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第1章　可编程控制器概述 1

1.1 可编程控制器的主要特点 1

1.2　可编程控制器的主要应用 2

1.3　可编程控制器的分类 3

1.3.1　按结构形式分类 3

1.3.2　按功能分类 5

1.3.3　按I/O点数分类 5

1.4　国内外产品介绍 6

1.4.1 美国产品 6

1.4.2　欧洲产品 7

1.4.3 日本产品 7

1.4.4　我国产品 8

1.5　可编程控制器控制系统与继电器控制系统的比较 8

1.5.1　继电器控制 8

1.5.2　可编程控制器控制 9

1.5.3　可编程控制器控制系统与继电器控制系统的区别 10

第2章　可编程控制器的基本组成和工作原理 11

2.1 可编程控制器的基本组成和各部分的作用 11

2.1.1 可编程控制器的基本组成 11

2.1.2　可编程控制器各组成部分的作用 11

2.2　可编程控制器工作原理 16

2.2.1　循环扫描工作原理 16

2.2.2　循环扫描工作过程 16

2.2.3　用户程序的循环扫描过程 17

2.3　输入／输出延迟响应 19

2.3.1　输入／输出延迟响应 19

2.3.2 响应时间 19

第3章 典型可编程控制器技术特性及系统配置 22

3.1 西门子S7系列PLC 22

3.2 S7-200系列PLC 23

3.2.1 S7-200系列PLC的基本硬件组成 24

3.2.2 S7-200系列PLC的主要技术性能 25

3.2.3　S7-200编址 28

3.3 S7-300系列PLC 30

3.3.1 S7-300系列PLC的基本硬件组成 30

3.3.2 S7-300 CPU模块 31

3.3.3 S7-300的输入／输出模块 36

3.3.4 S7-300的功能模块 36

3.3.5 S7-300 PLC的系统结构及编址 36

3.4 FX系列PLC 39

3.4.1 FX系列PLC型号的说明 39

3.4.2 FX系列PLC的硬件组成 40

3.4.3 FX系列PLC的性能指标 44

3.4.4 FX系列PLC编址 46

第4章　指令系统 47

4.1 编程语言 47

4.2 PLC指令系统的基本知识 49

4.2.1 数据类型 49

4.2.2　数据区存储器的地址表示格式 49

4.2.3　寻址方式 51

4.3　编程元件（软继电器） 52

4.3.1　输入／输出映像区 54

4.3.2 内部继电器 55

4.4　基本指令 56

4.4.1　触点及线圈指令 56

4.4.2　逻辑堆栈指令 61

4.4.3　三菱FX2N主控指令 62

4.4.4　定时器指令、计数器指令 63

4.4.5　梯形图的编程规则 70

4.5　功能指令概述 70

4.6　数据处理指令 72

4.6.1　传送指令 73

4.6.2　转换指令 73

4.6.3 比较指令 75

4.6.4　移位和循环移位指令 76

4.7　数据运算指令 77

4.7.1　数学运算指令 77

4.7.2　加1和减1指令 78

4.7.3　逻辑运算指令 78

4.8　程序控制指令 79

4.8.1 跳转指令 79

4.8.2　监视定时器复位指令（WDR） 80

4.8.3　主程序结束指令 80

4.8.4　循环指令 80

4.8.5　子程序指令 81

4.8.6 中断指令 82

第5章　开关量控制系统使用及编程 85

5.1 概述 85

5.1.1　设计时应注意的五个问题 85

5.1.2 PLC对输入信号的处理 86

5.2 PLC开关量控制典型应用程序 87

5.2.1　异步电动机控制 87

5.2.2　通电禁止输出程序 89

5.2.3　多地点控制 90

5.2.4　优先控制 90

5.2.5 闪烁控制 91

5.2.6　分频电路 91

5.2.7　定时器、计数器的扩展 92

5.3　顺序控制与顺序功能图 93

5.3.1　顺序功能图 93

5.3.2　顺序功能图法的设计步骤 96

5.3.3　顺序功能图法中梯形图的编程方式 96

5.3.4　应用举例 98

5.4　具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法 102

5.4.1　控制要求与工作方式 102

5.4.2　程序设计 103

第6章　可编程控制器模拟量控制 109

6.1　模拟量控制相关问题 109

6.1.1　概述 109

6.1.2　变送器的选择 110

6.1.3 PLC模拟量输入、输出处理 110

6.1.4　工程量与模拟量模块输出值的转换 111

6.2　西门子S7-200系列模拟量扩展模块 112

6.2.1　模拟量输入模块 112

6.2.2　模拟量输出模块（D/A） 114

6.3　FX系列模拟量输入／输出模块 115

6.3.1　模拟量输入模块 115

6.3.2　模拟量输出模块 117

6.3.3　特殊功能模块的读／写指令 119

6.4　模拟量闭环控制 120

6.4.1　通／断控制 120

6.4.2 PID控制 121

6.5　西门子S7-200 PID指令实现PID控制 124

6.5.1 PID指令说明 124

6.5.2 S7-200 PID指令的使用 127

6.6　三菱FX2N PID指令实现PID控制 129

6.6.1　三菱PID指令 129

6.6.2　编程举例 133

第7章　可编程控制器通信与网络技术 135

7.1 PLC通信基础 135

7.1.1　通信方式 135

7.1.2　常用通信介质 137

7.1.3 PLC常用通信接口 139

7.2　工厂自动化PLC控制网络 140

7.2.1　工厂计算机控制系统网络结构 140

7.2.2 PLC网络的拓扑结构 141

7.2.3 PLC网络各级子网通信协议配置的规律 144

7.2.4　现场总线技术 144

7.3 西门子S7-200系列PLC的网络与通信 149

7.3.1 S7-200系列PLC的通信协议 149

7.3.2 S7-200 PLC通信功能与通信方式 150

7.3.3 S7-200 PLC通信参数设置 152

7.4 PC与PLC通信实现 153

7.4.1 基于VB的PC方程序设计 154

7.4.2 PC与S7-200系列PLC通信的实现 156

第8章　可编程控制器常用外围设备 159

8.1 PLC人机界面 159

8.1.1 PLC人机界面概述 159

8.1.2　触摸屏的组成原理及分类 160

8.1.3　触摸屏的工作原理（以电阻感应式触摸屏为例） 161

8.1.4　触摸屏与PLC的通信 162

8.1.5　常见触摸屏的编程软件 162

8.1.6　通用组态软件SuperCx 163

8.2　台达触摸屏 168

8.2.1　画面编辑基础 169

8.2.2　与PLC通信 172

8.2.3　在西门子S7-200控制系统中的使用实例 173

8.3 PLC控制变频调速技术的应用 180

8.3.1　变频器调速技术概述 180

8.3.2　变频器的选型 182

8.3.3 自动石板材连续研磨机床变频调速控制 183

8.4　旋转编码器在PLC控制系统中的应用 187

8.4.1　增量型旋转编码器 188

8.4.2　绝对值型旋转编码器 195

第9章　可编程控制器控制系统设计及综合应用 200

9.1　控制系统设计概述 200

9.1.1 PLC控制系统类型 200

9.1.2　控制系统工作方式 202

9.1.3　系统设计原则 203

9.2　系统设计的基本步骤 203

9.3 PLC配置 206

9.3.1　选择PLC机型 206

9.3.2　开关量输入模块的选择 207

9.3.3　开关量输出模块的选择 208

9.3.4　模拟量I/O模块的选择 209

9.3.5　智能I/O模块的选择 209

9.4　系统可靠性设计 209

9.4.1　控制系统冗余设计 209

9.4.2　供电系统可靠性设计 211

9.4.3　接地系统设计 212

9.5　控制系统设计实例 214

9.5.1　煤气电站瓦斯输送系统 214

9.5.2　某污水处理控制系统设计实例 220

第10章　可编程控制器控制系统安装维护及故障诊断 227

10.1　安装与布线 227

10.1.1 环境要求 227

10.1.2　安装空间要求 228

10.1.3　其他注意事项 229

10.1.4　连接线敷设 229

10.2　系统调试 230

10.3 PLC控制系统的维护 231

10.4 PLC的故障诊断 232

10.4.1 PLC控制系统故障类型 232

10.4.2 PLC控制系统的故障诊断方法 233

10.4.3　故障诊断步骤 233

附录 236

附录1 S7-200特殊存储器（SM）标志位 236

附录2 S7-200错误代码 240

附录3 S7-200 PLC指令集 242

参考文献 244