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第1章 PLC的硬件与工作原理1

1.1 概述1

1.1.1 PLC的基本结构1

1.1.2 PLC的特点与应用领域3

1.2 S7-200系列PLC4

1.2.1 S7-200的特点4

1.2.2 CPU模块6

1.2.3 数字量输入与数字量输出7

1.2.4 数字量扩展模块与模拟量扩展模块10

1.2.5 称重模块与位置控制模块12

1.3 I/O地址分配与外部接线13

1.4 逻辑运算与PLC的工作原理14

1.4.1 用触点和线圈实现逻辑运算14

1.4.2 PLC的工作原理16

1.5 习题19

第2章 STEP 7-Micro/WIN编程软件与仿真软件使用指南20

2.1 编程软件概述20

2.1.1 编程软件的安装与项目的组成20

2.1.2 帮助功能的使用与S7-200的出错处理22

2.2 程序的编写与传送23

2.2.1 生成用户程序23

2.2.2 下载与调试用户程序27

2.3 符号表与符号地址的使用31

2.4 用编程软件监控与调试程序33

2.4.1 用程序状态监控与调试程序33

2.4.2 用状态表监控与调试程序36

2.4.3 写入与强制数值38

2.4.4 调试用户程序的其他方法40

2.5 使用系统块设置PLC的参数40

2.5.1 断电数据保持的设置与编程41

2.5.2 创建与使用密码43

2.5.3 组态输入输出参数44

2.6 S7-200仿真软件的使用46

2.7 习题49

第3章 S7-200编程基础50

3.1 PLC的编程语言与程序结构50

3.1.1 PLC编程语言的国际标准50

3.1.2 S7-200的程序结构52

3.2 数据类型与寻址方式52

3.2.1 数制52

3.2.2 数据类型54

3.2.3 CPU的存储区56

3.2.4 直接寻址与间接寻址58

3.3 位逻辑指令60

3.3.1 触点指令与堆栈指令60

3.3.2 输出类指令与其他指令64

3.4 定时器与计数器指令66

3.4.1 定时器指令66

3.4.2 计数器指令69

3.5 习题70

第4章 S7-200的功能指令73

4.1 功能指令概述73

4.1.1 怎样学习功能指令73

4.1.2 S7-200的指令规约74

4.2 数据处理指令75

4.2.1 比较指令与数据传送指令75

4.2.2 移位与循环移位指令77

4.2.3 数据转换指令79

4.2.4 表格指令81

4.2.5 实时时钟指令83

4.3 数学运算指令84

4.3.1 整数运算指令84

4.3.2 浮点数函数运算指令86

4.3.3 逻辑运算指令87

4.4 程序控制指令89

4.4.1 跳转指令89

4.4.2 循环指令90

4.4.3 其他指令91

4.5 局部变量与子程序93

4.5.1 局部变量93

4.5.2 子程序的编写与调用94

4.6 中断程序与中断指令98

4.6.1 中断的基本概念与中断事件98

4.6.2 中断指令99

4.6.3 中断程序举例101

4.7 高速计数器与高速脉冲输出指令103

4.7.1 高速计数器的工作模式与外部输入信号103

4.7.2 高速计数器的程序设计106

4.7.3 高速脉冲输出与开环位置控制108

4.8 数据块应用与字符串指令111

4.8.1 数据块概述111

4.8.2 字符、字符串与数据的转换指令112

4.8.3 字符串指令116

4.9 习题117

第5章 数字量控制系统梯形图程序设计方法119

5.1 梯形图的经验设计法119

5.2 根据继电器电路图设计梯形图的方法124

5.2.1 基本方法124

5.2.2 注意事项125

5.3 顺序控制设计法与顺序功能图126

5.3.1 步与动作127

5.3.2 有向连线与转换条件129

5.3.3 顺序功能图的基本结构130

5.3.4 顺序功能图中转换实现的基本规则131

5.4 使用置位复位指令的顺序控制梯形图设计方法133

5.4.1 单序列的编程方法133

5.4.2 选择序列与并行序列的编程方法135

5.4.3 应用举例136

5.5 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法139

5.5.1 顺序控制继电器指令的应用139

5.5.2 选择序列与并行序列的编程方法140

5.5.3 应用举例142

5.6 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法144

5.6.1 系统的硬件结构与工作方式144

5.6.2 公用程序与手动程序146

5.6.3 自动程序148

5.7 习题151

第6章 PLC的通信与自动化通信网络155

6.1 计算机通信概述155

6.1.1 串行通信155

6.1.2 串行通信的端口标准156

6.2 计算机通信的国际标准157

6.2.1 开放系统互连模型157

6.2.2 IEEE 802通信标准158

6.2.3 现场总线及其国际标准160

6.3 西门子的工业自动化通信网络161

6.4 S7-200的通信功能与串行通信网络162

6.4.1 S7-200的网络通信协议162

6.4.2 S7-200的通信功能164

6.4.3 S7-200的串行通信网络166

6.5 S7-200的通信指令167

6.5.1 网络读写指令167

6.5.2 发送指令与接收指令170

6.6 使用自由端口模式的计算机与PLC的通信174

6.6.1 使用接收完成中断的通信程序设计174

6.6.2 串口通信调试软件的应用176

6.6.3 使用字符中断的通信程序设计179

6.7 Modbus协议在通信中的应用181

6.7.1 Modbus RTU通信协议181

6.7.2 基于Modbus RTU主站协议的通信181

6.7.3 基于ModbusRTU从站协议的通信185

6.7.4 计算机作主站的Modbus RTU通信187

6.8 S7-200与变频器的USS协议和Modbus协议通信189

6.8.1 V20变频器USS通信的硬件接线和参数设置189

6.8.2 USS通信的编程192

6.8.3 S7-200与V20变频器USS通信的实验194

6.8.4 S7-200与V20的Modbus RTU通信196

6.9 基于PC Access的OPC通信199

6.9.1 OPC通信与PC Access199

6.9.2 组态软件与S 7-200的OPC通信201

6.9.3 在Excel应用程序中读写S7-200的变量203

6.10 S7-200与S7-300/400的MPI通信204

6.11 S7-200通信模块的应用207

6.11.1 PROFIBUS-DP从站模块EM 277的应用207

6.11.2 S7-200与S7-300/400和S7-1200的以太网通信209

6.12 习题213

第7章 PLC在模拟量闭环控制中的应用214

7.1 闭环控制与PID控制器214

7.1.1 模拟量闭环控制系统214

7.1.2 PID控制器的数字化217

7.1.3 PID指令向导的应用219

7.2 PID参数的整定方法221

7.2.1 PID参数的物理意义221

7.2.2 PID参数整定的规则224

7.2.3 PID参数整定的实验225

7.3 PID参数自整定230

7.3.1 自整定的基本方法与自整定过程231

7.3.2 PID参数自整定实验231

7.4 习题234

第8章 PLC应用中的一些问题235

8.1 PLC控制系统的可靠性措施235

8.2 触摸屏的组态与应用238

8.2.1 人机界面与触摸屏238

8.2.2 生成项目与组态变量240

8.2.3 组态指示灯与按钮241

8.2.4 组态文本域与IO域244

8.2.5 用控制面板设置触摸屏的参数245

8.2.6 PLC与触摸屏通信的实验246

8.3 数据记录与存储卡的应用248

8.4 习题251

第9章 组态软件在PLC控制系统中的应用252

9.1 组态软件概述252

9.2 组态软件在PLC控制系统监控中的应用253

9.2.1 新建工程与组态变量253

9.2.2 组态画面254

9.2.3 用组态软件监控PLC控制系统259

9.3 组态软件在PLC被控对象仿真中的应用260

9.3.1 小车控制系统仿真261

9.3.2 液体混合控制系统仿真263

9.3.3 机械手控制系统仿真266

9.4 思考题268

附录269

附录A 实验指导书269

A.1 编程软件使用练习269

A.2 符号表应用实验270

A.3 用编程软件调试程序的实验271

A.4 位逻辑指令的功能与应用实验272

A.5 定时器应用实验273

A.6 计数器应用实验274

A.7 比较指令与传送指令应用实验274

A.8 移位与循环移位指令应用实验275

A.9 数据转换指令应用实验276

A.10 实时时钟指令应用实验277

A.11 数学运算指令应用实验277

A.12 逻辑运算指令应用实验278

A.13 跳转指令应用实验279

A.14 循环指令与看门狗复位指令实验280

A.15 子程序的编程实验280

A.16 中断程序的编程实验281

A.17 高速计数器与高速输出应用实验281

A.18 数据块与字符串指令应用实验282

A.19 定时器计数器应用的编程实验283

A.20 自动往返的小车控制系统的编程实验283

A.21 使用置位复位指令的顺序控制程序的编程实验284

A.22 液体混合控制与剪板机控制程序的编程实验285

A.23 使用SCR指令的顺序控制程序的编程实验285

A.24 内胎硫化机与专用钻床控制程序的编程实验286

A.25 具有多种工作方式的系统的控制程序调试实验286

A.26 使用网络读写指令的通信实验287

A.27 使用接收完成中断的通信实验288

A.28 使用字符中断的通信实验288

A.29 使用Modbus RTU主站协议的通信实验289

A.30 使用Modbus RTU从站协议的通信实验289

A.31 PLC与变频器的USS协议通信实验290

A.32 PLC与变频器的Modbus协议通信实验290

A.33 OPC通信实验290

A.34 PID控制器参数整定实验291

A.35 PID控制器参数自整定实验291

A.36 触摸屏的组态与通信实验292

A.37 组态软件在控制系统监控和被控对象仿真中的应用292

A.38 用组态软件对4限位开关的小车控制系统仿真293

A.39 用组态软件对机械手控制系统仿真293

附录B 常用特殊存储器位293

附录C S7-200指令表索引294

附录D 配套光盘说明294

参考文献297