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第1章　电气控制与PLC基础1

1.1　低压电器与电气控制电路1

1.1.1　常用低压电器1

1.1.2　电气控制电路基础知识2

1.2　PLC概述4

1.2.1　PLC的产生5

1.2.2　PLC的特点5

1.2.3　PLC的分类7

1.2.4　PLC的应用领域8

1.2.5　PLC的发展趋势8

1.3　PLC控制和继电器控制的区别10

1.3.1　继电接触式控制系统的组成10

1.3.2　PLC控制系统的组成10

1.3.3　PLC控制与继电器控制的区别11

1.4　PLC的工作原理11

1.4.1　PLC的扫描工作方式11

1.4.2　PLC的工作流程图11

1.5　PLC系统的基本结构12

1.5.1　硬件结构13

1.5.2　软件组成17

1.6　PLC的编程语言18

1.6.1　常用的PLC编程语言18

1.6.2　PLC的程序结构20

1.6.3　PLC的简单应用实例20

1.7　实训　PLC的应用及简单实例21

1.8　思考与练习22

第2章　S7-200 PLC硬件系统及编程资源24

2.1　S7-200 PLC硬件系统配置24

2.1.1　S7-200 PLC的硬件构成和性能特点24

2.1.2　S7-200 CPU的结构和扩展模块27

2.1.3　CPU模块连接图30

2.2　S7-200 PLC编程软元件34

2.2.1　概述34

2.2.2　软元件类型和功能35

2.3　S7-200 PLC的寻址方式38

2.3.1　数据类型38

2.3.2　直接寻址与间接寻址39

2.4　实训　PLC硬件连接及简单程序42

2.5　思考与练习44

第3章　S7-200 PLC的基本指令及应用45

3.1 概述45

3.1.1　S7-200 PLC编程软件简介45

3.1.2　S7-200 PLC指令基本格式45

3.2　基本逻辑指令46

3.2.1 触点输入／线圈驱动输出指令46

3.2.2　逻辑与指令48

3.2.3　逻辑或指令48

3.2.4　逻辑块与指令49

3.2.5　逻辑块或指令49

3.2.6　置位／复位指令50

3.2.7　立即指令50

3.2.8　边沿触发指令51

3.2.9　堆栈操作指令52

3.2.10　取反／空操作指令53

3.3　定时器指令54

3.3.1　基本概念及定时器编号54

3.3.2　通电延时定时器TON（0n-Delay Timer）54

3.3.3　断电延时定时器TOF（Off-Delay Timer）55

3.3.4　保持型通电延时定时器TONR（Retentive On-Delay Timer）56

3.3.5　定时器当前值刷新方式58

3.4　计数器指令59

3.4.1　基本概念及计数器编号59

3.4.2　递增计数器CTU（Count Up）59

3.4.3　递减计数器CTD（Count Dowr）60

3.4.4　增减计数器CTUD（Count UP/Down）61

3.5 比较指令63

3.5.1　比较指令运算符63

3.5.2　比较数据类型63

3.5.3　比较指令格式64

3.6　程序控制指令65

3.6.1　跳转指令66

3.6.2　循环指令67

3.6.3　停止、结束及看门狗复位指令68

3.6.4　子程序69

3.6.5　“与”ENO指令75

3.7　实训　常用基本逻辑指令编程练习76

3.8　思考与练习79

第4章　S7-200 PLC顺序控制指令及应用81

4.1　PLC功能图概述81

4.1.1　功能图基本概念81

4.1.2　功能图结构82

4.1.3　功能图转换成梯形图83

4.2　顺序控制指令84

4.2.1　顺序控制指令的格式与功能84

4.2.2　顺序控制指令示例86

4.2.3　顺序控制指令使用说明87

4.3　实训　顺序控制指令编程练习89

4.4　思考与练习90

第5章　S7-200 PLC功能指令及应用91

5.1　数据传送指令91

5.1.1　单个数据传送指令91

5.1.2　块传送指令93

5.1.3　字节交换与填充指令94

5.2　算术和逻辑运算指令94

5.2.1　算术运算指令95

5.2.2　增减指令99

5.2.3　数学函数指令99

5.2.4　逻辑运算指令101

5.3　移位指令102

5.3.1　左移和右移指令102

5.3.2　循环左移和循环右移指令103

5.3.3　移位寄存器指令104

5.4　表功能指令105

5.4.1　填表指令106

5.4.2　查表指令107

5.4.3　表中取数指令108

5.5　转换指令109

5.5.1　数据类型转换指令109

5.5.2　编码和译码指令112

5.5.3　七段显示码指令112

5.5.4　字符串转换指令114

5.6　中断指令116

5.6.1　中断源、中断事件号及中断优先级116

5.6.2　中断指令的格式与功能118

5.6.3　中断设计步骤119

5.7　高速处理指令121

5.7.1　高速计数指令121

5.7.2　高速脉冲输出126

5.8　PID操作指令127

5.8.1　PID算法127

5.8.2　PID回路输入转换及标准化数据128

5.8.3 回路输出值转换成标定数据129

5.8.4　正作用和反作用回路129

5.8.5　回路输出变量范围、控制方式及特殊操作130

5.8.6　PID回路表131

5.8.7　PID回路指令131

5.8.8　PID编程步骤及应用132

5.9　时钟指令134

5.9.1　读实时时钟指令TODR134

5.9.2　写实时时钟指令TODW135

5.10　实训 中断等功能指令编程练习135

5.11　思考与练习137

第6章 STEP7-Micro/WIN编程软件及应用139

6.1　STEP7-Micro/WIN V4.0安装139

6.1.1　计算机配置要求139

6.1.2　硬件连接139

6.1.3　软件安装140

6.1.4　在线连接142

6.2　STEP7-Micro/WIN V4.0功能简介144

6.2.1　编程软件基本功能144

6.2.2　窗口组件及功能145

6.3　程序编辑147

6.3.1 建立项目148

6.3.2　编辑程序149

6.3.3　创建逻辑网络的规则153

6.4　编译下载153

6.4.1　程序编译153

6.4.2　程序下载154

6.5　调试监控156

6.5.1　PLC的工作模式156

6.5.2　选择扫描次数157

6.5.3　状态监控157

6.6 实训 STEP7-Micro/WIN编程软件练习159

6.7　思考与练习161

第7章　S7-200 PLC网络通信及应用164

7.1　S7-200 PLC网络通信实现164

7.1.1　S7-200 PLC网络通信概述164

7.1.2　S7-200 PLC网络通信协议168

7.1.3　网络通信配置实例171

7.2　S7-200 PLC通信指令和应用172

7.2.1　网络读与网络写指令172

7.2.2　发送与接收指令176

7.2.3　获取与设置通信口地址指令180

7.3　实训　S7-200 PLC网络通信实验181

7.4　思考与练习182

第8章　PLC控制系统简介184

8.1　PLC控制系统的结构类型184

8.1.1　单机控制系统184

8.1.2　集中控制系统184

8.1.3　远程I/O控制系统184

8.1.4　分布式控制系统185

8.2　PLC控制系统的设计步骤185

8.3　PLC硬件配置选择与外围电路186

8.3.1　PLC硬件配置186

8.3.2　PLC外围电路187

8.4　PLC软件设计188

8.4.1　PLC软件设计的基本原则188

8.4.2　PLC软件设计的内容和步骤189

8.5　PLC控制系统运行方式及可靠性189

8.5.1　PLC控制系统的运行方式189

8.5.2　PLC控制系统的可靠性190

8.6　PLC控制系统安装调试191

8.6.1　PLC控制系统的安装191

8.6.2　PLC控制系统的调试192

8.7　PLC控制系统应用实例192

8.7.1　原理介绍193

8.7.2　系统控制要求193

8.7.3　控制系统I/O资源分配193

8.7.4　选定PLC型号193

8.7.5　控制系统原理图194

8.7.6　控制系统软件设计194

8.8　实训　步进电动机运动控制195

8.9　思考与练习197

第9章　PLC控制系统设计实例198

9.1 三相异步电动机带延时的正反转控制设计198

9.1.1　工作原理198

9.1.2　系统控制要求198

9.1.3　控制系统L/O资源分配199

9.1.4　选定PLC型号199

9.1.5　控制系统接线图199

9.1.6　控制系统软件设计200

9.2　水塔水位实时检测控制系统设计203

9.2.1　工艺过程203

9.2.2　系统控制要求204

9.2.3　控制系统I/O资源分配204

9.2.4　选定PLC型号204

9.2.5　控制系统接线图204

9.2.6　控制系统软件设计205

9.3　散装物料输送系统设计206

9.3.1　工艺过程206

9.3.2　系统控制要求207

9.3.3　控制系统I/O资源分配207

9.3.4　选定PLC型号208

9.3.5　控制系统接线图208

9.3.6　控制系统软件设计208

9.4　叶片式混料机控制设计211

9.4.1　工艺过程211

9.4.2　系统控制要求211

9.4.3　控制系统I/O资源分配212

9.4.4　选定PLC型号213

9.4.5　控制系统接线图213

9.4.6　控制系统软件设计213

9.5　自动搬运车控制系统设计215

9.5.1　工艺过程215

9.5.2　系统控制要求216

9.5.3　控制系统I/O资源分配217

9.5.4　选定PLC型号217

9.5.5　控制系统接线图217

9.5.6　控制系统软件设计218

9.6　炼钢厂喂丝机控制系统224

9.6.1　工艺过程224

9.6.2　系统控制要求226

9.6.3　控制系统I/O资源分配226

9.6.4　选定PLC型号227

9.6.5　控制系统接线图227

9.6.6　控制系统软件设计228

9.7　实训　机械手动作模拟232

9.8　思考与练习235

附录237

附录A　电气简图用图形符号（部分）237

附录B　S7-200 PLC基本指令集239

部分习题参考答案242

参考文献249