S7-200PLC編程及應用（第3版）內(nèi)容簡介

本書全面介紹了S7-200的硬件結(jié)構、指令系統(tǒng)和編程軟件的使用方法；通過大量的實例，介紹了功能指令的使用方法；介紹了設計數(shù)字量控制梯形圖的順序控制設計法，這種設計方法易學易用，可以節(jié)約大量的設計時間；介紹了S7-200的通信網(wǎng)絡、通信功能和通信程序的設計方法，以及PLC之間、PLC與變頻器之間的通信的編程和實現(xiàn)的方法；還介紹了PID控制和PID參數(shù)的整定方法和提高系統(tǒng)可靠性的措施。各章均配有習題，附錄中有30多個實驗的實驗指導書。 讀者可以掃描本書封底的二維碼，獲取下載鏈接，下載本書配套的S7-200編程軟件、指令庫、觸摸屏組態(tài)軟件、PLC串口通信調(diào)試軟件、用戶手冊和產(chǎn)品樣本、30多個免費視頻教程和40多個例程。 本書可以作為大專院校的電類和機電一體化專業(yè)的教材，也可以供工程技術人員自學。

前言

第1章 PLC的硬件與工作原理1

1.1　概述1

1.2 S7-200系列PLC3

1.2.1　S7-200的特點3

1.2.2　CPU模塊4

1.2.3 數(shù)字量輸入與數(shù)字量輸出6

1.2.4　擴展模塊8

1.3 I/O地址分配與外部接線10

1.4 S7-200 SMART簡介12

1.5 邏輯運算與PLC的工作原理14

1.5.1 用觸點和線圈實現(xiàn)邏輯運算14

1.5.2 PLC的工作原理15

1.6 PLC控制系統(tǒng)的硬件可靠性措施18

1.7 習題21

第2章 STEP 7-Micro/WIN編程軟件使用指南23

2.1 編程軟件概述23

2.1.1 編程軟件的安裝與項目的組成23

2.1.2 幫助功能的使用與S7-200的出錯處理25

2.2 程序的編寫與傳送26

2.2.1 生成用戶程序26

2.2.2 下載與調(diào)試用戶程序30

2.3 符號表與符號地址的使用33

2.4 用編程軟件監(jiān)控與調(diào)試程序36

2.4.1 用程序狀態(tài)監(jiān)控與調(diào)試程序36

2.4.2 用狀態(tài)表監(jiān)控與調(diào)試程序39

2.4.3 寫入與強制數(shù)據(jù)40

2.4.4 調(diào)試用戶程序的其他方法42

2.5 使用系統(tǒng)塊設置PLC的參數(shù)43

2.5.1 斷電數(shù)據(jù)保持的設置與編程43

2.5.2 創(chuàng)建與使用密碼45

2.5.3 組態(tài)輸入輸出參數(shù)47

2.6 習題48

第3章 S7-200編程基礎50

3.1 PLC的編程語言與程序結(jié)構50

3.1.1 PLC編程語言的國際標準50

3.1.2 S7-200的程序結(jié)構52

3.2 數(shù)據(jù)類型與尋址方式52

3.2.1 數(shù)制52

3.2.2 數(shù)據(jù)類型54

3.2.3 CPU的存儲區(qū)56

3.2.4 直接尋址與間接尋址58

3.3 位邏輯指令60

3.3.1 觸點指令與邏輯堆棧指令60

3.3.2 輸出類指令與其他指令64

3.4 定時器指令與計數(shù)器指令66

3.4.1 定時器指令66

3.4.2 計數(shù)器指令69

3.5 習題70

第4章 S7-200的功能指令73

4.1 功能指令概述73

4.1.1 怎樣學習功能指令73

4.1.2 S7-200的指令規(guī)約74

4.2 數(shù)據(jù)處理指令75

4.2.1 比較指令與數(shù)據(jù)傳送指令75

4.2.2 移位指令與循環(huán)移位指令78

4.2.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令79

4.2.4 表格指令81

4.2.5 實時時鐘指令83

4.3 數(shù)學運算指令85

4.3.1 整數(shù)運算指令85

4.3.2 浮點數(shù)函數(shù)運算指令86

4.3.3 邏輯運算指令87

4.4 程序控制指令89

4.4.1 跳轉(zhuǎn)指令89

4.4.2 循環(huán)指令91

4.4.3 其他指令92

4.5 局部變量與子程序93

4.5.1 局部變量93

4.5.2 子程序的編寫與調(diào)用95

4.6 中斷程序與中斷指令99

4.6.1 中斷的基本概念與中斷事件99

4.6.2 中斷指令101

4.6.3 中斷程序舉例102

4.7 高速計數(shù)器與高速脈沖輸出104

4.7.1 高速計數(shù)器的工作模式與外部輸入信號105

4.7.2 高速計數(shù)器的程序設計107

4.7.3 高速脈沖輸出與開環(huán)位置控制110

4.8 數(shù)據(jù)塊應用與字符串指令112

4.8.1 數(shù)據(jù)塊概述112

4.8.2 字符、字符串與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換指令113

4.8.3 字符串指令117

4.9 習題118

第5章 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設計方法120

5.1 梯形圖的經(jīng)驗設計法120

5.2 順序控制設計法與順序功能圖125

5.2.1 步與動作125

5.2.2 有向連線與轉(zhuǎn)換條件127

5.2.3 順序功能圖的基本結(jié)構128

5.2.4 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則130

5.3 使用置位復位指令的順序控制梯形圖設計方法131

5.3.1 單序列的編程方法131

5.3.2 選擇序列與并行序列的編程方法133

5.3.3 應用舉例134

5.4 使用SCR指令的順序控制梯形圖設計方法137

5.4.1 順序控制繼電器指令的應用137

5.4.2 選擇序列與并行序列的編程方法139

5.4.3 應用舉例140

5.5 具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖設計方法142

5.5.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構與工作方式142

5.5.2 公用程序與手動程序144

5.5.3 自動程序146

5.6 習題149

第6章 PLC的通信與自動化通信網(wǎng)絡153

6.1 計算機通信概述153

6.1.1 串行通信153

6.1.2 IEEE 802通信標準154

6.1.3 現(xiàn)場總線及其國際標準155

6.2 西門子的工業(yè)自動化通信網(wǎng)絡156

6.3 S7-200的通信功能與串行通信網(wǎng)絡158

6.3.1 S7-200的網(wǎng)絡通信協(xié)議158

6.3.2 S7-200的通信功能159

6.3.3 S7-200的串行通信網(wǎng)絡160

6.4 使用網(wǎng)絡讀寫指令的通信161

6.5 自由端口模式通信164

6.5.1 自由端口模式通信的參數(shù)設置164

6.5.2 使用接收完成中斷的通信程序設計167

6.5.3 自由端口模式通信實驗169

6.6 Modbus協(xié)議通信170

6.6.1 Modbus RTU通信協(xié)議170

6.6.2 Modbus RTU從站協(xié)議通信的編程171

6.6.3 Modbus RTU主站協(xié)議通信的編程與調(diào)試173

6.7 S7-200與變頻器的USS協(xié)議通信176

6.7.1 硬件接線與V20變頻器參數(shù)設置176

6.7.2 USS通信的編程179

6.7.3 S7-200與V20變頻器USS通信的實驗180

6.8 習題182

第7章 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應用184

7.1 閉環(huán)控制與PID控制器184

7.1.1 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)184

7.1.2 PID控制器的數(shù)字化187

7.1.3 PID指令向?qū)У膽?89

7.2 PID參數(shù)的整定方法191

7.2.1 PID參數(shù)的物理意義191

7.2.2 PID參數(shù)整定的規(guī)則194

7.2.3 PID參數(shù)整定的實驗195

7.3 PID參數(shù)自整定200

7.3.1 自整定的基本方法與自整定過程200

7.3.2 PID參數(shù)自整定實驗201

7.4 習題203

附錄205

附錄A　實驗指導書205

A.1　編程軟件使用練習205

A.2　符號表應用實驗206

A.3　用編程軟件調(diào)試程序的實驗207

A.4　位邏輯指令的功能與應用實驗208

A.5　定時器應用實驗209

A.6　計數(shù)器應用實驗210

A.7　比較指令與傳送指令應用實驗210

A.8　移位指令與循環(huán)移位指令應用實驗211

A.9　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令應用實驗212

A.10　實時時鐘指令應用實驗213

A.11　數(shù)學運算指令應用實驗213

A.12　邏輯運算指令應用實驗214

A.13　跳轉(zhuǎn)指令應用實驗215

A.14　循環(huán)指令與看門狗復位指令實驗216

A.15　子程序的編程實驗216

A.16　中斷程序的編程實驗217

A.17　高速計數(shù)器與高速輸出應用實驗217

A.18　數(shù)據(jù)塊與字符串指令應用實驗218

A.19　定時器與計數(shù)器應用的編程實驗219

A.20　自動往返的小車控制系統(tǒng)的編程實驗219

A.21　使用置位復位指令的順序控制程序的編程實驗220

A.22　液體混合控制與剪板機控制系統(tǒng)的編程實驗220

A.23　使用SCR指令的順序控制程序的編程實驗221

A.24　內(nèi)胎硫化機與專用鉆床控制系統(tǒng)的編程實驗222

A.25　具有多種工作方式的系統(tǒng)的控制程序調(diào)試實驗222

A.26　使用網(wǎng)絡讀寫指令的通信實驗223

A.27　使用接收完成中斷的通信實驗223

A.28　使用Modbus RTU協(xié)議的通信實驗224

A.29　PLC與變頻器的USS協(xié)議通信實驗225

A.30　PID控制器參數(shù)手動整定實驗225

A.31　PID控制器參數(shù)自整定實驗225

附錄B　常用特殊存儲器位226

附錄C　S7-200 指令表索引227

附錄D　配套資源說明227

參考文獻2292100433B

本書以我國目前應用非常廣泛的SIMATIC S7-300系列PLC為樣機，從工程應用的角度出發(fā)，介紹了PLC的工作原理和S7-300系列PLC的應用，突出應用性和實踐性。全書共8章，分別為：可編程控制器概述、常用控制電器與電氣控制線路、可編程控制器的組成和工作原理、S7-300的指令系統(tǒng)及編程、S7-300的組織塊及中斷處理、西門子PLC工業(yè)通信網(wǎng)絡簡介、可編程控制器應用系統(tǒng)的設計和PLC控制技術課程設計指導。另外，本書配備電子課件和實驗指導書。 本書可作為高等院校自動化、電氣技術、機電一體化、計算機應用等相關專業(yè)的教學用書，也可作為電大、職大相近專業(yè)的教材。對于廣大的電氣工程技術人員，則是一本有價值的參考書。

初航副教授，具有豐富的PLC教育培訓與科研實踐經(jīng)驗，著有《三菱FX2N系列PLC入門與應用實例》、《三菱FX系列PLC編程及應用》等多部論著。

第1章 可編程控制器概述

1.1 可編程控制器的產(chǎn)生、控制思想

1.1.1 電氣系統(tǒng)的繼電器-接觸器控制

1.1.2 PLC的產(chǎn)生

1.1.3 PLC控制的基本思想

1.2 可編程控制器的定義、分類

1.2.1 可編程控制器的定義

1.2.2 可編程控制器的分類

1.3 可編程控制器的特點及主要功能

1.3.1 PLC的一般特點

1.3.2 PLC的主要功能

1.4 可編程控制器的應用及發(fā)展趨勢

1.4.1 可編程控制器的應用現(xiàn)狀

1.4.2 可編程控制器的發(fā)展趨勢

本章小結(jié)

習題1

第2章 常用控制電器與電氣控制線路

2.1 常用低壓控制電器

2.1.1 手動電器

2.1.2 自動電器

2.2 電氣控制線路圖

2.2.1 電氣控制線路常用圖形、文字符號

2.2.2 電氣原理圖

2.2.3 電器元件布置圖

2.2.4 電氣安裝接線圖

2.3 三相鼠籠式電動機啟動控制

2.3.1 直接啟動

2.3.2 降壓啟動

2.4 三相異步電動機的制動控制

2.4.1 機械制動

2.4.2 電氣制動

本章小結(jié)

習題2

第3章 可編程控制器的組成和工作原理

3.1 可編程控制器的基本結(jié)構

3.1.1 可編程控制器的硬件系統(tǒng)

3.1.2 可編程序控制器的軟件系統(tǒng)

3.2 可編程控制器的工作原理

3.2.1 可編程控制器的等效工作電路

3.2.2 可編程控制器的工作過程

3.2.3 PLC對輸入/輸出的處理規(guī)則

3.2.4 PLC的掃描周期及滯后響應

3.3 可編程控制器的編程語言和程序結(jié)構

3.3.1 可編程控制器的編程語言

3.3.2 可編程控制器的程序結(jié)構

3.4 SIMATIC S7-300 PLC的硬件組成及硬件組態(tài)

3.4.1 S7-300系列PLC系統(tǒng)硬件組成

3.4.2 S7-300的模塊簡介

3.4.3 S7-300系列PLC的編程元件

3.4.4 S7-300的組態(tài)

3.5 S7-300的編程軟件STEP 7

3.5.1 STEP 7的組成及功能

3.5.2 啟動STEP 7 并創(chuàng)建一個項目

3.5.3 STEP 7 的下載和程序調(diào)試

3.5.4 S7-PLC 模擬軟件S7-PLCSIM簡介

本章小結(jié)

習題3

第4章　S7-300的指令系統(tǒng)及編程

4.1 STEP 7的數(shù)據(jù)類型和指令結(jié)構

4.1.1 STEP 7的數(shù)據(jù)類型

4.1.2 STEP 7的指令結(jié)構

4.2 位邏輯指令

4.2.1 位邏輯運算指令

4.2.2 位邏輯運算指令應用舉例

4.3 定時器與計數(shù)器指令

4.3.1 定時器指令

4.3.2 時鐘存儲器

4.3.3 計數(shù)器指令

4.3.4 定時器與計數(shù)器的編程舉例

4.4 數(shù)據(jù)傳送與轉(zhuǎn)換指令

4.4.1 數(shù)據(jù)裝入和傳送指令

4.4.2 轉(zhuǎn)換指令

4.5 運算指令

4.5.1 算術運算指令

4.5.2 字邏輯運算指令

4.5.3 數(shù)據(jù)運算指令應用舉例

4.6 移位指令

4.6.1 移位指令介紹

4.6.2 移位指令應用（編輯步進架）

4.7 累加器操作和地址寄存器操作指令

4.8 控制指令

4.8.1 邏輯控制指令

4.8.2 程序控制指令

4.8.3 主控繼電器指令

4.9 S7-300的系統(tǒng)功能模塊簡介

本章小結(jié)

習題4

第5章 S7-300的組織塊及中斷處理

5.1 組織塊概述

5.1.1 組織塊的組成

5.1.2 組織塊的分類

5.2 循環(huán)執(zhí)行的組織塊

5.3 定期執(zhí)行的組織塊和中斷處理

5.3.1 日期時間中斷組織塊

（OB10～OB17）

5.3.2 循環(huán)中斷組織塊

（OB30～OB38）

5.4 事件驅(qū)動的組織塊和中斷處理

5.4.1 延時中斷組織塊（OB20～OB23）

5.4.2 異步故障中斷組織塊（OB80～OB87）

本章小結(jié)

習題5

第6章 西門子PLC工業(yè)通信網(wǎng)絡簡介

6.1 PLC通信網(wǎng)絡基礎

6.1.1 PLC網(wǎng)絡含義

6.1.2 PLC網(wǎng)絡的結(jié)構

6.2 西門子S7的工業(yè)通信網(wǎng)絡及分類

6.2.1 S7的通信網(wǎng)絡

6.2.2 S7的通信分類

6.3 Profibus-DP通信舉例

6.4 MPI通信舉例

6.5 AS-I總線通信舉例

本章小結(jié)

習題6

第7章 可編程控制器應用系統(tǒng)的設計

7.1 可編程控制器控制系統(tǒng)總體設計

7.1.1 PLC控制系統(tǒng)設計的原則與內(nèi)容

7.1.2 PLC控制系統(tǒng)設計的一般步驟

7.1.3 PLC控制系統(tǒng)的可靠性設計

7.1.4 系統(tǒng)調(diào)試

7.2 STEP 7的結(jié)構化程序設計

7.2.1 功能塊及其組成

7.2.2 功能塊局部變量聲明表

7.2.3 形式參數(shù)與實際參數(shù)

7.2.4 局部變量的數(shù)據(jù)類型

7.2.5 功能塊（或功能）的編程及調(diào)用舉例

7.3 程序設計應用舉例

7.3.1 十字路口交通信號燈的控制

7.3.2 立體倉庫的結(jié)構化程序設計

7.4 模擬量的檢測和控制

7.4.1 模擬量的檢測

7.4.2 模擬量的控制——連續(xù)PID控制器SFB41

本章小結(jié)

習題7

第8章 PLC控制技術課程設計指導

8.1 課程設計的目的、要求和主要內(nèi)容

8.1.1 課程設計的目的

8.1.2 課程設計的基本要求

8.1.3 課程設計任務書

8.1.4 課程設計報告的主要內(nèi)容

8.2 課程設計舉例

8.2.1 課程設計任務書

8.2.2 系統(tǒng)配置及輸入/輸出繼電器地址分配

8.2.3 系統(tǒng)的I/O接線圖

8.2.4 系統(tǒng)的流程圖

8.2.5 用STEP 7編程語言進行軟件設計

8.3 課程設計選題

8.3.1 智力搶答器的PLC控制

8.3.2 自動售貨機的PLC控制

8.3.3 注塑機的PLC控制

8.3.4 污水凈化處理系統(tǒng)的PLC控制

8.3.5 花式噴泉的PLC控制

8.3.6 脈沖除塵器的PLC控制

8.3.7 水塔水位的PLC控制

8.3.8 包裝生產(chǎn)線的PLC控制

8.3.9 裝卸料小車多方式運行的PLC控制

8.3.10 五層電梯的PLC控制

8.3.11 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的PLC控制

附錄A STEP 7語句表指令一覽表

附錄B 實驗指導書

實驗1 STEP-7編程軟件的熟悉及基本指令練習

實驗2 異步電動機可逆運行控制

實驗3 異步電動機Y-△降壓啟動控制

實驗4 異步電動機反接制動控制

實驗5 定時器、計數(shù)器功能實驗

實驗6 移位指令練習

實驗7 數(shù)據(jù)處理指令練習

實驗8 結(jié)構化編程應用

實驗9 S7-300組織塊與中斷

實驗10 現(xiàn)場總線應用

參考文獻