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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 PLC的产生、演变和发展趋势 1

1.1.1 PLC的产生与演变 1

1.1.2 PLC的发展趋势 2

1.1.3 我国PLC技术的发展 3

1.2 PLC工作原理 4

1.2.2 周期扫描机制 5

1.2.1 存储式编程的控制系统 5

1.3 PLC的分类 9

1.3.1 按I/O点数分类 9

1.3.2 按功能范围分类 9

1.3.3 按结构形式分类 9

1.4 PLC的基本特点及其在工业自动化中的地位 12

1.4.1 PLC的基本特点 12

1.4.2 PLC在工业自动化中的地位 14

1.4.3 PLC的市场需求 14

1.5.1 PLC标准：IEC61131 18

1.5 标准对PLC技术的影响 18

1.5.2 开放的应用平台 19

1.5.3 标准化对PLC技术发展的影响 20

思考题 21

第2章 PLC的硬件组成及结构 22

2.1 PLC的基本组成及其工作原理 22

2.1.1 CPU 22

2.1.2 存储器 23

2.1.3 输入／输出模块 25

2.1.4 外部设备 33

2.2 典型PLC产品介绍 34

2.2.1 西门子的S7-200小型PLC 34

2.2.2 三菱的FX系列PLC 36

思考题 39

第3章 PLC编程语言及指令系统 40

3.1 PLC编程语言 40

3.1.1 梯形图 40

3.2.1 S7系列PLC编程基础 41

3.2 西门子S7-300PLC指令系统及编程方法 41

3.1.3 功能块图语言 41

3.1.4 高级语言 41

3.1.2 指令表语言 41

3.2.2 S7系列PLC的基本指令系统 46

3.2.3 STEP7程序设计及编程环境 62

3.3 三菱FX系列PLC指令系统及编程方法 69

3.3.1 三菱FX系列PLC编程元件 69

3.3.2 FX系列PLC基本逻辑指令及其应用 73

3.3.3 功能指令简介 80

3.3.4 编程实例 86

思考题 88

第4章 顺序控制的设计和编程 91

4.1 顺序控制的基本概念 91

4.1.1 什么是顺序控制 91

4.1.2 顺序控制器分类 92

4.2 顺序控制的描述 93

4.2.1 流程图 93

4.2.3 时序图 95

4.2.2 状态图 95

4.2.4 顺序功能图 96

4.2.5 佩特利网 99

4.3 顺序控制的设计方法和编程技术 101

4.3.1 根据继电器电路图设计梯形图的方法 102

4.3.2 顺序功能图设计方法及编程技术 110

4.3.3 佩特利网设计法 121

4.3.4 复杂顺序控制系统的编程示例 126

思考题 134

第5章 基于PLC控制系统的工程设计 137

5.1 PLC控制系统的设计概论 137

5.1.1 设计的基本任务 137

5.1.2 设计的基本程序 138

5.2 输入／输出（I/O）点数和种类的统计 139

5.3 PLC的选型 140

5.3.1 CPU能力 140

5.3.2 控制器的最大I/O点数 141

5.3.3 响应速度 141

5.3.5 机型选择的其他考虑 142

5.3.4 指令系统 142

5.4 系统的冗余设计 143

5.4.1 手动操作设计 143

5.4.2 冷备运行设计 143

5.4.3 双机热备运行设计 143

5.5 供电系统的设计 146

5.5.1 供电系统的保护措施 146

5.5.2 电源模块的选择 147

5.5.3 电源模块供电系统的设计 148

5.5.4 I/O模块供电电源的设计 149

5.6 接地系统的设计 150

5.6.1 正确的接地方法 152

5.6.2 各种不同的接地概念 153

5.6.3 关于等电位联结的接地系统 153

5.7 电缆设计和敷设 154

5.7.1 电缆的选择 155

5.7.2 电缆的敷设施工 155

5.8 设计文件的编制 156

思考题 164

第6章 PLC人机接口技术 165

6.1 PLC人机接口概述 165

6.1.1 可编程终端 165

6.1.2 监控计算机系统 167

6.2 人机接口的选型与设计方法 168

6.2.1 人机接口系统的选型 168

6.2.3 可编程终端设计示例 170

6.2.2 系统设计 170

思考题 173

第7章 PLC网络通信 174

7.1 网络通信的基本知识 174

7.1.1 数据通信的基本概念 174

7.1.2 工业控制局域网 183

7.2 PLC网络通信 189

7.2.1 三菱FX2 PLC的通信 189

7.2.2 西门子的PLC网络 195

思考题 210

8.1 PLC在自动化控制中的应用特点 211

第8章 PLC控制系统应用实例 211

8.2 小型PLC和文本显示终端应用于枕式包装机 212

8.2.1 枕式包装机介绍 212

8.2.2 系统要求 212

8.2.3 系统设计 213

8.3 PLC系统应用于城市生活污水处理工程 224

8.3.1 污水处理工艺监控系统概述 224

8.3.2 工程概况 226

8.3.3 系统方案设计 228

思考题 239

第9章 PLC在工业应用中的若干问题 241

9.1 PLC系统的抗噪声技术 241

9.1.1 概述 241

9.1.2 噪声抑制 242

9.1.3 噪声隔离 242

9.1.4 信号电缆的选型 243

9.1.5 电源的抗噪声措施 243

9.1.6 模拟信号的数字滤波 243

9.1.7 开关量信号的采样滤波 245

9.1.8 抗噪声的有力措施——Watchdog 246

9.2 PLC的程序调试 247

9.2.1 程序调试前的准备工作 247

9.2.2 程序调试 248

9.3 系统的故障诊断 249

9.3.1 故障的分类 249

9.3.2 故障的宏观诊断 250

9.3.3 故障的自诊断 251

9.4 PLC在紧急停车系统（ESD）中的应用 251

9.4.2 ESD系统逻辑控制系统的选用 252

9.4.1 ESD系统的作用和构成形式 252

9.4.3 ESD的一个实例 254

9.5 节省I/O点的几种方法 255

9.5.1 减少PLC输入点的方法 256

9.5.2 减少PLC输出点的方法 257

9.6 系统防雷电设计 257

思考题 258

附录A STEP7 Micro/Win编程软件部分指令 259

附录B 佩特利网 261

主要参考文献 268