可编程控制器技术与应用（西门子系列）（第2版）图书目录

第1 章 PLC 基础知识 ............................................................................................................... 1

1.1 PLC 的定义与发展 ....................................................................................................... 1

1.1.1 PLC 的定义 ........................................................................................................ 1

1.1.2 PLC 的发展概况 ................................................................................................ 2

1.2 PLC 的特点、应用与分类 ........................................................................................... 4

1.2.1 PLC 的特点 ........................................................................................................ 4

1.2.2 PLC 的应用 ........................................................................................................ 5

1.2.3 PLC 的分类 ........................................................................................................ 6

1.3 PLC 的组成、原理及性能指标 ................................................................................... 7

1.3.1 PLC 的基本组成 ................................................................................................ 7

1.3.2 PLC 的工作原理 .............................................................................................. 12

1.3.3 PLC 主要性能指标 .......................................................................................... 14

1.4 PLC 与其他控制系统的比较 ..................................................................................... 15

1.4.1 PLC 与继电器控制系统的比较 ...................................................................... 15

1.4.2 PLC 与微型计算机的比较 .............................................................................. 16

1.4.3 PLC 与单片机控制系统的比较 ...................................................................... 17

本章小结 .............................................................................................................................. 18

习题一 ................................................................................................................................. 19

第2 章 认识S7-200 PLC ....................................................................................................... 20

2.1 S7-200 系列PLC 概述 ............................................................................................... 20

2.1.1 初识S7-200 CPU ............................................................................................. 20

2.1.2 扩展功能模块 .................................................................................................. 24

2.2 STEP7-Micro/WIN 编程软件简介 ............................................................................. 24

2.2.1 STEP7-Micro/WIN 编程软件的安装 .............................................................. 25

2.2.2 PLC 与计算机通信的建立和设置 .................................................................. 26

2.2.3 编程软件的基本使用方法 .............................................................................. 28

2.3 仿真软件的使用 ......................................................................................................... 32

2.3.1 导出S7-200 的程序代码 ................................................................................. 32

2.3.2 仿真软件的进入 .............................................................................................. 33

2.3.3 PLC 配置 .......................................................................................................... 34

2.3.4 载入程序 .......................................................................................................... 34

VI

2.3.5 仿真调试程序 .................................................................................................. 34

2.3.6 监视变量 .......................................................................................................... 34

本章小结 .............................................................................................................................. 35

习题二 ................................................................................................................................. 36

第3 章 PLC 程序设计基础 ..................................................................................................... 37

3.1 S7-200 PLC 编程语言和程序结构 ............................................................................ 37

3.1.1 S7-200PLC 编程语言简介 .............................................................................. 37

3.1.2 S7-200 PLC 程序结构 ..................................................................................... 38

3.2 S7-200 系列PLC 内部元件及寻址方式 ................................................................... 39

3.2.1 数值的表示方式 .............................................................................................. 39

3.2.2 S7-200 PLC 编址方式 ..................................................................................... 39

3.2.3 S7-200 PLC 内部元件 ..................................................................................... 40

3.2.4 寻址方式 .......................................................................................................... 43

3.3 基本逻辑指令及应用 ................................................................................................. 45

3.3.1 梯形图绘制规则 .............................................................................................. 45

3.3.2 基本逻辑指令 .................................................................................................. 46

3.4 定时器指令及应用 ..................................................................................................... 54

3.4.1 定时器指令基本概念 ...................................................................................... 54

3.4.2 定时器的工作情况 .......................................................................................... 55

3.4.3 定时器应用举例 .............................................................................................. 56

3.5 计数器指令及应用 ..................................................................................................... 60

3.5.1 计数器指令基本概念 ...................................................................................... 60

3.5.2 各计数器的工作情况 ...................................................................................... 60

3.5.3 计数器应用举例 .............................................................................................. 62

3.6 基本指令综合应用举例 ............................................................................................. 64

3.6.1 电动机间歇运动控制 ...................................................................................... 64

3.6.2 增氧泵定时控制 .............................................................................................. 65

3.6.3 货物计数显示控制 .......................................................................................... 66

3.6.4 仓库门自动开关控制 ...................................................................................... 66

3.6.5 搅拌器控制 ...................................................................................................... 68

3.6.6 抢答器控制 ...................................................................................................... 69

3.6.7 料盘电动机星-三角启动控制 ......................................................................... 70

3.6.8 设备过载报警控制 .......................................................................................... 73

本章小结 .............................................................................................................................. 74

习题三 ................................................................................................................................. 75

第4 章 PLC 功能指令及应用 ................................................................................................. 77

4.1 数据传送指令及应用 ................................................................................................. 77

目 录

VII

4.1.1 单一数据传送指令 .......................................................................................... 77

4.1.2 字节立即传送指令 .......................................................................................... 78

4.1.3 数据块传送指令 .............................................................................................. 78

4.1.4 字节交换指令 .................................................................................................. 79

4.2 程序控制指令及应用 ................................................................................................. 79

4.2.1 结束指令 .......................................................................................................... 79

4.2.2 暂停指令 .......................................................................................................... 80

4.2.3 跳转指令 .......................................................................................................... 80

4.2.4 与ENO 指令 .................................................................................................... 82

4.3 循环移位指令及应用 ................................................................................................. 82

4.3.1 左、右移位指令 .............................................................................................. 82

4.3.2 循环移位指令 .................................................................................................. 83

4.3.3 寄存器移位指令 .............................................................................................. 84

4.4 子程序的编写及调用 ................................................................................................. 85

4.4.1 建立子程序 ...................................................................................................... 85

4.4.2 子程序的调用和子程序的返回 ...................................................................... 86

4.4.3 带参数的子程序调用 ...................................................................................... 87

4.5 算术运算、逻辑运算指令 ......................................................................................... 89

4.5.1 算术运算指令 .................................................................................................. 89

4.5.2 逻辑运算指令 .................................................................................................. 92

4.6 功能指令综合应用 ..................................................................................................... 94

4.6.1 多台电动机启停控制 ...................................................................................... 94

4.6.2 设备运行时间记录 .......................................................................................... 94

4.6.3 加热炉加热时间选择 ...................................................................................... 95

4.6.4 多台电动机依次循环工作 .............................................................................. 96

4.6.5 三角函数运算 .................................................................................................. 97

本章小结 .............................................................................................................................. 98

习题四 ................................................................................................................................. 99

第5 章 顺序控制的程序设计 ................................................................................................ 100

5.1 顺序控制设计基础 ................................................................................................... 100

5.1.1 顺序控制设计概述 ........................................................................................ 100

5.1.2 顺序功能图的基本概念 ................................................................................ 100

5.1.3 顺序功能图的基本结构 ................................................................................ 102

5.1.4 绘制功能图应注意的问题 ............................................................................ 103

5.2 顺序功能图的实现方法 ........................................................................................... 104

5.2.1 利用顺序控制指令实现顺序功能图 ............................................................ 104

5.2.2 利用启保停程序实现顺序功能图 ................................................................ 105

5.2.3 利用置位复位指令实现顺序功能图 ............................................................ 106

VIII

5.3 顺序功能图的应用 ................................................................................................... 108

5.3.1 运料小车运动控制 ........................................................................................ 108

5.3.2 某剪板机的控制 .............................................................................................110

5.3.3 钢球分拣装置的控制 .....................................................................................113

本章小结 .............................................................................................................................118

习题五 ................................................................................................................................119

第6 章 PLC 应用系统设计与实例 ....................................................................................... 121

6.1 PLC 应用系统设计概述 ........................................................................................... 121

6.1.1 PLC 应用系统设计的基本原则和主要内容 ................................................ 121

6.1.2 PLC 应用系统设计与调试的主要步骤 ........................................................ 122

6.2 PLC 应用系统常用低压电器 ................................................................................... 124

6.2.1 开关电器 ........................................................................................................ 124

6.2.2 熔断器 ............................................................................................................ 125

6.2.3 主令电器 ........................................................................................................ 125

6.2.4 接触器 ............................................................................................................ 128

6.2.5 继电器 ............................................................................................................ 129

6.3 PLC 应用中若干问题 ............................................................................................... 131

6.3.1 PLC 选型问题 ................................................................................................ 131

6.3.2 干扰及抗干扰措施 ........................................................................................ 132

6.3.3 节省I/O 点数的方法 ..................................................................................... 133

6.4 PLC 的安装与维护 ................................................................................................... 134

6.4.1 PLC 的工作环境 ............................................................................................ 135

6.4.2 PLC 的安装 .................................................................................................... 135

6.4.3 控制系统的接线 ............................................................................................ 136

6.4.4 PLC 的检修与维护 ........................................................................................ 137

6.4.5 PLC 的故障诊断 ............................................................................................ 138

6.5 PLC 应用举例 ........................................................................................................... 138

6.5.1 弯管机的控制 ................................................................................................ 138

6.5.2 液体混合装置的控制 .................................................................................... 141

6.5.3 十字路口交通灯的控制 ................................................................................ 144

6.5.4 自动装箱生产线的控制 ................................................................................ 147

6.5.5 生产线气动搬运机械手的控制 .................................................................... 149

本章小结 ............................................................................................................................ 154

习题六 ............................................................................................................................... 154

习题参考答案 ............................................................................................................................ 156

参考文献 ................................................................................................................................... 1762100433B

本书是电子工业出版社职业教育电气自动化专业系列教材之一。充分体现了职业教育培养技能型人才的教学特色。 本书主要以西门子S7-200 PLC 为对象，以S7-200 PLC 的应用技术为重点。全书共6 章，主要内容有PLC 基础知识、认识S7-200 PLC、PLC 程序设计基础、PLC 功能指令及应用、顺序控制的程序设计，以及PLC 应用系统设计与实例。每章后均配有相应的习题供学习时使用。

本书可供电气自动化专业、机电控制技术专业、电子技术及应用专业、自动化仪表专业使用，也可作为工程技术人员的参考书。

本书以在国内使用较广泛的日本三菱公司FX系列PLC为背景，介绍了PLC的基本结构与工作原理，详细介绍了FX系列PLC的指令系统及应用，PLC程序设计的方法，PLC控制系统设计中应注意的问题。为了适应新的发展需要，本书还介绍了PLC网络通信、现场总线等新技术。为了便于学习，本书第1章中增加了电气控制的基础知识，第8章中给出了大量的应用实例。 本书可作为高等学校自动化、电气工程、机电一体化等相关专业的教材，也可供工程技术人员自学或作为培训教材使用。

可编程序控制器(PLC)是以微处理器为核心的通用自动控制装置。它具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等优点，不仅可以取代继电器控制，还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。

本书编写时力求由浅入深、通俗易懂、理论联系实际。本书以在国内使用较广泛的日本三菱公司FX系列PLC为使用背景，介绍了PLC的基本结构与工作原理，详细介绍了FX系列PLC的指令系统及应用，PLC程序设计的方法，PLC控制系统设计中应注意的问题。为了适应新的发展需要，本书还介绍了PLC网络通信、现场总线等新技术。为了便于学习和应用，本书的第1章增加了电气控制的基础知识，第8章给出了大量的应用实例，第1～7章配有习题。

本书可作为高等学校自动化、电气工程、机电一体化等相关专业的教材，也可供工程技术人员自学或作为培训教材使用。

本书由华中科技大学文华学院陈艳主编。参加编写的有华中科技大学文华学院鲁艳旻（绪论、第1章、第7章）、江汉大学文理学院黄晓（第2章、第3章、第8章）、武汉理工大学华夏学院黄英（第4章、附录A、附录B）、华中科技大学文华学院陈艳（第5章、第6章、附录C），全书由陈艳统稿、修改和定稿。

本书在编写过程中得到了华中科技大学文华学院的领导以及机电学部实验实训中心的大力支持与帮助，华中科技大学的李元科教授、孙亲锡教授对本书提出了许多宝贵的意见，在此一并表示衷心的感谢。

限于编者的水平，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正。

编者

2013年10月

《西门子系列PLC原理及应用》特别适合初学者使用，对有一定PLC基础知识的读者也有很大帮助，此外，《西门子系列PLC原理及应用》还可以用作PLC设计人员的培训教材或大专院校相关专业师生的教学参考用书。

可编程控制器应用技术（第2版）上篇 原理篇

第一章 可编程控制器概论

第一节 可编程控制器的产生

第二节 可编程控制器的定义

第三节 可编程控制器的分类

第四节 可编程控制器应用现状

第五节 可编程控制器的发展趋势

习题1

第二章 可编程控制器的功能、结构和工作原理

第一节 可编程控制器的特点和主要功能

第二节 可编程控制器的硬件组成

第三节 可编程控制器的软件及编程语言

第四节 可编程控制器的工作原理

习题2

第三章 SYSMAC-c系列可编程控制器概述

第一节 SYSMAC-C系列PLC的编程元件及存储区域分配

第二节 SYSMAC-c系列P型机概述

第三节 SYSMAC系列CPMlA概述

第四节 SYSMAC-C系列CQM1H型机概述

第五节 SYSMAC－C系列a型机慨述

习题3

第四章 SYSMAC-C系列指令系统

第一节 SYSMAC-C系列指令总揽

第二节 SYSMAC-C系列P型机指令系统

第三节 P型机常用基本程序举例

第四节 CPM1A的指令系统

习题4“

可编程控制器应用技术（第2版）中篇应用篇

第五章 可编程控制器的应用设计

第一节 可编程控制器控制系统设计的基本原则和步骤

第二节 节省I/O点数的几种方法

第三节 可编程控制器实际应用时的注意事项

习题5

第六章 可编程控制器应用举例

第一节 两种液体混合装置

第二节 大电动机的Y-△起动控制

第三节 十字路口交通信号灯控制

第四节 机械手的步进控制

第五节 三层电梯的自动控制

第六节 全自动洗衣机的自动控制

第七节 装卸料小车多方式运行控制

第八节 燃油锅炉控制系统

第九节 纤维板热压机的自动控制

习题6

第七章 PLC开发软件SYSMACCPT

第一节 SYSMACCPT软件的安装与启动

第二节 SYSMACCPT软件的菜单

第三节 SYSMACCPT软件的练习

可编程控制器应用技术（第2版）下篇 实训篇

第八章 可编程控制器实验指导

实验一 编程器基本操作

实验二 用可编程控制器控制交流电动机的正转、反转、停止

实验三 用可编程控制器控制交通信号灯

实验四 用可编程控制器控制三台皮带输送机

实验五 用移位寄存器实现彩灯控制

第九章 可编程控制器课程设计指导

第一节 PLC课程设计要求

第二节 PLC课程设计举例

第三节 PLC课程设计选题

附录1 P型机、CPM1、C200H、a型机、COM1的指令的简要功能说明

附录2 CPM1A、cQMlH、c200H伍的特殊辅助继电器（SR）的功能说明

附录3 CPM1A、CQMlH、C200Ha的辅助记忆继电器（AR）的功能说明

附录4 CPM1A、CQMlH、C200Ha数据存储器（DM）地址分配及功能说明

参考文献2100433B