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第1章 概述1

1.1 PLC的基本概念与基本结构1

1.1.1 PLC的基本概念1

1.1.2 PLC的基本结构1

1.1.3 怎样下载PLC的资料和软件2

1.2 PLC的特点与应用领域3

1.2.1 PLC的特点3

1.2.2 PLC的应用领域4

1.3 习题5

第2章 PLC的硬件与编程软件使用方法6

2.1 PLC的硬件6

2.1.1 PLC的物理结构6

2.1.2 CPU模块中的存储器7

2.1.3 I/O模块8

2.2 PLC的工作原理9

2.2.1 用触点和线圈实现逻辑运算9

2.2.2 PLC的操作模式10

2.2.3 PLC的工作原理10

2.3 S7-200系列PLC13

2.3.1 CPU模块13

2.3.2 数字量扩展模块15

2.3.3 模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块16

2.4 I/O点的地址分配与接线18

2.4.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配18

2.4.2 S7-200的外部接线18

2.5 STEP 7-Micro/WIN编程软件概述20

2.5.1 编程软件的安装与项目的组成20

2.5.2 通信参数的设置与在线连接的建立22

2.5.3 帮助功能的使用与出错处理23

2.6 程序的编写与传送24

2.6.1 编程的准备工作24

2.6.2 程序的编写与传送举例25

2.6.3 数据块的使用29

2.7 用编程软件监视与调试程序29

2.7.1 基于程序编辑器的状态监控29

2.7.2 用状态表监视与调试程序31

2.7.3 用状态表强制改变数值33

2.7.4 调试用户程序的其他方法34

2.8 使用系统块设置PLC的参数35

2.8.1 S7-200保存程序和数据的方法与有关的设置35

2.8.2 创建CPU的密码37

2.8.3 输出表与输入滤波器的设置38

2.8.4 其他参数的设置39

2.9 S7-200仿真软件的使用39

2.10 实训42

2.10.1 编程软件的使用练习42

2.10.2 仿真软件的使用练习45

2.11 习题46

第3章 PLC程序设计基础48

3.1 PLC的编程语言与程序结构48

3.1.1 PLC编程语言的国际标准48

3.1.2 S7-200的程序结构50

3.2 存储器的数据类型与寻址方式50

3.2.1 数据在存储器中存取的方式50

3.2.2 CPU的存储区52

3.2.3 直接寻址与间接寻址55

3.3 位逻辑指令56

3.3.1 触点指令与赋值指令56

3.3.2 输出类指令与其他指令60

3.4 定时器与计数器指令62

3.4.1 定时器指令62

3.4.2 计数器指令64

3.5 实训65

3.5.1 位逻辑指令的功能与应用65

3.5.2 定时器计数器的功能与应用67

3.5.3 断电保持功能的设置与应用69

3.6 习题71

第4章 数字量控制系统梯形图程序设计方法74

4.1 梯形图的经验设计法与继电器电路转换法74

4.1.1 梯形图中的基本电路74

4.1.2 经验设计法75

4.1.3 根据继电器电路图设计梯形图的方法77

4.1.4 设计中应注意的问题79

4.2 顺序控制设计法与顺序功能图81

4.2.1 顺序控制设计法81

4.2.2 步与动作82

4.2.3 有向连线与转换条件84

4.2.4 顺序功能图的基本结构85

4.2.5 顺序功能图中转换实现的基本规则87

4.3 实训88

4.3.1 运输带控制88

4.3.2 小车控制90

4.3.3 异步电动机自耦减压起动控制90

4.4 习题91

第5章 顺序控制梯形图的设计方法94

5.1 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法94

5.1.1 单序列的编程方法94

5.1.2 选择序列与并行序列的编程方法96

5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法99

5.2.1 单序列的编程方法99

5.2.2 选择序列与并行序列的编程方法100

5.3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法103

5.3.1 顺序控制继电器指令103

5.3.2 单序列的编程方法104

5.3.3 选择序列与并行序列的编程方法105

5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法107

5.4.1 系统的硬件结构与工作方式107

5.4.2 公用程序与手动程序109

5.4.3 自动程序110

5.4.4 自动回原点程序112

5.5 实训113

5.5.1 使用起保停电路的小车控制113

5.5.2 人行横道交通信号灯控制114

5.5.3 使用置位复位指令的运输带控制115

5.5.4 液体混合控制116

5.5.5 使用顺序控制继电器指令的运输带控制118

5.5.6 剪板机控制118

5.5.7 具有多种工作方式的机械手控制119

5.6 习题121

第6章 PLC的功能指令123

6.1 功能指令概述123

6.1.1 功能指令的学习方法123

6.1.2 使能输入与使能输出123

6.1.3 梯形图中的网络与指令124

6.2 程序控制指令125

6.3 局部变量表与子程序127

6.3.1 局部变量表127

6.3.2 子程序的编写与调用128

6.4 数据处理指令131

6.4.1 比较指令131

6.4.2 数据传送指令132

6.4.3 移位与循环指令132

6.4.4 数据转换指令134

6.4.5 表功能指令136

6.4.6 读写实时时钟指令137

6.4.7 字符串指令138

6.5 数学运算指令与逻辑运算指令138

6.5.1 数学运算指令138

6.5.2 浮点数函数运算指令140

6.5.3 逻辑运算指令141

6.6 中断程序与中断指令142

6.6.1 中断程序142

6.6.2 中断事件与中断指令143

6.6.3 中断优先级与中断队列溢出144

6.7 高速计数器与高速脉冲输出指令146

6.7.1 编码器146

6.7.2 高速计数器的工作模式与外部输入信号147

6.7.3 高速计数器指令与应用149

6.7.4 高速脉冲输出与开环位置控制150

6.8 实训153

6.8.1 跳转指令的应用153

6.8.2 比较指令与循环指令的应用154

6.8.3 子程序的编程实验155

6.8.4 移位循环指令的应用157

6.8.5 数据转换指令的应用158

6.8.6 实时时钟指令的应用160

6.8.7 数学运算指令的应用161

6.8.8 修改定时器的设定值162

6.8.9 逻辑运算指令的应用164

6.8.10 中断程序的编程实验165

6.8.11 高速计数器与高速输出的编程实验166

6.9 习题169

第7章 PLC的通信与自动化通信网络171

7.1 计算机通信概述171

7.1.1 串行通信的基本概念171

7.1.2 串行通信的接口标准172

7.2 计算机通信的国际标准173

7.2.1 开放系统互连模型173

7.2.2 IEEE 802通信标准173

7.2.3 现场总线及其标准173

7.3 西门子的工业自动化通信网络177

7.3.1 全集成自动化177

7.3.2 工业以太网177

7.3.3 现场总线PROFIBUS178

7.3.4 现场总线AS-i179

7.4 S7-200的通信协议与通信功能179

7.4.1 S7-200的网络通信协议179

7.4.2 S7-200的通信功能180

7.4.3 PPI网络的硬件接口与网络配置181

7.4.4 在编程软件中设置通信接口的参数182

7.5 S7-200的其他通信功能184

7.5.1 网络读写指令与S7-200 CPU之间的通信184

7.5.2 使用Modbus协议的通信186

7.5.3 使用自由端口模式的计算机与S7-200的通信187

7.5.4 使用USS协议库的S7-200与变频器的通信187

7.5.5 调制解调器模块EM 241简介188

7.6 实训——两台PLC之间的通信实验188

7.7 习题189

第8章 PLC应用中的一些问题190

8.1 PLC控制系统的设计与调试步骤190

8.1.1 系统设计190

8.1.2 PLC硬件的选型191

8.1.3 硬件软件设计与调试192

8.2 PLC控制系统的可靠性措施193

8.2.1 电源的抗干扰措施194

8.2.2 输入／输出的抗干扰措施194

8.2.3 故障检测与诊断196

8.3 PLC在模拟量闭环控制中的应用197

8.3.1 模拟量闭环控制系统197

8.3.2 PID控制器199

8.3.3 PID指令向导的应用200

8.3.4 PID参数的整定方法202

8.3.5 PID参数自整定简介205

8.4 PLC在变频器控制中的应用206

8.4.1 变频器的输出频率控制206

8.4.2 用顺序控制设计法设计变频器控制程序209

8.4.3 用PLC切换电动机的变频电源和工频电源212

8.5 触摸屏的组态与应用简介214

8.5.1 人机界面与触摸屏214

8.5.2 触摸屏的画面组态215

8.5.3 触摸屏的模拟运行220

8.5.4 触摸屏的运行222

8.6 实训——PID闭环控制实验223

8.7 习题224

附录226

附录A S7-200的特殊存储器（SM）标志位226

附录B S7-200的SIMATIC指令集简表228

参考文献233