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第1章 PLC的基本概况1

1.1 PLC简介1

1.1.1 PLC的定义1

1.1.2 PLC的基本功能与特点2

1.1.3 PLC的应用和分类3

1.1.4 西门子PLC简介7

1.2 PLC的组成及工作原理8

1.2.1 PLC的组成8

1.2.2 PLC的工作原理13

1.3 PLC与其他顺序逻辑控制系统的比较14

1.3.1 PLC与继电器控制系统的比较14

1.3.2 PLC与微型计算机控制系统的比较16

1.3.3 PLC与单片机控制系统的比较16

1.3.4 PLC与DCS的比较17

第2章 S7-200 PLC的硬件系统19

2.1 主机单元19

2.1.1 主机单元的类别及性能19

2.1.2 主机单元的外形结构21

2.1.3 主机单元的I/O22

2.2 扩展模块25

2.2.1 数字量扩展模块25

2.2.2 模拟量扩展模块26

2.2.3 通信扩展模块27

2.2.4 特殊功能扩展模块27

2.3 数据存储器28

2.3.1 数据长度28

2.3.2 数制28

2.3.3 数据类型及数据范围29

2.3.4 数据存储器的编址方式31

2.4 S7-200的存储系统与寻址方式31

2.4.1 S7-200的存储系统31

2.4.2 S7-200存储器范围及特性35

2.4.3 寻址方式35

第3章 S7-200 PLC编程软件的使用38

3.1 PLC编程语言38

3.1.1 PLC编程语言的国际标准38

3.1.2 梯形图39

3.1.3 语句表42

3.1.4 顺序功能图42

3.1.5 功能块图42

3.2 S7-200编程软件的使用43

3.2.1 编程软件的安装43

3.2.2 STEP7-Micro/WIN简介45

3.2.3 编程计算机与CPU通信50

3.2.4 系统块设置54

3.2.5 程序的编写与编辑64

3.2.6 程序的编译与下载67

3.2.7 程序的调试与监控69

3.3 S7-200仿真软件的使用74

第4章 S7-200的基本指令77

4.1 基本逻辑指令77

4.1.1 基本位操作指令77

4.1.2 块操作指令80

4.1.3 逻辑堆栈指令83

4.1.4 置位与复位指令85

4.1.5 取反与空操作指令86

4.1.6 立即I/O指令86

4.1.7 边沿触发指令88

4.2 定时器指令89

4.2.1 定时器的基本知识89

4.2.2 定时器指令90

4.2.3 定时器指令的应用93

4.3 计数器指令95

4.3.1 加计数器指令96

4.3.2 减计数器指令96

4.3.3 加／减计数器指令97

4.3.4 计数器指令的应用97

4.4 程序控制类指令102

4.4.1 结束及暂停指令102

4.4.2 看门狗复位指令102

4.4.3 跳转及标号指令103

4.4.4 循环指令105

4.4.5 子程序调用与返回指令105

第5章 S7-200的常用功能指令109

5.1 S7-200系列PLC的数据处理指令109

5.1.1 S7-200系列PLC的传送指令109

5.1.2 S7-200系列PLC的字节交换与读写指令112

5.1.3 S7-200系列PLC的移位指令113

5.1.4 S7-200系列PLC的比较指令118

5.2 S7-200系列PLC的算术运算和逻辑运算指令120

5.2.1 S7-200系列PLC的算术运算指令120

5.2.2 S7-200系列PLC的逻辑运算指令131

5.3 S7-200系列PLC的表功能指令136

5.3.1 S7-200系列PLC的填表指令136

5.3.2 S7-200系列PLC的查表指令137

5.3.3 S7-200系列PLC的表取数指令138

5.3.4 S7-200系列PLC的存储器填充指令140

5.4 S7-200系列PLC的转换指令140

5.4.1 S7-200系列PLC的数据转换指令140

5.4.2 S7-200系列PLC的编码和译码指令144

5.4.3 S7-200系列PLC七段显示译码指令145

5.4.4 S7-200系列PLC的ASCⅡ码转换指令146

5.5 S7-200系列PLC的中断指令150

5.5.1 中断源150

5.5.2 中断控制指令152

5.5.3 中断程序153

5.6 S7-200系列PLC的高速处理指令156

5.6.1 S7-200系列PLC的高速计数指令156

5.6.2 S7-200系列PLC的高速脉冲指令164

5.7 S7-200系列PLC的实时时钟指令176

5.7.1 设定实时时钟指令176

5.7.2 读实时时钟指令176

第6章 数字量控制系统梯形图的设计方法178

6.1 梯形图的设计方法178

6.1.1 根据继电器—接触器电路图设计梯形图178

6.1.2 用经验法设计梯形图181

6.2 顺序控制设计法与顺序功能图185

6.2.1 步与动作186

6.2.2 有向连接与转换186

6.2.3 顺序功能图的基本结构187

6.3 常见的顺序控制编写梯形图的方法188

6.3.1 启保停方式的顺序控制188

6.3.2 转换中心方式的顺序控制189

6.4 S7-200顺序控制191

6.4.1 S7-200顺序控制指令191

6.4.2 顺序控制指令方式的顺序功能图191

6.5 单序列的S7-200顺序控制应用实例195

6.5.1 液压动力滑台的PLC控制195

6.5.2 PLC在注塑成型生产线控制系统中的应用198

6.5.3 PLC在简易机械手中的应用208

6.6 选择序列的S7-200顺序控制应用实例215

6.6.1 闪烁灯控制215

6.6.2 多台电动机的PLC启停控制220

6.6.3 大小球分捡机的PLC控制229

6.7 并行序列的S7-200顺序控制应用实例240

6.7.1 人行道交通信号灯控制240

6.7.2 双面钻孔组合机床的PLC控制246

第7章 S7-200模拟量功能与PID控制261

7.1 模拟量的基本概念261

7.1.1 模拟量处理流程261

7.1.2 模拟量的表示及精度262

7.1.3 模拟量输入方法265

7.1.4 模拟量输出方法265

7.2 S7-200系列的模拟量扩展模块266

7.2.1 EM231模拟量扩展输入模块266

7.2.2 EM235模拟量扩展输入／输出模块268

7.2.3 EM232模拟量扩展输出模块271

7.3 模拟量控制的使用271

7.3.1 模拟量扩展模块的地址编排271

7.3.2 模拟量扩展模块的数据字格式272

7.3.3 模拟量信号的转换273

7.3.4 模拟量扩展模块的使用与仿真274

7.4 PID闭环控制279

7.4.1 模拟量闭环控制系统的组成279

7.4.2 PID控制原理280

7.4.3 PID回路控制参数表及指令283

7.4.4 PID回路控制284

7.5 PID应用控制286

7.5.1 PID应用指令控制286

7.5.2 PID向导应用控制288

第8章 PLC的通信与网络294

8.1 数据通信的基础知识294

8.1.1 数据传输方式294

8.1.2 串行通信的分类295

8.1.3 串行通信的数据通路形式297

8.1.4 串行通信的接口标准297

8.1.5 通信介质301

8.2 工业局域网基础302

8.2.1 网络结构302

8.2.2 网络协议303

8.2.3 现场总线304

8.3 S7-200系列PLC的通信与网络306

8.3.1 S7-200系列PLC的通信部件306

8.3.2 S7-200系列PLC通信协议309

8.3.3 S7-200系列PLC网络参数的设置312

8.4 S7-200系列PLC的Modbus通信314

8.4.1 Modbus通信协议315

8.4.2 Modbus通信帧结构316

8.4.3 Modbus通信指令317

8.4.4 S7-200 PLC间的Modbus通信应用举例320

8.5 S7-200系列PLC的自由端口通信322

8.5.1 自由端口控制寄存器322

8.5.2 自由端口发送和接收数据指令323

8.5.3 获取和设置通信口地址指令324

8.5.4 S7-200PLC与PC机的自由端口通信应用举例325

8.6 S7-200系列PLC的PPI通信327

8.6.1 PPI通信网络读／写指令327

8.6.2 S7-200 PLC间的PPI通信应用举例328

第9章 文本显示器与变频器332

9.1 文本显示器332

9.1.1 文本显示器设备简介332

9.1.2 TD设备与S7-200的连接334

9.1.3 使用文本显示器向导335

9.1.4 TD 400C的应用实例344

9.2 变频器349

9.2.1 变频器简介349

9.2.2 SINAMICS G110变频器353

9.2.3 MicroMaster440变频器362

9.2.4 变频器的应用实例379

第10章 PLC控制系统设计及实例395

10.1 PLC控制系统的设计395

10.1.1 PLC控制系统的设计原则和内容395

10.1.2 PLC控制系统的设计步骤396

10.1.3 PLC硬件系统设计397

10.1.4 PLC软件系统设计401

10.2 PLC在电动机控制中的应用403

10.2.1 异步电动机降压启动控制403

10.2.2 异步电动机限位往返控制406

10.2.3 异步电动机制动控制409

10.2.4 异步电动机多速控制411

10.3 PLC在机床电气控制系统中的应用415

10.3.1 PLC在C6140普通车床中的应用415

10.3.2 PLC在C650卧式车床中的应用419

10.3.3 PLC在Z3040摇臂钻床中的应用425

10.3.4 PLC在X62W万能铣床中的应用430

10.3.5 PLC在T68卧式镗床中的应用437

第11章 PLC的安装与维护444

11.1 PLC的安装444

11.1.1 PLC安装注意事项444

11.1.2 安装方法445

11.2 接线447

11.2.1 接线注意事项447

11.2.2 安装现场的接线448

11.3 PLC的维护和检修449

11.3.1 维护检查449

11.3.2 故障排除450

11.3.3 错误代码451

附录A S7-200的SIMATIC指令集速查表454

附录B S7-200系列特殊标志寄存器461

参考文献469