可编程控制器机械控制系统设计及应用实例

第1章可编程序控制器机械控制基本原理

1.1电气控制基础

1.1.1继电器—接触器控

1.1.2PLC常用的外围器件

1.2PLC的产生和发展

1.2.1PLC的产生

1.2.2PLC的发展

1.2.3PLC的功能

1.3PLC的典型应用

第2章可编程序控制器硬件结构及工作原理

2.1PLC的硬件组成

2.1.1PLC的基本结构

2.1.2S7—20系列PLC的CPU模块

2.2PLC的外观及机箱上的器件

2.3PLC安装及接线

2.3.1PLC的安装

2.3.2PLC的接线

2.4PLC编程元件的编号及功能

2.4.1PLC编程元件的类型及用途

2.4.2编程元件的寻址

2.5PLC的工作原理

2.5.1PLC的工作过程

2.5.2PLC与工业PC及DCS的区别

2.6PLC的软件系统

2.6.1PLC的软件构成

2.6.2应用程序的编程语言

2.6.3PLC的程序结构

2.7PLC技术性能指标及分类

2.7.1PLC的性能指标

2.7.2PLC的分类

第3章PLC的指令系统及编程方法

3.1PLC的指令系统概述

3.2S7—200PLC的基本指令

3.2.1位操作类指令

3.2.2定时和计数器指令

3.3S7—200PLC的功能指令

3.3.1功能指令概述

3.3.2传送指令

3.3.3比较指令

3.3.4运算指令

3.3.5数据转换指令

3.3.6时钟指令

3.3.7移位操作指令

3.3.8逻辑运算指令

3.3.9表功能指令

3.3.10程序控制指令

3.3.11中断指令

3.3.12高速处理类指令

3.3.13PID指令的应用

3.4PLC编程软件及应用

3.4.1PLC编程软件概述

3.4.2STEP

3.4.3软件的基本操作

3.4.4程序文件操作

3.4.5程序的编辑

3.4.6程序调试及运行监控

3.4.7编程实例

3.4.8PLC仿真软件使用

第4章顺序功能图

4.1功能图的基本概念

4.2功能图的主要类型

4.3顺序功能图的编程方法及梯形图表示

4.3.1使用通用逻辑指令的方法

4.3.2使用SCR指令的方法

4.3.3使用置位、复位（S、R）指令的方法

第5章PLC机械控制系统设计方法

5.1PLC控制系统的设计方法及步骤

5.1.1PLC控制系统设计的基本步骤

5.1.2PLC硬件系统设计

5.1.3PLC软件系统设计一般步骤

5.2PLC程序构成

5.2.1PLC程序的组成

5.2.2PLC程序的结构

5.3编程规则与技巧

5.4PLC系统控制程序设计方法

5.4.1经验设计法

5.4.2逻辑设计法

5.4.3移植设计法

5.4.4顺序功能图设计法

5.5PLC控制系统的安装、调试及维护

5.5.1PLC端口扩展与保护

5.5.2PLC系统的抗干扰措施

5.5.3PLC的测试及维护

第6章PLC应用系统开发

6.1PLC在机械设备电气控制中的应用

6.1.1Z3040摇臂钻床的PLC控制

6.1.2X62W铣床的PLC控制

6.1.3液压传动组合机床的PLC控制

6.1.4MB322型联合烫剪机的PLC控制

6.1.5工业机械手的PLC控制

6.1.6U形折板机的PLC控制

6.1.7某直升机起落架撑杆作动筒检测系统控制

6.1.8某型导弹测试架的控制

6.1.9电梯控制系统

6.2变频器及其控制

6.2.1变压变频调速

6.2.2变频器的分类

6.2.3变压变频协调控制

6.2.4变频器的操作方式及使用

6.2.5变频器的作用

6.2.6MM440变频器特点

6.2.7MM440变频器的电路结构

6.2.8MM440变频器的基本控制电路

6.3PLC扩展系统

6.3.1S7—200PLC的系统配置

6.3.2数字量扩展模块

6.3.3模拟量扩展模块

6.3.4位控模块

6.4西门子S（7—200PLC的I/O分配

6.4.1地址分配方式

6.4.2S7—200PLC的地址分配方式与特点

6.5PLC在恒压供水中的应用

6.5.1恒压供水系统的基本构成

6.5.2PLC在恒压供水泵站中的主要工作

6.5.3PLC控制的恒压供水泵站实例

第7章PLC与人机界面

7.1人机界面概述

7.2人机界面的硬件装置

7.3人机界面的组态软件

7.4WinCCflexible组态软件的使用

7.5操作元件的组态

7.6触摸屏使用的实例

第8章可编程序控制器通信

8.1通信基础知识

8.1.1并行通信与串行通信

8.1.2异步通信与同步通信

8.1.3串行通信工作模式

8.1.4串行通信的基本参数

8.1.5串行通信的接口标准

8.1.6串口通信线路连接

8.2现场总线

8.2.1OSI参考模型

8.2.2现场总线的定义

8.2.3现场总线的类型

8.2.4现场总线的特点

8.2.5现场总线的现状

8.2.6现场总线的发展

8.3SIMATICNET工业通信网络

8.3.1工业通信网络结构

8.3.2西门子通信网络技术说明

8.4西门子

8.4.1PLC数据通信的目的

8.4.2PLC网络的常用术语

8.4.3PLC数据通信的类型

8.4.4S7—20PLC通信连接方式

8.4.5PLC存储器的数据存取方式

8.4.6PLC数据通信介质

8.5PLC与个人计算机的通信

8.5.1PLC与计算机通信的方法

8.5.2PLC与计算机的通信内容

8.5.3PLC控制系统的信号类型

8.5.4PLC与计算机通信程序的设计

8.6西门子

8.6.1S7—20PLC的通信功能

8.6.2S7—20PLC通信部件

8.6.3S7—20PLC的通信指令

8.6.4USS通信协议及应用

参考文献

可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的基础上发展起来的一项新的电气控制技术，经过30多年的发展，已经形成了完整的工业产品系列。它以微处理器为核心，通过程序进行逻辑控制、定时、计数、算术运算、人机对话、网络通信等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。目前，PLC已广泛应用于机械制造、冶金、采矿、建材、轻工等行业，对于从事机械设备等控制研发技术人员而言，PLC系统的设计与应用已经成为了必须掌握的一门专业技术。

本书从可编程控制器机械控制的实际情况出发，在内容安排上突出科学性和系统性，理论联系实际，实用性强，力求内容新颖、系统和详尽，原理介绍深入浅出，图文并茂，难易适度，便于自学和实践。

全书共分8章，主要包括：可编程序控制器机械控制基本原理、可编程序控制器硬件结构及工作原理，PLC的指令系统及编程方法，顺序功能图，PLC机械控制系统设计方法，PLC应用系统开发，人机界面，可编程控制器通信等。

本书可供从事机械设计和电气自动控制的工程技术人员参考，也可作为机械工程及自动化、机械电子工程、自动化以及相近专业的教材。

本书由陈继文、任秀华、杨红娟等编著，同时参与编写工作的还有张青、孔令红（山东国泰创新供水技术有限公司）、黄玉刚（山东国泰创新供水技术有限公司）、马娟（山东国泰创新供水技术有限公司）、张超等。陈继文负责统稿，感谢山东建筑大学机电工程学院及机电教研室的大力支持。在本书编写过程中，参阅了大量相关书籍和文献资料成果，在此向相关作者一并表示感谢。

由于编者水平所限，加之时间仓促和缺乏经验，书中不妥之处在所难免，敬请批评指正。

编者2100433B

完全站在机械技术人员的角度，讲解PLC机械控制技术的应用以及如何进行PLC机械控制系统的设计，实例丰富

本书为可编程控制器(PLC)及其应用技术的入门读物，在简要介绍欧姆龙公司CPM2A系列可编程控制器基本工作原理、基本指令的基础上，以涉及众多行业的丰富实例，分绍了PLC的编程应舟技术。本书的主要内容为：从继电器到PLC；PLC是怎样工作的；PLC的指令系统；和PLC的第一次密切接触；PLC的应用与开发：PLC在金属切削加工机床中的应用；PLC在轻化工机械中的应用； PLC在压力、温度控制中的应用；PLC在交流桥式起重机控制中的应用；PLC在电梯控制中的应用；PLC在远程监控系统中的应用；PLC应用中常觅的工程问题等。

本书所选实例涉及面广，具有代表性，对实例的剖析内容具体，分析透彻，且着重介绍了将继电接触器电路改造为梯形图程序的思路及方法。本书语言通俗易懂，工程氛围强，是通过实践学习可编程控制器应用开发的好助手。

本书可供开发及应用PLC的工程技术人员参考，也可以作为大中专院校电子、机电、自动化类专业学生实践教学的辅助材料。