.3程序设计的步骤222

6.1.4系统调试222

6.2 PLC程序设计的方法223

6.2.1经验设计法223

6.2.2顺序控制设计法224

6.3 PLC应用中的若干问题230

6.3.1对PLC某些输入信号的处理230

6.3.2 PLC的安全保护231

任务1.1 PLC在自动门控制中的应用231

任务1.2全自动洗衣机PLC控制系统233

任务1.3多种工作方式机械手的PLC控制235

项目2 PLC在逻辑控制系统中的应用239

任务2.1 PLC在步进电动机控制中的应用240

任务2.2四层楼电梯的PLC控制系统242

思考与练习题250

模块7 PLC通信与网络功能应用253

项目1 PLC与远程PC的通信253

7.1通信的基本知识253

7.1.1基本概念253

7.1.2差错控制255

7.1.3传输介质256

7.1.4串行通信接口标准256

7.2工业局域网基础258

7.3 S7-200网络通信部件259

7.3.1通信端口259

7.3.2 PC/PPI电缆260

7.3.3网络连接器261

7.3.4 PROFIBUS网络电缆262

7.3.5网络中继器262

7.3.6 EM277 PROFIBUS-DP模块263

7.4 S7-200系列PLC的自由端口通信264

7.4.1自由端口通信模式264

7.4.2自由端口通信发送/接收指令265

任务 设计一台PLC与远程PC的通信系统269

项目2两台以上PLC的主从通信270

7.5 S7-200系列PLC网络通信271

7.5.1概述271

7.5.2通信协议273

7.5.3网络读与网络写指令274

任务 设计4台包装机（PLC控制）的主从通信系统285

项目3 PLC与变频器之间的通信287

7.6 USS通信协议简介287

7.6.1 USS协议指令288

7.6.2控制指令USS CTRL289

7.6.3 USS_RPM_x（USS_WPM_x）读取（写入）变频器参数指令291

7.6.4 USS的编程顺序292

7.6.5通信电缆连接293

任务3.1基于端子控制的PLC与变频器之间的通信295

任务3.2基于UUS协议的PLC与变频器之间的通信296

思考与练习题297

附录一 部分练习题参考答案299

附录二 S7-200 PLC指令集310

参考文献312