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PLC原理与设计套用
本书从工程实际套用出发，系统地阐述了西门子可程式逻辑控制器（PLC）的工作原理，讲解了PLC控制系统的结构、设计方法和实际套用，最后简要介绍了S7-200 PLC的网路通信知识。本书语言简练、通俗易懂，内容由浅入深、注重理论和实际套用相结合。书中附有PLC套用实例，所有程式均经调试运行。
基本介绍
- 书名：PLC原理与设计套用
- 出版社：电子工业出版社
- 页数：218页
- 开本：16
- 品牌：电子工业出版社
- 作者：黄义定
- 出版日期：2013年6月1日
- 语种：简体中文
- ISBN：7121203774
基本介绍
内容简介
《PLC原理与设计套用(西门子S7-200)》语言简练、通俗易懂，内容由浅入深、注重理论和实际套用相结合。书中的实例来自作者的理论教学、实验教学、课程设计和毕业设计指导，从事本课程教学的教师可以将有关实例经改编套用在各个教学环节中。
作者简介
黄义定，女，高校教师，具备丰富的工程实践和写作经验
图书目录
第1章PLC概述（1）
1.1什幺是PLC（1）
1.2PLC的产生和发展（2）
1.3PLC的工作原理（5）
1.4PLC的主要套用（8）
1.5PLC的生产厂家（9）
第2章电气基础（11）
2.1低压电器的分类（11）
2.2控制按钮（12）
2.3行程开关（13）
2.3.1行程开关的结构分类（13）
2.3.2行程开关的用途（14）
2.4接近开关（15）
2.4.1接近开关的工作原理（15）
2.4.2接近开关分类（15）
2.4.3接近开关功能（16）
2.4.4接近开关的选用（17）
2.5接触器（18）
2.6继电器（19）
2.6.1继电器的分类（19）
2.6.2继电器的继电特性（20）
2.6.3几种常见类型继电器（21）
2.6.4继电器套用实例（22）
第3章PLC控制基础（24）
3.1PLC的基本组成（24）
3.2各部分的作用（26）
3.2.1中央处理单元（CPU）（26）
3.2.2存储器（26）
3.2.3I/O单元（27）
3.2.4智慧型单元（30）
3.2.5编程工具（30）
3.2.6其他外部设备（31）
3.3PLC控制原理（31）
3.3.1PLC的循环扫描工作过程（31）
3.3.2PLC的I/O滞后现象（34）
3.3.3PLC对输入点计数的频率问题（36）
第4章PLC程式语言（37）
4.1梯形图（LAD）（37）
4.2语句表（STL）（39）
4.3逻辑功能图（FBD）（40）
4.4数据类型（41）
4.4.1基本数据类型（41）
4.4.2数据类型检查（41）
4.5存储器类型（43）
4.5.1数字量输入和输出映像区（43）
4.5.2模拟量输入映像区和输出映像区（43）
4.5.3变数存储器（V）（相当于内辅继电器）（44）
4.5.4位存储器（M）区（44）
4.5.5顺序控制继电器区（S）（44）
4.5.6局部存储器区（L）（相当于内辅继电器）（45）
4.5.7定时器存储器区（T）（45）
4.5.8计数器存储器区（C）（45）
4.5.9高速计数器区（HC）（46）
4.5.10累加器区（AC）（46）
4.5.11特殊存储器区（SM）（46）
4.6定址方式（47）
4.6.1直接定址（47）
4.6.2间接定址（51）
第5章PLC基本指令系统（53）
5.1位逻辑指令（53）
5.1.1位操作指令（53）
5.1.2位逻辑运算指令（56）
5.2定时器与计数器指令（61）
5.2.1定时器指令（62）
5.2.2计数器指令（65）
5.3数据处理指令（69）
5.3.1传送指令（70）
5.3.2移位和循环移位指令（71）
5.3.3比较指令（74）
5.4程式控制指令（75）
5.4.1子程式指令（75）
5.4.2中断程式指令（78）
5.5顺序控制继电器指令（82）
5.6高速计数器指令（86）
5.6.1高速计数器定义指令与高速计数器指令（86）
5.6.2理解不同的高速计数器（87）
5.6.3高速计数器编程（88）
5.6.4高速计数器套用举例（98）
5.7脉冲输出指令（99）
5.7.1脉冲串操作（PTO）（100）
5.7.2脉宽调製（PWM）（101）
5.7.3使用SM来配置和控制PTO/PWM操作（102）
5.7.4计算包络表的值（104）
5.7.5脉冲输出指令套用举例（105）
5.8PID指令（109）
5.8.1PID算法（109）
5.8.2迴路输入的转化和标準化（112）
5.8.3迴路输出值转换成刻度整数值（113）
5.8.4正作用或反作用迴路（114）
5.8.5PID指令套用举例（117）
第6章PLC套用系统设计（119）
6.1梯形图的基本电路（121）
6.1.1启保停电路（121）
6.1.2双向控制电路（122）
6.1.3定时器和计数器的应用程式（124）
6.2梯形图的经验设计方法（129）
6.2.1送料小车自动控制系统（129）
6.2.2两处卸料的小车自动控制系统（131）
6.2.3电动机优先启动控制（133）
6.2.4通风机监视（133）
6.3梯形图的顺序控制设计方法（135）
6.3.1顺序控制的特点（135）
6.3.2功能表图及其对应的梯形图（135）
6.3.3顺序控制程式设计举例（138）
6.4PLC控制举例（143）
6.4.1全自动洗衣机PLC控制程式（143）
6.4.2自动门PLC控制程式（145）
6.4.3商场照明电路PLC控制程式（146）
6.4.4深孔钻组合工具机PLC控制程式（148）
6.4.5密码锁控制程式（150）
6.4.6自动车库PLC控制程式（153）
6.4.7用S7—200实现PID控制（154）
6.4.8锅炉水位PLC控制程式（164）
第7章PLC编程软体的套用（168）
7.1软体的安装（168）
7.2软体的使用（169）
7.2.1连线S7—200CPU（169）
7.2.2创建一个例子程式（172）
7.2.3下载例子程式（177）
7.2.4将S7—200转入运行模式（177）
7.3程式编辑器中使用的惯例（178）
7.3.1 LAD编辑器中使用的惯例（178）
7.3.2 FBD编辑器中使用的惯例（178）
7.3.3 S7—200编程的通用惯例（179）
第8章S7—200网路通信（181）
8.1通信基础知识（181）
8.1.1串列通信和并行通信（181）
8.1.2同步传输和异步传输（182）
8.1.3信号的调製和解调（182）
8.1.4基带传输和频带传输（182）
8.2 S7—200网路通信（183）
8.2.1选择通信接口（183）
8.2.2多主站PPI电缆（184）
8.2.3在PROFIBUS网路上使用主站和从站器件（184）
8.2.4设定波特率和站地址（185）
8.3选择通信协定（188）
8.3.1PPI协定（189）
8.3.2MPI协定（189）
8.3.3PROFIBUS协定（190）
8.3.4TCP/IP协定（190）
8.4仅使用S7—200设备的网路配置实例（190）
8.4.1单主站PPI网路（190）
8.4.2多主站PPI网路（191）
8.4.3複杂的PPI网路（191）
8.5使用S7—200、S7—300和S7—400设备的网路配置实例（192）
8.6 PROFIBUS网路配置实例（193）
8.7乙太网或网际网路设备的网路配置实例（194）
8.8通信接口的安装和删除（194）
8.9网路的建立（195）
8.9.1基本原则（195）
8.9.2为网路确定通信距离、通信速率和电缆类型（195）
8.9.3引脚分配（197）
8.9.4网路电缆的偏压电阻和终端电阻（197）
8.9.5为网路选择PPI多主站电缆或CP卡（198）
8.9.6在网路中使用HMI设备（199）
8.10用自由口模式创建用户定义的协定（200）
8.11在网路中使用Modem和STEP7—Micro/WIN（201）
8.11.1配置一个Modem连线（202）
8.11.2通过Modem连线S7—200（203）
8.11.3配置PPI多主站电缆连线远端Modem（204）
8.11.4配置PPI多主站电缆连线自由口（205）
附录A S7—200存储器範围及特性（208）
附录B S7—200CPU的运算元範围（209）
附录C特殊存储器位（210）
附录D特殊存储器位元组SMB36—SMD62（211）
附录E从CPU读出的致命错误代码及其描述（213）
附录F运行程式错误（214）
附录G编译规则错误（215）
附录H部分电气符号图（216）
参考文献（218）
1.1什幺是PLC（1）
1.2PLC的产生和发展（2）
1.3PLC的工作原理（5）
1.4PLC的主要套用（8）
1.5PLC的生产厂家（9）
第2章电气基础（11）
2.1低压电器的分类（11）
2.2控制按钮（12）
2.3行程开关（13）
2.3.1行程开关的结构分类（13）
2.3.2行程开关的用途（14）
2.4接近开关（15）
2.4.1接近开关的工作原理（15）
2.4.2接近开关分类（15）
2.4.3接近开关功能（16）
2.4.4接近开关的选用（17）
2.5接触器（18）
2.6继电器（19）
2.6.1继电器的分类（19）
2.6.2继电器的继电特性（20）
2.6.3几种常见类型继电器（21）
2.6.4继电器套用实例（22）
第3章PLC控制基础（24）
3.1PLC的基本组成（24）
3.2各部分的作用（26）
3.2.1中央处理单元（CPU）（26）
3.2.2存储器（26）
3.2.3I/O单元（27）
3.2.4智慧型单元（30）
3.2.5编程工具（30）
3.2.6其他外部设备（31）
3.3PLC控制原理（31）
3.3.1PLC的循环扫描工作过程（31）
3.3.2PLC的I/O滞后现象（34）
3.3.3PLC对输入点计数的频率问题（36）
第4章PLC程式语言（37）
4.1梯形图（LAD）（37）
4.2语句表（STL）（39）
4.3逻辑功能图（FBD）（40）
4.4数据类型（41）
4.4.1基本数据类型（41）
4.4.2数据类型检查（41）
4.5存储器类型（43）
4.5.1数字量输入和输出映像区（43）
4.5.2模拟量输入映像区和输出映像区（43）
4.5.3变数存储器（V）（相当于内辅继电器）（44）
4.5.4位存储器（M）区（44）
4.5.5顺序控制继电器区（S）（44）
4.5.6局部存储器区（L）（相当于内辅继电器）（45）
4.5.7定时器存储器区（T）（45）
4.5.8计数器存储器区（C）（45）
4.5.9高速计数器区（HC）（46）
4.5.10累加器区（AC）（46）
4.5.11特殊存储器区（SM）（46）
4.6定址方式（47）
4.6.1直接定址（47）
4.6.2间接定址（51）
第5章PLC基本指令系统（53）
5.1位逻辑指令（53）
5.1.1位操作指令（53）
5.1.2位逻辑运算指令（56）
5.2定时器与计数器指令（61）
5.2.1定时器指令（62）
5.2.2计数器指令（65）
5.3数据处理指令（69）
5.3.1传送指令（70）
5.3.2移位和循环移位指令（71）
5.3.3比较指令（74）
5.4程式控制指令（75）
5.4.1子程式指令（75）
5.4.2中断程式指令（78）
5.5顺序控制继电器指令（82）
5.6高速计数器指令（86）
5.6.1高速计数器定义指令与高速计数器指令（86）
5.6.2理解不同的高速计数器（87）
5.6.3高速计数器编程（88）
5.6.4高速计数器套用举例（98）
5.7脉冲输出指令（99）
5.7.1脉冲串操作（PTO）（100）
5.7.2脉宽调製（PWM）（101）
5.7.3使用SM来配置和控制PTO/PWM操作（102）
5.7.4计算包络表的值（104）
5.7.5脉冲输出指令套用举例（105）
5.8PID指令（109）
5.8.1PID算法（109）
5.8.2迴路输入的转化和标準化（112）
5.8.3迴路输出值转换成刻度整数值（113）
5.8.4正作用或反作用迴路（114）
5.8.5PID指令套用举例（117）
第6章PLC套用系统设计（119）
6.1梯形图的基本电路（121）
6.1.1启保停电路（121）
6.1.2双向控制电路（122）
6.1.3定时器和计数器的应用程式（124）
6.2梯形图的经验设计方法（129）
6.2.1送料小车自动控制系统（129）
6.2.2两处卸料的小车自动控制系统（131）
6.2.3电动机优先启动控制（133）
6.2.4通风机监视（133）
6.3梯形图的顺序控制设计方法（135）
6.3.1顺序控制的特点（135）
6.3.2功能表图及其对应的梯形图（135）
6.3.3顺序控制程式设计举例（138）
6.4PLC控制举例（143）
6.4.1全自动洗衣机PLC控制程式（143）
6.4.2自动门PLC控制程式（145）
6.4.3商场照明电路PLC控制程式（146）
6.4.4深孔钻组合工具机PLC控制程式（148）
6.4.5密码锁控制程式（150）
6.4.6自动车库PLC控制程式（153）
6.4.7用S7—200实现PID控制（154）
6.4.8锅炉水位PLC控制程式（164）
第7章PLC编程软体的套用（168）
7.1软体的安装（168）
7.2软体的使用（169）
7.2.1连线S7—200CPU（169）
7.2.2创建一个例子程式（172）
7.2.3下载例子程式（177）
7.2.4将S7—200转入运行模式（177）
7.3程式编辑器中使用的惯例（178）
7.3.1 LAD编辑器中使用的惯例（178）
7.3.2 FBD编辑器中使用的惯例（178）
7.3.3 S7—200编程的通用惯例（179）
第8章S7—200网路通信（181）
8.1通信基础知识（181）
8.1.1串列通信和并行通信（181）
8.1.2同步传输和异步传输（182）
8.1.3信号的调製和解调（182）
8.1.4基带传输和频带传输（182）
8.2 S7—200网路通信（183）
8.2.1选择通信接口（183）
8.2.2多主站PPI电缆（184）
8.2.3在PROFIBUS网路上使用主站和从站器件（184）
8.2.4设定波特率和站地址（185）
8.3选择通信协定（188）
8.3.1PPI协定（189）
8.3.2MPI协定（189）
8.3.3PROFIBUS协定（190）
8.3.4TCP/IP协定（190）
8.4仅使用S7—200设备的网路配置实例（190）
8.4.1单主站PPI网路（190）
8.4.2多主站PPI网路（191）
8.4.3複杂的PPI网路（191）
8.5使用S7—200、S7—300和S7—400设备的网路配置实例（192）
8.6 PROFIBUS网路配置实例（193）
8.7乙太网或网际网路设备的网路配置实例（194）
8.8通信接口的安装和删除（194）
8.9网路的建立（195）
8.9.1基本原则（195）
8.9.2为网路确定通信距离、通信速率和电缆类型（195）
8.9.3引脚分配（197）
8.9.4网路电缆的偏压电阻和终端电阻（197）
8.9.5为网路选择PPI多主站电缆或CP卡（198）
8.9.6在网路中使用HMI设备（199）
8.10用自由口模式创建用户定义的协定（200）
8.11在网路中使用Modem和STEP7—Micro/WIN（201）
8.11.1配置一个Modem连线（202）
8.11.2通过Modem连线S7—200（203）
8.11.3配置PPI多主站电缆连线远端Modem（204）
8.11.4配置PPI多主站电缆连线自由口（205）
附录A S7—200存储器範围及特性（208）
附录B S7—200CPU的运算元範围（209）
附录C特殊存储器位（210）
附录D特殊存储器位元组SMB36—SMD62（211）
附录E从CPU读出的致命错误代码及其描述（213）
附录F运行程式错误（214）
附录G编译规则错误（215）
附录H部分电气符号图（216）
参考文献（218）
序言
前 言
随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展，PLC应运而生，已有30余年的历史，如今它在工业控制领域得到广泛的套用。
控制技术日新月异的进步促进了PLC的不断发展。PLC技术现在有两个发展趋势：一是朝着大型、高速、多功能和多层分散式全自动网路化方向发展，这类PLC一般为多处理器系统，有较大的存储能力和功能很强的输入/输出接口，用于大型複杂的工业控制系统；二是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展，这类PLC可以广泛地取代继电器控制系统，用于单机控制和规模较小的自动化生产线控制。本书以较高性能价格比的西门子S7-200 PLC为背景，向读者介绍最新的PLC技术。
结合作者近十几年的工作、教学和科研的经验，从工程实际套用出发，本书系统地阐述了西门子可程式控制器（PLC）的工作原理，以及控制系统的结构、设计方法、实际套用及其网路通信。
本书语言简练、通俗易懂，内容由浅入深、注重理论和实际套用相结合。书中的实例来自作者的理论教学、实验教学、课程设计和毕业设计指导，从事本课程教学的教师可以将有关实例经改编套用在各个教学环节中。
为了适合不同层次读者的需要，本书儘量做到难易结合，每一个实例都给出注释，以便读者更好地理解。为了体现解决问题的多种思路，在有些例子中给出了几种不同的编程方法，以便读者了解不同指令的编程特点。
参加本书编写的有黄义定（第1章、第5章，约122千字），王卓（第6章，约78千字），张宇（第4章、第7章，约63千字），李壮举（第3章、第8章，约65千字），程莹（第2章，约21千字）。全书由黄义定负责组织和统稿。在编写过程中，参考了有关资料，在此对参考文献的作者表示衷心的感谢。
由于作者水平和时间所限，本书疏漏和不当之处在所难免，敬请读者批评、指正，我们将不胜感谢！
作 者
2013年3月
随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展，PLC应运而生，已有30余年的历史，如今它在工业控制领域得到广泛的套用。
控制技术日新月异的进步促进了PLC的不断发展。PLC技术现在有两个发展趋势：一是朝着大型、高速、多功能和多层分散式全自动网路化方向发展，这类PLC一般为多处理器系统，有较大的存储能力和功能很强的输入/输出接口，用于大型複杂的工业控制系统；二是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展，这类PLC可以广泛地取代继电器控制系统，用于单机控制和规模较小的自动化生产线控制。本书以较高性能价格比的西门子S7-200 PLC为背景，向读者介绍最新的PLC技术。
结合作者近十几年的工作、教学和科研的经验，从工程实际套用出发，本书系统地阐述了西门子可程式控制器（PLC）的工作原理，以及控制系统的结构、设计方法、实际套用及其网路通信。
本书语言简练、通俗易懂，内容由浅入深、注重理论和实际套用相结合。书中的实例来自作者的理论教学、实验教学、课程设计和毕业设计指导，从事本课程教学的教师可以将有关实例经改编套用在各个教学环节中。
为了适合不同层次读者的需要，本书儘量做到难易结合，每一个实例都给出注释，以便读者更好地理解。为了体现解决问题的多种思路，在有些例子中给出了几种不同的编程方法，以便读者了解不同指令的编程特点。
参加本书编写的有黄义定（第1章、第5章，约122千字），王卓（第6章，约78千字），张宇（第4章、第7章，约63千字），李壮举（第3章、第8章，约65千字），程莹（第2章，约21千字）。全书由黄义定负责组织和统稿。在编写过程中，参考了有关资料，在此对参考文献的作者表示衷心的感谢。
由于作者水平和时间所限，本书疏漏和不当之处在所难免，敬请读者批评、指正，我们将不胜感谢！
作 者
2013年3月