可编程序控制器原理与应用基础 第2版PDF电子书下载

上篇 理论教学篇 1

第1章 可编程序控制器概述 1

1.1 可编程序控制器的由来与定义 1

1.1.1 可编程序控制器的由来 1

1.1.2 可编程序控制器的定义 2

1.1.3 可编程序控制器的主要性能指标和分类 2

1.1.4 可编程序控制器的硬件 4

1.2 可编程序控制器的特点与功能 5

1.2.1 可编程序控制器的特点 5

1.2.2 可编程序控制器的主要功能 7

1.2.3 PLC与其他自动控制系统的比较 8

1.3 可编程序控制器的发展与应用 9

1.3.1 可编程序控制器的发展概况 9

1.3.2 可编程序控制器的发展趋势 10

1.3.3 可编程序控制器在中国的应用概貌 11

1.4 可编程序控制器国外品牌简介 12

1.4.1 西门子公司的可编程序控制器 12

1.4.2 AB公司的可编程序控制器 17

1.4.3 三菱公司的可编程序控制器 19

1.5 可编程序控制器国产品牌简介 21

1.5.1 主要国产可编程序控制器 21

1.5.2 和利时公司的可编程序控制器 22

1.5.3 台达公司的可编程序控制器 24

1.5.4 合信公司的可编程序控制器 25

练习题 25

第2章 可编程序控制器的基本原理 27

2.1 可编程序控制器的基本结构 27

2.1.1 整体式PLC 27

2.1.2 模块式PLC 27

2.2 可编程序控制器的各组成部分 28

2.2.1 中央处理单元 28

2.2.2 存储器 28

2.2.3 输入／输出接口电路 29

2.2.4 外部设备 33

2.2.5 智能模块 35

2.2.6 电源模块 37

2.3 可编程序控制器的工作原理 37

2.3.1 PLC的扫描工作方式 37

2.3.2 PLC的扫描工作过程 38

2.3.3 PLC的输入／输出滞后现象 40

2.3.4 PLC的脉冲捕捉功能 41

2.3.5 PLC的输入滤波功能 41

2.4 可编程序控制器的编程语言 44

2.4.1 PLC软件的基本概念 44

2.4.2 梯形图 45

2.4.3 语句表 46

2.4.4 功能块图 48

2.4.5 基于Windows的编程语言标准IEC61131-3 48

2.4.6 变量的数据类型 48

练习题 50

第3章 S7-200 PLC的硬件系统 51

3.1 S7-200 PLC硬件系统的组成 51

3.1.1 S7-200 CPU模块 51

3.1.2 高级配置 56

3.1.3 扩展模块 57

3.1.4 工作电源及电源需求核算 60

3.2 S7-200 CPU数据存储器及其寻址方式 61

3.2.1 数据存储器的分配和地址 62

3.2.2 数据存储器的功能及其直接寻址 64

3.2.3 存储器的有效范围 69

3.2.4 数据存储器的间接寻址 70

3.2.5 数据保持 71

3.3 扩展I/O模块的寻址 73

3.3.1 I/O点地址分配原则 73

3.3.2 扩展模块地址分配实例 74

3.3.3 扩展模块的连接方式 76

练习题 76

第4章 S7-200 PLC的指令系统 77

4.1 位逻辑指令 77

4.1.1 触点指令 77

4.1.2 取非指令 78

4.1.3 正跳变和负跳变指令 78

4.1.4 输出指令 79

4.1.5 置位和复位指令 79

4.1.6 空操作指令 80

4.2 定时器和计数器指令 83

4.2.1 定时器指令 83

4.2.2 计数器指令 88

4.3 比较、传送及移位指令 91

4.3.1 比较指令 91

4.3.2 传送指令 93

4.3.3 移位指令 94

4.3.4 循环移位指令 95

4.3.5 位移位寄存器指令 97

4.4 数学运算指令 99

4.4.1 加法指令和减法指令 99

4.4.2 乘法指令和除法指令 100

4.4.3 字节、字、双字的增指令和减指令 103

4.5 逻辑运算指令与转换指令 103

4.5.1 与、或、异或指令 103

4.5.2 取反指令 104

4.5.3 整数的转换指令 106

4.5.4 译码、编码与段码指令 107

4.6 程序控制指令 108

4.6.1 有条件结束指令、暂停指令和看门狗复位指令 108

4.6.2 跳转指令和标号指令 109

4.6.3 循环指令 110

4.6.4 顺序控制继电器指令 112

4.6.5 AENO指令（STL） 113

4.7 逻辑堆栈指令 114

4.7.1 栈装载与指令和栈装载或指令 115

4.7.2 逻辑推入栈指令和逻辑弹出栈指令 115

4.7.3 逻辑读栈指令和装入堆栈指令 115

练习题 122

第5章 可编程序控制器程序设计基础 128

5.1 梯形图程序的基础知识 128

5.1.1 梯形图编程的基本规则 128

5.1.2 Step 7-Micro/WIN32编程规约 131

5.1.3 使用符号变量及符号表 132

5.1.4 输出点的终值设定 132

5.2 典型控制功能的梯形图 135

5.2.1 具有自锁和互锁功能的程序 135

5.2.2 定时器应用程序 136

5.2.3 计数器应用程序 140

5.2.4 微分指令应用程序 141

5.3 PLC程序的移植设计法和经验设计法 143

5.3.1 PLC程序的移植设计法 143

5.3.2 PLC程序的经验设计法 148

5.3.3 实用程序两例 155

5.4 PLC程序的顺序控制设计法 159

5.4.1 顺序控制设计法的设计步骤 159

5.4.2 顺序功能图的绘制 161

5.4.3 单控制流的顺序控制设计法 163

5.4.4 复杂控制流的顺序控制设计法 169

5.5 PLC程序的逻辑设计法 171

5.5.1 梯形图与逻辑函数的关系 172

5.5.2 组合逻辑关系的程序设计法 172

练习题 177

第6章 可编程序控制器的通信及网络 183

6.1 网络通信概述 183

6.1.1 数据通信的几个基本概念 183

6.1.2 网络配置 185

6.2 S7系列PLC的网络类型及配置 187

6.2.1 S7系列PLC的网络结构 187

6.2.2 网络通信协议 187

6.2.3 通信设备 189

6.2.4 S7-200 PLC的通信方式 191

6.3 S7-200 PLC的通信指令与通信实例 193

6.3.1 网络读与网络写指令 193

6.3.2 单主站通信网络应用实例 194

6.3.3 自由端口模式通信指令 196

6.3.4 PLC与打印机的通信实例 199

6.3.5 PLC与远程PC的通信实例 201

6.3.6 PLC自由端口发送实例 203

6.3.7 获取与设置通信口地址指令 205

练习题 207

下篇 实验教学篇 208

第7章 可编程序控制器编程系统及编程软件 208

7.1 S7-200 PLC系统的建立 208

7.1.1 最小S7-200 PLC系统 208

7.1.2 硬件连接 208

7.2 Step 7-Micro/WIN32的安装与设置 209

7.2.1 编程软件的安装方法 209

7.2.2 设置通信参数 209

7.2.3 建立在线联系 210

7.3 Step 7-Micro/WIN 32使用方法 212

7.3.1 编程软件界面及窗口元素 212

7.3.2 自定义STEP 7-Micro/WIN 32 215

7.3.3 使用帮助 215

7.4 编程与调试 216

7.4.1 梯形图程序的输入与编辑 217

7.4.2 程序的下载与上装 219

7.4.3 程序的调试与监控 220

7.4.4 程序及CPU的密码保护 220

练习题 221

第8章 可编程序控制器编程基础实验 222

8.1 概述 222

8.1.1 基本要求 222

8.1.2 实验设备 222

8.2 基本逻辑指令实验 223

8.2.1 多地点控制 223

8.2.2 三相异步电动机的基本控制 223

8.2.3 抢答器控制程序 224

8.3 定时器指令实验 225

8.3.1 多台电动机联锁运行控制 225

8.3.2 闪光报警程序设计 226

8.3.3 脉冲发生器程序设计 227

8.3.4 通电延时与断电延时控制程序设计 227

8.3.5 单台电动机的？-△起动控制 228

8.4 计数器指令实验 230

8.4.1 计数器指令的基本应用程序设计 230

8.4.2 计数器与定时器组合的定时程序 231

8.4.3 超大容量计数器程序设计 231

8.5 比较指令实验 232

8.5.1 顺序控制程序设计 232

8.5.2 密码锁程序设计 233

8.6 移位及循环指令实验 233

8.6.1 数码显示驱动程序设计 233

8.6.2 模拟喷泉的控制程序设计 235

8.6.3 彩灯控制程序的设计 236

8.6.4 模拟天塔之光的控制程序设计 237

第9章 可编程序控制器编程综合实验 239

9.1 概述 239

9.1.1 基本要求 239

9.1.2 实验设备 239

9.2 位置与行程控制 240

9.2.1 小车多地点往复运动的行程控制 240

9.2.2 铣床联锁控制 241

9.2.3 货叉取放箱控制 243

9.2.4 钻床与布料机控制 244

9.3 步进电动机控制 245

9.3.1 三相步进电动机模拟控制 245

9.3.2 五相步进电动机模拟控制 246

9.4 交通信号灯控制 248

9.4.1 基本交通信号灯控制 249

9.4.2 复杂交通信号灯控制 250

9.5 常见工业机械控制 251

9.5.1 多级传送带的模拟控制 251

9.5.2 通风系统运行状态监测 252

9.5.3 液体混合的模拟控制 253

9.5.4 装配流水线的模拟控制 253

9.6 复杂控制程序设计 255

9.6.1 机械手模拟控制程序 255

9.6.2 电梯模拟控制程序 256

9.6.3 洗衣机模拟控制程序 259

部分练习题解答 261

附录 282

附录A S7-200 PLC指令一览表 282

附录B S7-200 PLC错误代码一览表 285

附录C S7-200 PLC STL指令执行时间一览表 287

附录D 西门子、三菱及松下公司PLC指令对照一览表 294

参考文献 297