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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的资料与软件3

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5

1.3 习题5

第2章 PLC的硬件结构与工作原理6

2.1 PLC的硬件结构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7

2.2 PLC的工作原理9

2.2.1 用触点与线圈实现逻辑运算9

2.2.2 PLC的工作模式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 习题20

第3章 PLC程序设计基础22

3.1 PLC的编程语言与程序结构22

3.1.1 PLC编程语言的国际标准22

3.1.2 S7-200的程序结构24

3.2 存储器的数据类型与寻址方式24

3.2.1 数据在存储器中存取的方式24

3.2.2 CPU的存储区26

3.2.3 直接寻址与间接寻址29

3.3 位逻辑指令30

3.3.1 触点指令与赋值指令30

3.3.2 输出类指令与其他指令34

3.4 定时器与计数器指令36

3.4.1 定时器指令36

3.4.2 计数器指令38

3.5 习题39

第4章 数字量控制系统梯形图程序设计方法42

4.1 梯形图的经验设计法与继电器电路转换法42

4.1.1 梯形图中的基本电路42

4.1.2 经验设计法43

4.1.3 常闭触点输入信号的处理45

4.1.4 根据继电器电路图设计梯形图的方法46

4.1.5 设计中应注意的问题48

4.2 顺序控制设计法与顺序功能图50

4.2.1 顺序控制设计法50

4.2.2 步与动作50

4.2.3 有向连线与转换条件52

4.2.4 顺序功能图的基本结构53

4.2.5 顺序功能图中转换实现的基本规则55

4.3 习题57

第5章 顺序控制梯形图的设计方法60

5.1 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法60

5.1.1 单序列的编程方法60

5.1.2 选择序列与并行序列的编程方法62

5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法65

5.2.1 单序列的编程方法65

5.2.2 选择序列与并行序列的编程方法66

5.3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法69

5.3.1 顺序控制继电器指令69

5.3.2 单序列的编程方法69

5.3.3 选择序列与并行序列的编程方法70

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72

5.4.1 系统的硬件结构与工作方式72

5.4.2 公用程序与手动程序74

5.4.3 自动程序75

5.4.4 自动回原点程序77

5.5 习题79

第6章 STEP 7-Micro/WIN编程软件与仿真软件使用方法81

6.1 编程软件概述81

6.1.1 编程软件的安装与项目的组成81

6.1.2 通信参数的设置与在线连接的建立82

6.1.3 帮助功能的使用与出错处理83

6.2 程序的编写与传送84

6.2.1 操作步骤84

6.2.2 程序的编写与下载举例87

6.2.3 数据块的使用89

6.3 用编程软件监视与调试程序89

6.3.1 基于程序编辑器的状态监视89

6.3.2 用状态表监视与调试程序90

6.3.3 用状态表强制改变数值92

6.3.4 调试用户程序的其他方法94

6.4 使用系统块设置PLC的参数94

6.4.1 S7-200保存程序和数据的方法与有关的设置94

6.4.2 创建CPU密码96

6.4.3 输出表与输入滤波器的设置97

6.4.4 其他参数的设置98

6.5 S7-200仿真软件的使用98

6.6 习题100

第7章 PLC的功能指令102

7.1 功能指令概述102

7.1.1 功能指令的学习方法102

7.1.2 使能输入与使能输出102

7.1.3 梯形图中的网络与指令103

7.2 程序控制指令104

7.3 局部变量表与子程序106

7.3.1 局部变量表106

7.3.2 子程序的编写与调用107

7.4 数据处理指令110

7.4.1 比较指令110

7.4.2 数据传送指令111

7.4.3 移位与循环指令111

7.4.4 数据转换指令113

7.4.5 表功能指令115

7.4.6 读写实时时钟指令116

7.4.7 字符串指令117

7.5 数学运算指令与逻辑运算指令118

7.5.1 数学运算指令118

7.5.2 浮点数函数运算指令120

7.5.3 逻辑运算指令121

7.6 中断程序与中断指令122

7.6.1 中断程序122

7.6.2 中断事件与中断指令123

7.6.3 中断优先级与中断队列溢出124

7.7 高速计数器与高速脉冲输出指令126

7.7.1 高速计数器的工作模式与外部输入信号126

7.7.2 高速计数器应用128

7.7.3 高速脉冲输出129

7.7.4 PLC在开环运动控制中的应用130

7.8 习题132

第8章 PLC的通信与自动化通信网络134

8.1 计算机通信概述134

8.1.1 串行通信的基本概念134

8.1.2 串行通信的接口标准135

8.2 计算机通信的国际标准136

8.2.1 开放系统互连模型136

8.2.2 IEEE 802通信标准137

8.2.3 现场总线及其标准138

8.3 西门子的工业自动化通信网络140

8.3.1 工业以太网140

8.3.2 PROFIBUS现场总线142

8.3.3 AS-i现场总线142

8.4 S7-200的串行通信网络143

8.4.1 S7-200的网络通信协议143

8.4.2 PPI网络的硬件接口与网络配置144

8.4.3 PPI多主站电缆144

8.4.4 在编程软件中设置通信接口的参数145

8.5 使用Modbus从站协议的计算机与PLC的通信146

8.5.1 Modbus RTU从站协议146

8.5.2 Modbus RTU从站协议指令148

8.5.3 使用Modbus RTU从站协议的PLC程序设计149

8.5.4 Modbus RTU通信帧的结构149

8.6 S7-200的其他通信功能152

8.6.1 网络读写指令与S7-200CPU之间的通信152

8.6.2 使用自由端口模式的计算机与S7-200的通信153

8.6.3 使用USS协议库的S7-200与变频器的通信154

8.6.4 调制解调器模块EM 241简介155

8.7 PLC串口通信调试软件的应用155

8.7.1 串口通信调试软件的功能与使用方法155

8.7.2 串口通信调试软件应用实例157

8.8 习题157

第9章 PLC应用中的一些问题159

9.1 PLC控制系统的设计与调试步骤159

9.1.1 系统设计159

9.1.2 PLC硬件的选型160

9.1.3 硬件、软件设计与调试161

9.2 PLC控制系统的可靠性措施162

9.2.1 电源的抗干扰措施163

9.2.2 输入／输出的抗干扰措施163

9.2.3 故障检测与诊断165

9.3 PLC在模拟量闭环控制中的应用166

9.3.1 模拟量闭环控制系统166

9.3.2 PID控制器168

9.3.3 PID指令向导的应用169

9.3.4 PID参数的整定方法170

9.3.5 PID参数自整定简介172

9.4 习题173

附录174

附录A 实验指导书174

A.1 编程软件使用练习174

A.2 定时器计数器应用实验176

A.3 数字量控制程序的编程实验178

A.4 使用起保停电路的顺序控制程序的编程实验179

A.5 以转换为中心的顺序控制程序的编程实验180

A.6 使用SCR指令的顺序控制程序的编程实验180

A.7 具有多种工作方式的系统的编程实验181

A.8 功能指令的编程实验182

A.9 彩灯控制程序的编程实验184

A.10 子程序的编程实验185

A.11 中断程序的编程实验186

A.12 使用ModbusRTU从站协议的通信实验187

A.13 两台PLC之间的通信实验188

A.14 高速输入的编程实验189

A.15 修改定时器设定值的实验190

A.16 PID闭环控制实验192

附录B 部分习题参考答案193

B.1 第2章习题答案193

B.2 第3章习题答案194

B.3 第4章习题答案195

B.4 第5章习题答案196

B.5 第7章习题答案197

附录C S7-200的特殊存储器（SM）标志位200

附录D S7-200的SIMATIC指令集简表203

参考文献207