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第1篇 基础入门 2

第1章 可编程序控制器（PLC）基础 2

1.1概述 2

1.1.1 PLC的发展历史 2

1.1.2 PLC的主要特点 3

1.1.3 PLC的应用范围 3

1.1.4 PLC的分类与性能指标 4

1.1.5 PLC与继电器系统的比较 5

1.1.6 PLC与微机的比较 5

1.1.7 PLC的发展趋势 5

1.1.8 PLC在我国 6

1.2可编程序控制器的结构和工作原理 6

1.2.1可编程序控制器的硬件组成 6

1.2.2可编程序控制器的工作模式 10

1.2.3可编程序控制器的工作原理 10

1.2.4可编程序控制器的立即输入、输出功能 12

1.3 PLC前导知识 12

1.3.1低压电器简介 12

1.3.2传感器和变送器 13

1.3.3隔离器 19

1.3.4浪涌保护器 19

1.3.5安全栅 19

第2篇 西门子S7-200PLC硬件和指令系统介绍 22

第2章 S7-200PLC的硬件 22

2.1 S7-200系列PLC 22

2.1.1西门子S7系列模块简介 22

2.1.2 S7-200的性能特点 23

2.2 S7-200CPU模块及其接线 23

2.2.1 S7-200CPU模块 23

2.2.2 S7-200CPU的接线 24

2.3 S7-200扩展模块 27

2.3.1数字量I/O扩展模块 27

2.3.2模拟量I/O扩展模块 28

2.3.3其他扩展模块 30

2.4电源需求计算 32

2.4.1最大I/O配置 32

2.4.2电源需求计算 32

第3章 S7-200PLC编程软件STEP7-Micro/WIN 34

3.1 STEP7-Micro/WIN编程软件的安装 34

3.1.1 STEP7-Micro/WIN编程软件概述 34

3.1.2 STEP7-Micro/WIN编程软件的安装步骤 35

3.1.3安装和使用STEP 7-Micro/WIN V4.0注意事项 36

3.2 STEP7-Micro/WIN的使用 37

3.2.1 STEP7-Micro/WIN软件的打开 37

3.2.2 STEP7-Micro/WIN软件的界面介绍 37

3.2.3创建新工程 41

3.2.4保存工程 41

3.2.5打开工程 42

3.2.6系统块的设置 43

3.2.7数据块 45

3.2.8程序调试 46

3.2.9交叉引用 48

3.2.10符号表 48

3.2.11变量表 49

3.2.12工具浏览条 50

3.2.13帮助菜单 50

3.3用户自定义指令库 51

3.4 S7-200扩展模块的地址分配 52

3.4.1模块的地址分配 52

3.4.2模块的地址查询 53

3.5用STEP7-Micro/WIN建立一个完整的项目 55

3.6仿真软件的使用 61

3.6.1仿真软件简介 61

3.6.2仿真软件S7-200SIM 2.0的使用 61

第4章 S7-200PLC的指令及其应用 63

4.1 S7-200的编程基础知识 63

4.1.1数据的存储类型 63

4.1.2元件的功能与地址分配 65

4.1.3 STEP 7中的编程语言 69

4.2位逻辑指令 69

4.2.1基本位操作指令 69

4.2.2置位/复位指令 71

4.2.3 RS触发器指令 72

4.2.4边沿触发指令 73

4.3定时器与计数器指令 75

4.3.1定时器指令 75

4.3.2计数器指令 80

4.3.3基本指令的应用实例 83

4.4功能指令 91

4.4.1比较指令 91

4.4.2数据处理指令 93

4.4.3移位与循环指令 96

4.4.4算术运算指令 102

4.4.5功能指令的应用 110

4.5 S7-200 PLC的程序控制指令及其应用 111

4.5.1子程序调用 112

4.5.2中断调用 112

4.5.3跳转指令 115

4.5.4循环指令 116

4.5.5暂停指令 117

4.5.6结束指令 117

4.5.7指针 118

4.5.8顺控继电器指令（SCR） 118

4.5.9程序控制指令的应用 120

4.6 S7-200的高速输入及其应用 120

4.6.1高速计数器的简介 120

4.6.2高速计数器在转速测量中的应用 124

第3篇 西门子S7-300/400 PLC硬件和指令系统介绍 128

第5章 S7-300/400 PLC的硬件 128

5.1 S7-300 PLC概述 128

5.1.1西门子PLC简介 128

5.1.2 S7-300的基本结构 128

5.2 S7-300的CPU模块及其接线 129

5.2.1 CPU模块的技术规范 130

5.2.2紧凑型CPU的接线 133

5.3数字量模块及其接线 135

5.3.1数字量输入模块SM 321 135

5.3.2数字量输出模块SM 322 137

5.4模拟量模块及接线 140

5.4.1模拟量输入模块SM 331连接 140

5.4.2模拟量输出模块SM 332连接 142

5.4.3模拟量输入/输出模块SM 334连接 143

5.5 S7-300的其他模块简介 145

5.5.1 S7-300系列PLC的通信处理模块 145

5.5.2 S7-300系列PLC的功能模块 145

5.5.3 ET-200的模块 146

5.5.4电源模块 146

5.5.5接口模块 147

5.5.6导轨（RACK） 147

5.6 S7-400 PLC概述 148

5.6.1 S7-400的结构 148

5.6.2 S7-400的特点 148

5.7 S7-400 CPU模块 149

5.7.1 S7-400 CPU模块的基本结构 149

5.7.2 S7-400 CPU模块的分类和技术规范 149

5.8 S7-400 PLC的机架 151

5.8.1 S7-400 PLC的机架简介 151

5.8.2 UR1机架（通用机架） 151

5.8.3 CR2和CR3机架 152

5.8.4 UR2-H机架 152

5.9数字量模块及其连接 152

5.9.1数字量输入模块SM 421及其连接 152

5.9.2数字量输出模块SM 422及其连接 154

5.10模拟量模块及其连接 156

5.10.1模拟量输入模块SM 431及其连接 156

5.10.2模拟量输出模块SM 432及其连接 157

5.11 S7-400的其他模块 158

5.11.1电源模块 158

5.11.2通信处理模块 159

5.11.3功能模块 159

5.11.4接口模块 159

第6章 S7-300/400 PLC编程软件STEP 7 160

6.1 STEP 7简介 160

6.1.1初识STEP 7 160

6.1.2安装STEP 7的软硬件条件 161

6.1.3安装STEP 7注意事项 161

6.1.4安装STEP 7的过程 161

6.1.5卸载STEP 7的过程 165

6.2编程界面的SIMATIC管理器 165

6.2.1创建项目 165

6.2.2编辑项目 167

6.3硬件组态与参数设置 168

6.3.1硬件组态 168

6.3.2参数设定 170

6.3.3硬件的更新和GSD文件安装 175

6.4下载和上传 177

6.4.1下载 177

6.4.2上传 181

6.5软件编程 182

6.6打印和归档 183

6.6.1打印 183

6.6.2归档 184

6.7用STEP 7建立一个完整的项目 185

6.8使用帮助 187

6.8.1查找关键字或者功能 187

6.8.2了解某个逻辑块FB/SFB/FC/SFC的功能及引脚的定义 187

6.9 PLCSIM软件的使用 188

6.9.1 S7-PLCSIM简介 188

6.9.2 S7-PLCSIM应用 188

6.9.3 S7-PLCSIM与真实PLC的差别 189

第7章 S7-300/400 PLC的指令及其应用 192

7.1 S7-300/400 PLC的编程基础知识 192

7.1.1编程元件 192

7.1.2数制和数据类型 193

7.1.3寻址方式 195

7.1.4编程语言 199

7.2 CPU中的寄存器 200

7.2.1累加器（ACCUx） 200

7.2.2地址寄存器 200

7.2.3数据块寄存器 200

7.2.4状态字 200

7.3位逻辑指令 203

7.3.1触点与线圈 203

7.3.2对RLO的直接操作指令 204

7.3.3电路块的串联和并联 204

7.3.4 RS/SR双稳态触发器 206

7.3.5边沿检测指令 207

7.3.6能流取反触点 209

7.3.7中间输出 209

7.3.8 SAVE指令 209

7.3.9 SET和CLR指令 210

7.4定时器与计数器指令 210

7.4.1定时器 210

7.4.2 IEC定时器 218

7.4.3计数器 219

7.4.4 IEC计数器 222

7.5数据处理与运算指令 222

7.5.1装载与传送指令 222

7.5.2比较指令 227

7.5.3转换指令 230

7.5.4移位与循环指令 234

7.5.5算术运算指令 240

7.5.6逻辑控制指令 244

7.5.7字逻辑运算指令 247

7.5.8其他指令 247

7.6实例 249

7.6.1电动机的控制 249

7.6.2定时器和计数器应用 251

第8章 S7-300/400 PLC的程序结构 254

8.1 STEP 7编程方法简介 254

8.1.1线性化编程 254

8.1.2模块化编程 254

8.1.3结构化编程 254

8.2功能、数据块和功能块 255

8.2.1块的概述 255

8.2.2功能（FC）及其应用 256

8.2.3共享数据块（DB）及其应用 259

8.2.4自定义数据类型（UDT）及其应用 261

8.2.5功能块（FB）及其应用 262

8.2.6系统功能（SFC）及其应用 266

8.3多重背景 267

8.3.1多重背景的简介 267

8.3.2多重背景的应用 267

8.4库的应用 270

8.4.1库的介绍 270

8.4.2库的应用介绍 270

8.5组织块（OB）及其应用 272

8.5.1中断的概述 272

8.5.2主程序（OB1） 274

8.5.3日期时钟中断组织块及其应用 274

8.5.4循环中断组织块及其应用 276

8.5.5硬件中断组织块及其应用 277

8.5.6错误处理组织块及其应用 279

8.5.7背景组织块 294

8.5.8启动组织块及其应用 294

8.6实例 295

第4篇 三菱FX PLC硬件和指令系统介绍 300

第9章 FX PLC的硬件 300

9.1三菱可编程序控制器简介 300

9.1.1三菱可编程序控制器系列 300

9.1.2三菱FX可编程序控制器的特点 301

9.2三菱FX系列PLC及其接线 301

9.2.1 FX2N系列PLC模块介绍 301

9.2.2 FX2N系列PLC模块的接线 303

9.2.3 FX3U系列PLC模块介绍 306

9.2.4 FX3U系列PLC模块的接线 307

9.3 FX PLC的扩展单元和扩展模块及其接线 310

9.3.1 FX PLC扩展单元及其接线 311

9.3.2 FX PLC扩展模块及其接线 313

9.4 FX PLC的特殊模块及其接线 315

9.4.1 FX模拟量输入模块（A/D） 315

9.4.2 FX模拟量输出模块（D/A） 318

第10章 FX PLC编程软件GX Developer/GX Works2 321

10.1 GX Developer编程软件的安装 321

10.1.1 GX Developer编程软件的概述 321

10.1.2 GX Developer编程软件的安装 323

10.2 GX Developer编程软件的使用 325

10.2.1 GX Developer编程软件工作界面的打开 325

10.2.2创建新工程 326

10.2.3保存工程 327

10.2.4打开工程 328

10.2.5改变程序类型 328

10.2.6程序的输入方法 328

10.2.7连线的输入和删除 331

10.2.8注释 332

10.2.9程序的复制、修改与清除 334

10.2.10软元件查找与替换 337

10.2.11常开常闭触点互换 339

10.2.12程序变换 340

10.2.13程序检查 340

10.2.14程序的下载和上传 340

10.2.15远程操作（RUN/STOP） 343

10.2.16在线监视 344

10.2.17软元件测试 344

10.2.18设置密码 345

10.2.19仿真 347

10.2.20 PLC诊断 348

10.3用GX Developer建立一个完整的项目 348

10.4 GX Works使用入门 356

10.4.1 GX Works2的功能 357

10.4.2 GX Works2的特点 357

10.4.3 GX Works2的使用简介 357

第11章 FX PLC的指令及其应用 365

11.1编程基础 365

11.1.1数制 365

11.1.2编程语言简介 365

11.1.3三菱FX系列PLC内部软组件 367

11.1.4存储区的寻址方式 374

11.2 FX系列PLC的基本指令 374

11.2.1输入指令与输出指令（LD、LDI、OUT） 374

11.2.2触点的串联指令（AND、ANI） 375

11.2.3触点并联指令（OR、ORI） 376

11.2.4串联回路的并联块操作指令（ORB） 376

11.2.5并联回路的串联块操作指令（ANB） 377

11.2.6脉冲式触点指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF） 377

11.2.7脉冲输出指令（PLS、PLF） 378

11.2.8置位与复位指令（SET、RST） 379

11.2.9主控指令（MC、MCR） 380

11.2.10逻辑反、空操作与结束指令（INV、NOP、END） 381

11.3基本指令应用 381

11.3.1单键启停控制（乒乓控制） 381

11.3.2定时器和计数器应用 382

11.3.3取代特殊继电器的梯形图 385

11.3.4电动机的控制 386

11.4 FX系列PLC的功能指令 389

11.4.1功能指令的格式 389

11.4.2传送和比较指令 390

11.4.3程序流指令 394

11.4.4四则运算 398

11.4.5移位和循环指令 401

11.4.6数据处理指令 402

11.4.7高速处理指令 405

11.4.8方便指令 408

11.4.9外部I/O设备指令 409

11.4.10外部串口设备指令 409

11.4.11浮点数运算指令 412

11.4.12触点比较指令 414

11.5功能指令应用实例 415

11.6步进梯形图指令 423

11.7模拟量模块相关指令应用实例 424

11.7.1 FX2N-2AD模块 424

11.7.2 FX2N-4AD模块 426

11.7.3 FX2N-2DA模块 427

11.7.4 FX2N-4DA模块 429

第5篇 欧姆龙CP1PLC硬件和指令系统介绍 432

第12章 CP1PLC的硬件 432

12.1 CP1系列PLC 432

12.1.1欧姆龙CP1系列模块简介 432

12.1.2 CP1的性能特点 432

12.2 CP1系列的CPU模块及其接线 433

12.2.1 CP1的CPU模块 433

12.2.2 CP1L CPU的接线 436

12.3 CP1的扩展模块 440

12.3.1数字量I/O扩展模块 440

12.3.2模拟量I/O扩展模块 441

12.3.3其他扩展模块 444

12.4电源需求计算 446

12.4.1最大I/O配置 446

12.4.2电源需求计算 447

第13章 CP1PLC编程软件CX-One 448

13.1 CX-One软件包的介绍 448

13.2 CX-Programmer编程软件的安装 449

13.2.1 CX-Programmer编程软件概述 449

13.2.2 CX-Programmer编程软件的安装步骤 449

13.3 CX-Programmer的使用 454

13.3.1 CX-Programmer软件的打开 454

13.3.2 CX-Programmer软件的界面介绍 454

13.3.3创建新工程 464

13.3.4保存工程 465

13.3.5打开工程 465

13.3.6程序调试 466

13.3.7交叉引用表 470

13.3.8地址引用 470

13.3.9帮助菜单 471

13.4用CX-Programmer创建一个完整的工程 471

13.5 CX-Simulator仿真软件的使用 477

13.5.1仿真软件简介 477

13.5.2仿真软件CX-Simulator的使用 477

第14章 CP1PLC的指令及其应用 479

14.1 CP1系列PLC的编程基础知识 479

14.1.1数据的存储类型 479

14.1.2 I/O存储器区域地址的指定方法 479

14.1.3欧姆龙PLC的编程语言 482

14.2基本逻辑指令 483

14.2.1时序输入指令 483

14.2.2时序输出指令 488

14.3定时器与计数器指令 491

14.3.1定时器指令 491

14.3.2计数器指令 498

14.3.3基本指令的应用实例 502

14.4功能指令 508

14.4.1比较指令 508

14.4.2数据传送指令 512

14.4.3移位与循环指令 517

14.4.4算术运算指令 522

14.4.5时钟及相关指令 533

14.5 CP系列PLC的时序控制指令及其应用 539

14.5.1 NOP和END指令 539

14.5.2 IL和ILC指令 540

14.5.3 JMP和JMEE指令 541

14.5.4循环指令 541

14.5.5工序步进控制指令 542

14.6 CP1PLC的子程序及其应用 544

14.6.1子程序指令 544

14.6.2功能块及其应用 547

14.6.3 CP1系列PLC的中断功能 551

14.6.4 CP1系列PLC的中断指令 553

14.6.5 CP1系列PLC的定时模式中断 555

14.6.6 CP1系列PLC的直接输入模式中断 557

14.7 CP1系列PLC的高速计数器 559

14.7.1高速计数器简介 559

14.7.2高速计数器指令 564

14.7.3高速计数器的应用 568

第6篇 常用PLC高级应用 574

第15章 PLC的编程方法与调试 574

15.1功能图 574

15.1.1功能图的画法 574

15.1.2梯形图编程的原则 580

15.2逻辑控制的梯形图编程方法 582

15.2.1经验设计法 582

15.2.2功能图设计法 582

15.2.3利用基本指令编写梯形图程序 584

15.2.4利用功能指令编写逻辑控制程序 593

15.2.5利用复位和置位指令编写逻辑控制程序 599

15.3实例 607

第16章 PLC在通信中的应用 621

16.1通信基础知识 621

16.1.1通信的基本概念 621

16.1.2 PLC网络的术语解释 622

16.1.3 OSI参考模型 624

16.2现场总线概述 625

16.2.1现场总线的概念 625

16.2.2主流现场总线的简介 625

16.2.3现场总线的特点 626

16.2.4现场总线的现状 626

16.2.5现场总线的发展 626

16.3 PPI通信及其应用 627

16.3.1 PPI通信基础 627

16.3.2 PPI通信的应用 627

16.4自由口通信及其应用 631

16.4.1自由口通信概述 631

16.4.2 S7-200系列PLC自由口通信应用 634

16.5 MODBUS通信及其应用 638

16.5.1 MODBUS通信概述 638

16.5.2 S7-200的MODBUS通信应用 639

16.6 MPI通信及其应用 642

16.6.1 MPI通信简介 642

16.6.2 S7-200与S7-300间的MPI通信 643

16.6.3 S7-300与S7-300间的MPI通信 650

16.6.4 S7-300/400与S7-400间的MPI通信 657

16.7 PROFIBUS通信及其应用 661

16.7.1 PROFIBUS通信概述 661

16.7.2 PROFIBUS总线拓扑结构 662

16.7.3 S7-300与ET200M的PROFIBUS-DP通信 665

16.7.4 S7-300与S7-200间的PROFIBUS-DP通信 669

16.7.5 S7-300与S7-300间的PROFIBUS-DP通信 675

16.7.6 CP 342-5作主站的PROFIBUS-DP通信 682

16.7.7 CP 342-5作从站的PROFIBUS-DP通信 687

16.8以太网通信及其应用 692

16.8.1以太网通信基础 692

16.8.2 S7-300间的以太网通信 694

16.8.3 S7-400与远程I/O模块ET200间的PROFINET通信 702

16.8.4 S7-400与S7-200 SMART间的以太网通信 707

16.9网络路由功能 712

16.9.1网络路由功能概述 712

16.9.2网络路由功能应用 712

16.10 FX系列PLC的N：N网络通信 716

16.10.1相关的标志和数据寄存器的说明 716

16.10.2参数设置 716

16.10.3实例讲解 717

16.11并行链接通信 718

16.11.1并行链接通信基础 718

16.11.2并行链接通信的应用 719

16.12无协议通信 720

16.12.1无协议通信基础 720

16.12.2 S7-200 PLC与三菱FX系列PLC的无协议通信 721

16.13 CC-Link通信 724

16.13.1 CC-Link家族 724

16.13.2 CC-Link通信的应用 725

第17章 PLC在运动控制中的应用 732

17.1运动控制简介 732

17.2 S7-200 PLC的高速输出及其应用 732

17.2.1 S7-200的高速输出简介 732

17.2.2 S7-200系列PLC的高速输出点控制步进电动机 734

17.2.3使用定位模块控制步进电动机 735

17.2.4步进电动机的调速控制 745

17.2.5步进电动机的正反转控制 745

17.2.6 S7-200 PLC控制伺服系统 749

17.3 FX PLC的高速输出及其应用 753

17.3.1 FX PLC控制步进驱动系统 753

17.3.2 FX PLC控制伺服系统 755

17.4 CP1PLC的高速输出及其应用 756

17.4.1 CP1PLC控制步进驱动系统 756

17.4.2 CP1PLC在伺服驱动系统中的应用 766

第18章 PLC在过程控制中的应用 769

18.1 PID控制简介 769

18.1.1 PID控制原理简介 769

18.1.2 PID控制的算法和图解 770

18.2用PLC对电炉进行温度控制 773

18.2.1用S7-200 PLC对电炉进行温度控制 773

18.2.2用S7-300 PLC对电炉进行温度控制 782

18.2.3用FX PLC对电炉进行温度控制 791

18.3 PID控制器的参数整定 793

第19章 PLC工程应用案例 796

19.1高峰和非高峰时段的交通灯PLC控制系统 796

19.2行车呼叫PLC控制系统 805

19.3送料小车自动往复运动的PLC控制系统 819

19.4小型搅拌机系统的PLC控制 830

19.5跳动度测试仪控制 842

19.6刨床PLC控制系统 851

参考文献 865