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目 录1

第1章可编程控制器综述1

1.1可编程控制器的历史1

1.2可编程控制器的定义与发展2

1.3可编程控制器系统的基本结构4

1.4可编程控制器的分类5

1.5可编程控制器的特点6

10.2.1局域网基础 267

1.6可编程控制器的应用领域7

1.7常见可编程控制器8

1.8可编程控制器的发展趋势9

2.1可编程控制器的组成11

2.1.1 CPU模块11

第2章可编程控制器的硬件结构11

2.1.2存储器12

2.1.3底板及电源模块12

2.1.4 I/O模块及特殊I/O模块12

2.1.5通信接口模块13

2.2可编程控制器的工作原理13

2.2.1巡回扫描机制14

2.2.2 I/O映象区15

2.2.3 I/O响应时间16

2.3可编程控制器的开关量I/O模块18

2.3.1开关量I/O模块及其接线方式18

2.3.2直流开关量输入模块19

2.3.4晶体管型开关量输出模块20

2.3.3交流开关量输入模块20

2.3.5继电器型开关量输出模块21

2.3.6本地I/O与远程I/O22

2.4可编程控制器的模拟量I/O模块23

2.4.1模拟量I/O模块的功用与种类23

2.4.2模拟量输入模块23

2.4.3模拟量输出模块24

2.5可编程控制器的扩展I/O模块25

2.5.1高速计数模块25

2.5.3闭环控制模块27

2.5.2中断输入模块27

2.5.4 BCD码输入／输出模块30

2.5.5温度控制模块30

2.5.6数据通信模块30

第3章可编程控制器的编程语言与指令系统32

3.1可编程控制器的编程语言32

3.1.1 常见编程语言简介32

3.1.2梯形图的特点与编程规则34

3.2可编程控制器的指令格式与编程元素37

3.2.1 可编程控制器的指令与指令格式37

3.2.2可编程控制器指令中的变量与常数38

3.2.3可编程控制器的编程元素40

3.3可编程控制器的指令系统45

3.3.1基本指令45

3.3.2步进指令55

3.3.3功能指令58

3.3.4 PLC指令系统比较60

3.4.3顺序脉冲发生器63

3.4.1控制器运行状态的指示63

3.4.2单一脉冲发生器63

3.4常见功能的梯形图实现63

3.4.4方波和占空比可调的脉冲发生器64

3.4.5起动、保持和停止回路65

3.4.6延时接通和断开回路65

3.4.7长延时计时器66

3.4.8闪烁与单稳态回路66

4.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤68

第4章可编程控制器的应用技术68

4.1.1 PLC控制系统设计的基本原则68

4.1 PLC控制系统设计的基本原则与步骤68

4.2 PLC的选型与硬件配置71

4.2.1 PLC机型的选择71

4.2.2 PLC容量的确定73

4.2.3 I/O模块的选择74

4.3 PLC运行方式及外部电路设计75

4.3.1系统运行方式的设计75

4.3.2 PLC外部电路设计76

4.4 PLC控制系统的可靠性设计82

4.4.1 PLC的环境适应性设计82

4.4.2控制系统的冗余性设计84

4.4.3控制系统的抗干扰性设计85

4.4.4控制系统的故障诊断89

5.1.1熟悉被控对象91

第5章可编程控制器的应用程序设计91

5.1可编程控制器应用程序的设计流程91

5.1.2熟悉编程器和编程语言92

5.1.3参数表的定义92

5.1.4程序框图的设计93

5.2逻辑控制程序设计的方法与技巧94

5.1.5程序的编写94

5.1.7程序说明书的编写94

5.1.6程序的测试94

5.2.1程序中输入设备状态的表示95

5.2.2按钮信号的程序设计96

5.2.3边沿信号的检测与程序设计98

5.2.4时间控制逻辑的程序设计99

5.2.5逻辑控制信号的输出100

5.2.6逻辑控制程序的经验设计法102

5.2.7逻辑控制程序设计中的状态分析法106

5.3基于功能表图的顺序控制过程描述107

5.3.1功能表图的由来107

5.3.2功能表图中的基本元素108

5.3.3功能表图的基本结构111

5.3.4功能表图中转换实现的基本规则112

5.3.5功能表图绘制时的注意事项113

5.4.1利用功能表图实现顺序控制的基本思想114

5.4基于功能表图的顺序控制梯形图设计114

5.4.2用起保停回路设计顺序控制梯形图115

5.4.3用置位／复位指令设计顺序控制梯形图117

5.4.4用移位寄存器设计顺序控制梯形图119

5.4.5用步进指令设计顺序梯形图120

5.4.6几种编程方法的比较120

5.5程序设计中如何节省扫描时间121

第6章电气控制类应用123

6.1 实例1——PLC在三相异步电动机控制中的应用123

6.1.1应用背景与需求123

6.1.2 电动机的顺序启动控制123

6.1.3 电动机的正转、反转和停止控制124

6.1.4 电动机的星－三角降压启动控制125

6.2.1应用背景与需求127

6.2.2 PLC控制系统分析与设计127

6.2实例2——PLC在自耦变压器控制多台电动机中的应用127

6.1.5总结与评价127

6.2.3 PLC控制梯形图设计129

6.2.4总结与评价130

6.3.1 应用背景与需求131

6.3.2 PLC控制步进电机的方式131

6.3实例3——PLC在步进电机控制中的应用131

6.3.3 PLC控制步进电机的实现133

6.3.4总结与评价137

6.4实例4——PLC在输电线路自动重合闸控制中的应用138

6.4.1应用背景与需求138

6.4.2 自动重合闸PLC控制系统设计138

6.4.3 自动重合闸PLC控制程序设计139

6.4.4总结与评价140

6.5 实例5——PLC在电镀专用行车控制中的应用141

6.5.1应用背景与需求141

6.5.2 电镀专用行车PLC控制系统设计141

6.5.3 电镀专用行车PLC控制程序设计144

6.6.1 应用背景与需求145

6.6 实例6——PLC在交流双速电梯控制中的应用145

6.5.4总结与评价145

6.6.2交流双速电梯PLC控制系统设计146

6.6.3 交流双速电梯PLC控制程序设计148

6.6.4总结与评价155

第7章工业生产控制类应用157

7.1 实例7——LC在多工步机床控制中的应用158

7.1.1应用背景与需求158

7.1.2多工步机床PLC控制系统的设计158

7.1.3 多工步机床PLC控制梯形图的设计160

7.1.4总结与评价160

7.2实例8——PLC在光源机械上泡机械手控制中的应用163

7.2.1 应用背景与需求163

7.2.2控制过程分析与PLC选型164

7.2.3采用移位寄存器控制法的控制梯形图设计165

7.2.4总结与评价168

7.3实例9——PLC在砂处理生产线上的应用168

7.3.1 应用背景与需求168

7.3.2砂处理生产线PLC控制系统分析168

7.3.4采用鼓形控制器设计旧砂输送控制梯形图169

7.3.3采用计时器设计型砂输送控制梯形图169

7.3.5采用移位寄存器设计碾混系统控制梯形图172

7.3.6总结与评价173

7.4.1应用背景与需求173

7.4 实例10——PLC在机器人施釉生产线控制中的应用173

7.4.2施釉生产线PLC控制系统设计174

7.4.3施釉生产线PLC控制梯形图设计177

7.4.4总结与评价178

7.5实例11——PLC在贮丝生产线系统控制中的应用178

7.5.1应用背景与需求178

7.5.2 贮丝生产线PLC控制系统的设计179

7.5.3 贮丝生产线PLC控制梯形图设计181

7.5.4总结与评价182

7.6 实例12——LC用于生产过程的联锁报警控制186

7.6.1应用背景与需求186

7.6.2生产过程联锁报警控制功能分析186

7.6.3联锁报警控制功能的实现187

7.6.4总结与评价188

8.1.1 应用背景与需求190

8.1 实例13——PLC在液压实验台控制中的应用190

第8章机电设备控制类应用190

8.1.2实验台PLC控制系统设计与控制实例191

8.1.3 总结与评价193

8.2.1应用背景与需求194

8.2.2液体混合装置PLC控制系统设计194

8.2实例14——PLC在液体混合装置控制中的应用194

8.2.3液体混合装置PLC控制梯形图设计195

8.3.1 应用背景与需求198

8.3.2谷物烘干机PLC控制系统设计198

8.3实例15——PLC在谷物烘干机自动控制中应用198

8.2.4总结与评价198

8.3.4总结与评价199

8.3.3谷物烘干机PLC控制梯形图设计199

8.4 实例16——PLC在交通信号灯自动控制中的应用201

8.4.1 应用背景与需求201

8.4.2交通信号灯PLC控制系统分析与设计202

8.4.3交通信号灯PLC控制梯形图设计204

8.4.4总结与评价205

8.5实例17——PLC在桥式起重机检测控制中的应用205

8.5.1应用背景与需求205

8.5.2桥式起重机检测的PLC控制系统设计206

8.5.3桥式起重机检测的PLC控制梯形图设计207

8.6 实例18——LC在高压离心风机控制中的应用210

8.6.1应用背景与需求210

8.6.2高压离心风机PLC控制系统的分析与设计210

8.5.4总结与评价210

8.6.3高压离心风机PLC控制梯形图设计211

8.6.4总结与评价212

8.7实例19——PLC在多机系统自动切换控制中的应用213

8.7.1应用背景与需求213

8.7.2双机系统自动切换的PLC控制213

8.7.3 双机系统自动切换的PLC控制215

8.7.4总结与评价216

第9章模拟量检测与控制类应用217

9.1 实例20——PLC实现模拟量检测与控制的基本方法217

9.1.1应用背景与需求217

9.1.2 F1/F2系列PLC的模拟量输入输出单元简介218

9.1.3实现模拟量信号输入、运算与输出功能的编程实例220

9.1.4总结与评价222

9.2.2输入信号的惯性滤波法及其梯形图设计223

9.2.1应用背景与需求223

9.2实例21——PLC实现模拟量输入信号滤波的程序设计223

9.2.3输入信号的平均值滤波法及其梯形图设计224

9.2.4总结与评价227

9.3实例22——PLC模拟量信号的数值整定228

9.3.1应用背景与需求228

9.3.2模拟量输入信号的数值整定229

9.3.3模拟量输出信号的数值整定230

9.3.4总结与评价231

9.4.2 PLC实现PID控制的方式232

9.4.1 应用背景与需求232

9.4 实例23——PLC闭环控制系统中PID控制器的实现232

9.4.3 PLC PID控制器的实现233

9.4.4总结与评价237

9.5实例24——PLC在温度监测与控制系统中的应用237

9.5.1应用背景与需求237

9.5.2 PLC温度监测与控制系统的设计237

9.5.3 PLC温度监测与控制梯形图的设计238

9.6.1应用背景与需求243

9.5.4总结与评价243

9.6实例25——PLC在双参量随动控制系统中的应用243

9.6.2 PLC双参量随动控制系统设计244

9.6.3双参量随动控制梯形图设计245

9.7实例26——PLC在轴承滚针分选机控制中的应用248

9.7.1 应用背景与需求248

9.7.2轴承滚针分选机PLC控制系统设计248

9.6.4总结与评价248

9.7.3 PLC控制梯形图的设计250

9.8.1应用背景与需求252

9.8实例27——PLC在污水处理模糊控制中的应用252

9.7.4总结与评价252

9.8.3 PLC模糊控制器的设计253

9.8.2 SBR法污水处理过程分析253

9.8.4总结与评价257

第10章网络通信类应用258

10.1网络通信中的基本概念258

10.1.1并行通信与串行通信258

10.1.2异步传输和同步传输259

10.1.3单工通信与双工通信260

10.1.4基带传输与频带传输261

10.1.5数据传输速率262

10.1.6数据传输中的差错控制与检错码263

10.1.7串行通信接口标准264

10.2工业局域网及其组网技术267

10.2.2工业局域网的组网技术274

10.2.3现场总线技术275

10.3 实例28——西门子S7系列PLC的网络通信技术281

10.3.1应用背景与需求281

10.3.2 S7系列PLC的网络结构与协议282

10.3.3 S7-200 PLC的通信方式与硬件选择284

10.3.4编程软件中S7-200 PLC的通信参数设置286

10.3.5 S7-200 PLC的通信指令288

10.3.6 S7-200通信应用实例291

10.3.7 S7-300/S7-400的通信与组网293

10.4实例29——Windows下计算机与PLC串行通信的实现295

10.4.1应用背景与需求295

10.4.2 Delphi下用Windows API函数实现计算机串行通信295

10.4.3 Windows串行通信控件MSComm介绍296

10.4.4 VB下用MSComm实现计算机与PLC的串行通信297

10.4.5总结与评价299

10.5实例30——自由端口模式下PLC串行通信的实现300

10.5.1应用背景与需求300

10.5.2 自由端口初始化与参数设置300

10.5.3程序设计要考虑的几个问题303

10.5.4编程实例305

10.6.2 OMRON PLC与上位机的硬件连接307

10.6.1应用背景307

10.6实例31——OMRON系列PLC与计算机的通信技术307

10.5.5总结与评价307

10.6.3 OMRON PLC与上位机的通信协议308

10.6.4用VB实现OMRON PLC与计算机的串行通信311

10.6.5用VC++实现OMRON PLC与计算机的串行通信313

10.6.6总结与评价316

10.7实例32——FX系列PLC与计算机串行通信的实现316

10.7.1应用背景与需求316

10.7.2 FX2 PLC与计算机的硬件连接317

10.7.4 VC++语言下串行通信程序的设计318

10.7.3 FX2系列PLC与计算机的通信协议318

10.8实例33——基于USS协议实现PLC对变频器的控制324

10.8.1应用背景与需求324

10.7.5总结与评价324

10.8.2变频器的USS控制协议325

10.8.3 PLC控制变频器的程序设计326

10.9.1 应用背景与需求329

10.9.2局域网技术与以太网329

10.9 实例34——PLC在以太网中与上位计算机通信的实现329

10.8.4总结与评价329

10.9.3 PLC与以太网的结合332

10.9.4用组态王实现PLC在以太网中的通信332

10.9.5总结与评价336

10.10实例35——利用电话网实现PLC与计算机的远程通信336

10.10.1 应用背景与需求336

10.10.2 PLC与计算机远程通信系统的设计337

10.10.3上位计算机远程通信功能的设计338

10.10.4 MODBUS协议下PLC的通信程序339

10.10.5总结与评价341