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目录 1

译者序 1

前言 1

第1章 什么是PLC 1

1.1 学习目标 1

1.2 PLC基础 2

1.2.1 PLC的结构 2

1.2.2 操作系统和应用程序 3

10.3.1 ALLEN-BRADLEY PLC- 5

1.2.3 PLC用户程序 5

1.3 选择合适的PLC 6

1.4 PLC的革新 8

1.5 故障检修 11

习题 12

2.1 学习目标 13

第2章 PLC组件 13

2.2 CPU模块 14

2.3 框架或总线 15

2.4 电源 15

2.5 I/O模块 16

2.5.1 数字I/O模块 17

2.5.2 模拟I/O模块 24

2.5.3 智能I/O模块 27

2.6 编程器 29

2.7 故障检修 30

习题 30

3.1 学习目标 32

第3章 二进制逻辑编程（布尔逻辑） 32

3.2 按位操作的梯形图 33

3.2.1 梯形图元素 34

3.2.2 创建梯形图程序 35

3.3 按位操作的指令表程序 37

3.3.1 指令表布尔逻辑元素（STL） 38

3.3.2 创建指令表程序（STL） 38

3.4 一些常见的二进制逻辑编程技巧 40

3.4.1 一次翻转法 40

3.4.2 锁定和封装法 40

3.4.3 顺序器法 42

3.5 故障检修 43

习题 44

编程练习（不需要PLC） 45

推荐的PLC实验室练习 46

4.1 学习目标 48

第4章 计数器和定时器 48

4.2 计数器指令 49

4.3 定时器指令 49

4.3.1 Allen-Bradley计数器和定时器 50

4.3.2 SIEMENS S5计数器和定时器 53

4.3.3 SIEMENS STEP 7计数器和定时器 57

4.3.4 OMRON CQM1计数器和定时器 58

4.4 故障检修 59

习题 60

编程练习（不需要PLC） 61

推荐的PLC实验室练习 61

第5章 存储器组织和数据操作 62

5.1 学习目标 62

5.2 存储器概述 62

5.3 数据类型 63

5.4 寻址方式 64

5.5.1 ALLEN-BRADLEY PLC中的数据文件和可寻址数据 65

5.5 PLC中可寻址的数据存储 65

5.5.2 ALLEN BRADLEY PLC-5中的可寻址数据 72

5.5.3 ALLEN-BRADLEY SLC 500中的可寻址数据 75

5.5.4 SIEMENS STEP 5中的可寻址数据 76

5.5.5 Siemens STEP 7中的可寻址数据 85

5.5.6 OMRON CQM1中的数据寄存器和可寻址数据 102

5.6 故障检修 105

习题 106

第6章 操作简单数据元素 109

6.2 微处理器基础 109

6.1 学习目标 109

6.3 数据操作指令 110

6.4 简单数据元素 111

6.4.1 简单数据元素的移动 111

6.4.2 简单数据元素的比较 117

6.4.3 简单数据元素的数学、逻辑和转换操作 121

6.5 故障检修 133

习题 135

推荐的PLC实验练习 137

7.1 学习目标 139

第7章 文件、块、数组和结构体中的数据处理 139

7.2.2 SIEMENS STEP 5的数据块 140

7.2 文件、块、数组和结构体定义 140

7.2.1 ALLEN-BRADLEY的数据文件 140

7.3 位数组和移位指令 141

7.2.3 SIEMENS STEP 7的数据块、数组和结构体 141

7.2.4 OMRON CQM1的数据集合 141

7.3.1 ALLEN-BRADLEY的移位指令 142

7.3.2 SIEMENS STEP 5的移位指令 144

7.3.3 SIEMENS STEP 7的移位指令 144

7.3.4 OMRON CQM1的移位指令 145

7.4 数组移位指令（包括FIFO及LIFO） 146

7.4.1 ALLEN-BRADLEY的FIFO及LIFO指令 146

7.4.2 SIEMENS STEP5的数组移位指令 148

7.4.3 SIEMENS STEP 7的数组移位指令 148

7.4.4 OMRON CQM1的数组移位指令（包括FIFO和LIFO） 148

7.5 文件、数组和结构体的移动 151

7.5.1 ALLEN-BRADLEY的文件移动、顺序器和块传送指令 151

7.5.3 PLC-5专用：块传送指令 153

7.5.2 SLC 500专用：顺序器差分和交换指令 153

7.5.4 SIEMENS STEP 5数据集的移动指令（带有传送和接收功能块） 154

7.5.5 SIEMENS STEP 7数据集的移动（使用系统函数） 157

7.5.6 OMRON CQM1文件、数组和结构体移动指令 160

7.6 文件、数组和结构体的比较 162

7.6.1 ALLEN-BRADLEY文件比较指令 162

7.6.2 PLC-5的文件搜索与比较（FSC）、文件位比较（FBC）以及诊断检测（DDT） 163

7.6.3 SIEMENS文件、数组和结构体比较指令 165

7.6.4 OMRON CQM1文件、数组和结构体比较指令 165

7.7 文件、数组和结构体的数学及逻辑指令 166

7.7.1 ALLEN-BRADLEY的文件数学及逻辑指令 166

7.7.2 SIEMENS文件、数组和结构体的数学及逻辑指令 167

7.7.3 OMRON CQM1文件、数组和结构体的数学及逻辑指令 167

7.8 故障检修 169

习题 170

推荐的PLC实验室练习 171

8.1 学习目标 173

第8章 程序结构和结构化编程 173

8.2 在单独的程序中影响执行的指令 174

8.2.1 主控继电器 174

8.2.2 跳转指令 179

8.2.3 循环 184

8.3 在程序扫描的过程中影响子程序或函数执行的指令 185

8.3.1 ALLEN-BRADLEY的子程序调用 186

8.3.2 SIEMENS STEP 5的函数调用 188

8.3.3 Siemens STEP 7的函数调用 191

8.3.4 OMRON CQM1的子程序调用 202

8.4 影响程序执行的配置 202

8.4.1 对ALLEN-BRADLEY PLC-5中结构化编程配置 203

8.4.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500的结构化编程配置 204

8.4.3 Siemens STEP 5的结构化编程配置 204

8.4.4 Siemens STEP 7的结构化编程配置 205

8.4.5 OMRON CQM1中结构化编程配置 206

8.5 故障检修 206

8.5.3 子程序调用的故障检修 207

8.5.2 跳转和循环指令的故障检修 207

8.5.1 主控继电器的故障检修 207

8.5.4 允许离开扫描循环的程序配置的故障检修 208

习题 208

推荐的PLC实验室练习 211

第9章 IEC 1131-3：通用编程语言 213

9.1 学习目标 213

9.2 IEC 1131概述 213

9.3 IEC 1131-3编程语言 214

9.4 IEC 1131-3结构化程序的通用元素 215

9.4.2 配置 215

9.4.1 算法和数据类型 215

9.4.3 资源 216

9.4.4 任务 217

9.4.5 程序 217

9.4.6 功能块 219

9.5 程序组织单元 219

9.5.1 程序 220

9.5.2 函数 220

9.5.3 功能块 223

9.6 变量和变量声明 224

9.6.1 配置层的变量声明 224

9.6.2 资源层的变量声明 227

9.6.3 程序层的变量声明 228

9.6.4 功能块层的变量声明 230

9.6.5 函数层的变量声明 231

9.7 IEC 1131-3的编程语言 231

9.7.1 梯形图 232

9.7.2 指令表 234

9.7.3 结构文本 235

9.7.4 顺序功能图 236

9.7.5 功能块图表 239

9.7.6 连续功能图 241

9.8 总结 242

9.9 故障检修 243

参考文献 244

习题 244

10.3 安装硬件 245

10.2 安装和配置新的PLC 245

10.1 学习目标 245

第10章 PLC的设置和配置 245

的硬件安装 246

10.3.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500硬件安装 248

10.3.3 SIEMENS S5硬件安装 249

10.3.4 SIEMENS S7硬件安装 251

10.3.5 OMRON CQM1的硬件安装 254

10.4.1 Allen-Bradley PLC-5的第一次配置 256

10.4 为一个应用准备的PLC系统的第一次配置 256

10.4.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500的第一次配置 265

10.4.3 SIMENS S5的第一次配置 269

10.4.4 SIMENS S7第一次的配置 276

10.4.5 OMRON CQM1的第一次配置 285

10.5 在PLC程序重启过程中重新配置 289

10.5.1 ALLEN-BRADLEY重启配置 290

10.5.2 SIEMENS S5重启配置 290

10.5.3 SIEMENS S7重启配置 290

10.5.4 OMRON CQM1重启配置 292

10.6 故障检修 293

习题 295

第11章 中断 297

11.1 学习目标 297

11.2 问题 297

11.3 中断的解决方案 298

11.4 关于中断响应的更多细节描述 300

11.4.1 立即输入和立即输出指令 301

11.4.2 I/O中断 306

11.4.3 定时中断 324

11.4.4 出错程序中断 338

11.4.5 初始化中断 346

11.4.6 通信中断 349

11.5 总结 351

11.6 故障检修 352

习题 354

推荐的PLC实验室练习 356

12.1 学习目标 357

12.2 过程控制导言 357

第12章 过程控制 357

12.3 PLC在过程控制中的应用 359

12.4 改进PLC程序在过程控制中的性能 361

12.4.1 过程变量和控制变量的标度变换 362

12.4.2 对过程变量进行限幅 363

12.4.3 减少过程控制的扫描时间延时 364

12.4.4 定时中断 368

12.4.5 输出量计算中的其他量 371

12.4.6 复杂的过程控制程序 374

12.4.8 根据检测到的情况的不同而选用不同的计算控制输出方法 420

12.4.7 系统的手动控制 420

12.5 故障检修 423

习题 424

推荐的PLC实验室练习 425

第13章 通信 427

13.1 学习目标 427

13.2 PLC的通信能力 427

13.3 ALLEN-BRADLEY PLC的通信 429

13.3.1 ALLEN-BRADLEY PLC-5的通信 431

13.3.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500的通信 436

13.4 使用PROFIBUS的SIEMENS的PLC通信 442

13.4.1 使用SIEMENS S5的通信 443

13.4.2 使用SIEMENS S7 PLC的通信 447

13.5 OMRON CQM1的通信 454

13.5.1 CQM1通信通道的配置 456

13.5.2 对CQM1编程实现通信 457

13.6 故障检修 459

习题 460

推荐的PLC实验室练习 461

14.2 车间里的机器人和PLC 462

14.3 机器人控制器与PLC的不同 462

第14章 机器人技术、自动化和PLC 462

14.1 学习目标 462

14.4 机器人控制器与PLC的相似点 464

14.5 编程使机器人和PLC共同工作 464

14.6 机器人程序 466

14.7 PLC程序 468

15.3 PLC外围硬件的故障检修 472

15.2 系统方法 472

15.1 学习目标 472

第15章 故障检修 472

15.4 PLC硬件、配置及编程的故障检修 474

15.5 ALLEN-BRADLEY PLC-5的故障检修 475

15.5.1 PLC-5的硬件故障检修 475

15.5.2 PLC-5启动出错检测的配置 475

15.5.3 PLC-5硬件状态 475

15.5.4 PLC-5通信通道状态 477

15.5.5 PLC-5的CPU状态 477

15.5.6 Allen-Bradley的主要出错及次要出错 478

15.5.7 PLC-5程序故障检修 480

15.5.8 PLC-5编程器在调试中的特性 482

15.6 Allen-Bradley SLC 500的故障检修 482

15.6.1 SLC 500硬件故障检修 482

15.6.2 配置SLC 500启动时的出错检测 482

15.6.3 SLC 500硬件状态 483

15.6.4 SLC 500主要及次要出错 483

15.6.5 SLC 500程序故障检修 483

15.7.1 S5致命及非致命错误 484

15.7 SIEMENS S5的故障检修 484

15.7.2 STEP 5逻辑错误调试工具 489

15.7.3 普通编程错误 490

15.7.4 STEP 5编程器的调试特性 490

15.8 SIEMENS S7的故障检修 490

15.8.1 STEP 7的编程器问题 491

15.8.2 S7硬件故障检修 491

15.8.3 S7的故障检修配置 491

15.8.4 S7状态信息 492

15.8.6 使用编程器观察的S7诊断信息 496

15.8.5 出错响应组织块 496

15.8.7 STEP 7逻辑错误调试工具 497

15.9 OMRON CQM1的故障检修 498

15.9.1 CQM1故障检修配置 498

15.9.2 CQM1致命和非致命错误 499

15.9.3 CQM1逻辑错误调试工具 501

15.10 总结 504

习题 505

16.2 明天的PLC 506

16.1 学习目标 506

第16章 未来：PLC前途是否黯淡 506

16.3 现场总线和传感器——执行器网络 507

16.4 SCADA系统 509

16.5 软件逻辑 510

16.6 过程仿真 511

16.7 反射性存储器 511

16.8 OMAC运动与过程控制 512

习题 512

附录A Allen-Bradley PLC-5状态文件结构体 513

附录B Allen-Bradley SLC 500状态文件结构体 516

附录C OMRON CQM1 SR和AR存储区域 518

附录D Allen-Bradley比较指令算子 526

附录E Allen-Bradley计算指令算子和优先权 527

附录F Siemens S7被数学和逻辑操作影响的状态位 529

附录G Siemens S7系统函数（FC）、系统功能块（SFB）和IEC函数（FC） 531

附录H Allen-Bradley PLC-5主要和次要出错位及代码 536

附录I ALLEN-BRADLEY SLC 500主要出错代码 541

附录J ALLEN-BRADLEY PLC-5 PID控制块 548