可编程控制器应用技术与设计实例PDF电子书下载

目 录 1

第1章可编程控制器综述 1

1.1可编程控制器的历史 1

1.2可编程控制器的定义与发展 2

1.3可编程控制器系统的基本结构 4

1.4可编程控制器的分类 5

1.5可编程控制器的特点 6

10.2.1局域网基础 26 7

1.6可编程控制器的应用领域 7

1.7常见可编程控制器 8

1.8可编程控制器的发展趋势 9

2.1可编程控制器的组成 11

2.1.1 CPU模块 11

第2章可编程控制器的硬件结构 11

2.1.2存储器 12

2.1.3底板及电源模块 12

2.1.4 I/O模块及特殊I/O模块 12

2.1.5通信接口模块 13

2.2可编程控制器的工作原理 13

2.2.1巡回扫描机制 14

2.2.2 I/O映象区 15

2.2.3 I/O响应时间 16

2.3可编程控制器的开关量I/O模块 18

2.3.1开关量I/O模块及其接线方式 18

2.3.2直流开关量输入模块 19

2.3.4晶体管型开关量输出模块 20

2.3.3交流开关量输入模块 20

2.3.5继电器型开关量输出模块 21

2.3.6本地I/O与远程I/O 22

2.4可编程控制器的模拟量I/O模块 23

2.4.1模拟量I/O模块的功用与种类 23

2.4.2模拟量输入模块 23

2.4.3模拟量输出模块 24

2.5可编程控制器的扩展I/O模块 25

2.5.1高速计数模块 25

2.5.3闭环控制模块 27

2.5.2中断输入模块 27

2.5.4 BCD码输入／输出模块 30

2.5.5温度控制模块 30

2.5.6数据通信模块 30

第3章可编程控制器的编程语言与指令系统 32

3.1可编程控制器的编程语言 32

3.1.1 常见编程语言简介 32

3.1.2梯形图的特点与编程规则 34

3.2可编程控制器的指令格式与编程元素 37

3.2.1 可编程控制器的指令与指令格式 37

3.2.2可编程控制器指令中的变量与常数 38

3.2.3可编程控制器的编程元素 40

3.3可编程控制器的指令系统 45

3.3.1基本指令 45

3.3.2步进指令 55

3.3.3功能指令 58

3.3.4 PLC指令系统比较 60

3.4.3顺序脉冲发生器 63

3.4.1控制器运行状态的指示 63

3.4.2单一脉冲发生器 63

3.4常见功能的梯形图实现 63

3.4.4方波和占空比可调的脉冲发生器 64

3.4.5起动、保持和停止回路 65

3.4.6延时接通和断开回路 65

3.4.7长延时计时器 66

3.4.8闪烁与单稳态回路 66

4.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 68

第4章可编程控制器的应用技术 68

4.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 68

4.1 PLC控制系统设计的基本原则与步骤 68

4.2 PLC的选型与硬件配置 71

4.2.1 PLC机型的选择 71

4.2.2 PLC容量的确定 73

4.2.3 I/O模块的选择 74

4.3 PLC运行方式及外部电路设计 75

4.3.1系统运行方式的设计 75

4.3.2 PLC外部电路设计 76

4.4 PLC控制系统的可靠性设计 82

4.4.1 PLC的环境适应性设计 82

4.4.2控制系统的冗余性设计 84

4.4.3控制系统的抗干扰性设计 85

4.4.4控制系统的故障诊断 89

5.1.1熟悉被控对象 91

第5章可编程控制器的应用程序设计 91

5.1可编程控制器应用程序的设计流程 91

5.1.2熟悉编程器和编程语言 92

5.1.3参数表的定义 92

5.1.4程序框图的设计 93

5.2逻辑控制程序设计的方法与技巧 94

5.1.5程序的编写 94

5.1.7程序说明书的编写 94

5.1.6程序的测试 94

5.2.1程序中输入设备状态的表示 95

5.2.2按钮信号的程序设计 96

5.2.3边沿信号的检测与程序设计 98

5.2.4时间控制逻辑的程序设计 99

5.2.5逻辑控制信号的输出 100

5.2.6逻辑控制程序的经验设计法 102

5.2.7逻辑控制程序设计中的状态分析法 106

5.3基于功能表图的顺序控制过程描述 107

5.3.1功能表图的由来 107

5.3.2功能表图中的基本元素 108

5.3.3功能表图的基本结构 111

5.3.4功能表图中转换实现的基本规则 112

5.3.5功能表图绘制时的注意事项 113

5.4.1利用功能表图实现顺序控制的基本思想 114

5.4基于功能表图的顺序控制梯形图设计 114

5.4.2用起保停回路设计顺序控制梯形图 115

5.4.3用置位／复位指令设计顺序控制梯形图 117

5.4.4用移位寄存器设计顺序控制梯形图 119

5.4.5用步进指令设计顺序梯形图 120

5.4.6几种编程方法的比较 120

5.5程序设计中如何节省扫描时间 121

第6章电气控制类应用 123

6.1 实例1——PLC在三相异步电动机控制中的应用 123

6.1.1应用背景与需求 123

6.1.2 电动机的顺序启动控制 123

6.1.3 电动机的正转、反转和停止控制 124

6.1.4 电动机的星－三角降压启动控制 125

6.2.1应用背景与需求 127

6.2.2 PLC控制系统分析与设计 127

6.2实例2——PLC在自耦变压器控制多台电动机中的应用 127

6.1.5总结与评价 127

6.2.3 PLC控制梯形图设计 129

6.2.4总结与评价 130

6.3.1 应用背景与需求 131

6.3.2 PLC控制步进电机的方式 131

6.3实例3——PLC在步进电机控制中的应用 131

6.3.3 PLC控制步进电机的实现 133

6.3.4总结与评价 137

6.4实例4——PLC在输电线路自动重合闸控制中的应用 138

6.4.1应用背景与需求 138

6.4.2 自动重合闸PLC控制系统设计 138

6.4.3 自动重合闸PLC控制程序设计 139

6.4.4总结与评价 140

6.5 实例5——PLC在电镀专用行车控制中的应用 141

6.5.1应用背景与需求 141

6.5.2 电镀专用行车PLC控制系统设计 141

6.5.3 电镀专用行车PLC控制程序设计 144

6.6.1 应用背景与需求 145

6.6 实例6——PLC在交流双速电梯控制中的应用 145

6.5.4总结与评价 145

6.6.2交流双速电梯PLC控制系统设计 146

6.6.3 交流双速电梯PLC控制程序设计 148

6.6.4总结与评价 155

第7章工业生产控制类应用 157

7.1 实例7——LC在多工步机床控制中的应用 158

7.1.1应用背景与需求 158

7.1.2多工步机床PLC控制系统的设计 158

7.1.3 多工步机床PLC控制梯形图的设计 160

7.1.4总结与评价 160

7.2实例8——PLC在光源机械上泡机械手控制中的应用 163

7.2.1 应用背景与需求 163

7.2.2控制过程分析与PLC选型 164

7.2.3采用移位寄存器控制法的控制梯形图设计 165

7.2.4总结与评价 168

7.3实例9——PLC在砂处理生产线上的应用 168

7.3.1 应用背景与需求 168

7.3.2砂处理生产线PLC控制系统分析 168

7.3.4采用鼓形控制器设计旧砂输送控制梯形图 169

7.3.3采用计时器设计型砂输送控制梯形图 169

7.3.5采用移位寄存器设计碾混系统控制梯形图 172

7.3.6总结与评价 173

7.4.1应用背景与需求 173

7.4 实例10——PLC在机器人施釉生产线控制中的应用 173

7.4.2施釉生产线PLC控制系统设计 174

7.4.3施釉生产线PLC控制梯形图设计 177

7.4.4总结与评价 178

7.5实例11——PLC在贮丝生产线系统控制中的应用 178

7.5.1应用背景与需求 178

7.5.2 贮丝生产线PLC控制系统的设计 179

7.5.3 贮丝生产线PLC控制梯形图设计 181

7.5.4总结与评价 182

7.6 实例12——LC用于生产过程的联锁报警控制 186

7.6.1应用背景与需求 186

7.6.2生产过程联锁报警控制功能分析 186

7.6.3联锁报警控制功能的实现 187

7.6.4总结与评价 188

8.1.1 应用背景与需求 190

8.1 实例13——PLC在液压实验台控制中的应用 190

第8章机电设备控制类应用 190

8.1.2实验台PLC控制系统设计与控制实例 191

8.1.3 总结与评价 193

8.2.1应用背景与需求 194

8.2.2液体混合装置PLC控制系统设计 194

8.2实例14——PLC在液体混合装置控制中的应用 194

8.2.3液体混合装置PLC控制梯形图设计 195

8.3.1 应用背景与需求 198

8.3.2谷物烘干机PLC控制系统设计 198

8.3实例15——PLC在谷物烘干机自动控制中应用 198

8.2.4总结与评价 198

8.3.4总结与评价 199

8.3.3谷物烘干机PLC控制梯形图设计 199

8.4 实例16——PLC在交通信号灯自动控制中的应用 201

8.4.1 应用背景与需求 201

8.4.2交通信号灯PLC控制系统分析与设计 202

8.4.3交通信号灯PLC控制梯形图设计 204

8.4.4总结与评价 205

8.5实例17——PLC在桥式起重机检测控制中的应用 205

8.5.1应用背景与需求 205

8.5.2桥式起重机检测的PLC控制系统设计 206

8.5.3桥式起重机检测的PLC控制梯形图设计 207

8.6 实例18——LC在高压离心风机控制中的应用 210

8.6.1应用背景与需求 210

8.6.2高压离心风机PLC控制系统的分析与设计 210

8.5.4总结与评价 210

8.6.3高压离心风机PLC控制梯形图设计 211

8.6.4总结与评价 212

8.7实例19——PLC在多机系统自动切换控制中的应用 213

8.7.1应用背景与需求 213

8.7.2双机系统自动切换的PLC控制 213

8.7.3 双机系统自动切换的PLC控制 215

8.7.4总结与评价 216

第9章模拟量检测与控制类应用 217

9.1 实例20——PLC实现模拟量检测与控制的基本方法 217

9.1.1应用背景与需求 217

9.1.2 F1/F2系列PLC的模拟量输入输出单元简介 218

9.1.3实现模拟量信号输入、运算与输出功能的编程实例 220

9.1.4总结与评价 222

9.2.2输入信号的惯性滤波法及其梯形图设计 223

9.2.1应用背景与需求 223

9.2实例21——PLC实现模拟量输入信号滤波的程序设计 223

9.2.3输入信号的平均值滤波法及其梯形图设计 224

9.2.4总结与评价 227

9.3实例22——PLC模拟量信号的数值整定 228

9.3.1应用背景与需求 228

9.3.2模拟量输入信号的数值整定 229

9.3.3模拟量输出信号的数值整定 230

9.3.4总结与评价 231

9.4.2 PLC实现PID控制的方式 232

9.4.1 应用背景与需求 232

9.4 实例23——PLC闭环控制系统中PID控制器的实现 232

9.4.3 PLC PID控制器的实现 233

9.4.4总结与评价 237

9.5实例24——PLC在温度监测与控制系统中的应用 237

9.5.1应用背景与需求 237

9.5.2 PLC温度监测与控制系统的设计 237

9.5.3 PLC温度监测与控制梯形图的设计 238

9.6.1应用背景与需求 243

9.5.4总结与评价 243

9.6实例25——PLC在双参量随动控制系统中的应用 243

9.6.2 PLC双参量随动控制系统设计 244

9.6.3双参量随动控制梯形图设计 245

9.7实例26——PLC在轴承滚针分选机控制中的应用 248

9.7.1 应用背景与需求 248

9.7.2轴承滚针分选机PLC控制系统设计 248

9.6.4总结与评价 248

9.7.3 PLC控制梯形图的设计 250

9.8.1应用背景与需求 252

9.8实例27——PLC在污水处理模糊控制中的应用 252

9.7.4总结与评价 252

9.8.3 PLC模糊控制器的设计 253

9.8.2 SBR法污水处理过程分析 253

9.8.4总结与评价 257

第10章网络通信类应用 258

10.1网络通信中的基本概念 258

10.1.1并行通信与串行通信 258

10.1.2异步传输和同步传输 259

10.1.3单工通信与双工通信 260

10.1.4基带传输与频带传输 261

10.1.5数据传输速率 262

10.1.6数据传输中的差错控制与检错码 263

10.1.7串行通信接口标准 264

10.2工业局域网及其组网技术 267

10.2.2工业局域网的组网技术 274

10.2.3现场总线技术 275

10.3 实例28——西门子S7系列PLC的网络通信技术 281

10.3.1应用背景与需求 281

10.3.2 S7系列PLC的网络结构与协议 282

10.3.3 S7-200 PLC的通信方式与硬件选择 284

10.3.4编程软件中S7-200 PLC的通信参数设置 286

10.3.5 S7-200 PLC的通信指令 288

10.3.6 S7-200通信应用实例 291

10.3.7 S7-300/S7-400的通信与组网 293

10.4实例29——Windows下计算机与PLC串行通信的实现 295

10.4.1应用背景与需求 295

10.4.2 Delphi下用Windows API函数实现计算机串行通信 295

10.4.3 Windows串行通信控件MSComm介绍 296

10.4.4 VB下用MSComm实现计算机与PLC的串行通信 297

10.4.5总结与评价 299

10.5实例30——自由端口模式下PLC串行通信的实现 300

10.5.1应用背景与需求 300

10.5.2 自由端口初始化与参数设置 300

10.5.3程序设计要考虑的几个问题 303

10.5.4编程实例 305

10.6.2 OMRON PLC与上位机的硬件连接 307

10.6.1应用背景 307

10.6实例31——OMRON系列PLC与计算机的通信技术 307

10.5.5总结与评价 307

10.6.3 OMRON PLC与上位机的通信协议 308

10.6.4用VB实现OMRON PLC与计算机的串行通信 311

10.6.5用VC++实现OMRON PLC与计算机的串行通信 313

10.6.6总结与评价 316

10.7实例32——FX系列PLC与计算机串行通信的实现 316

10.7.1应用背景与需求 316

10.7.2 FX2 PLC与计算机的硬件连接 317

10.7.4 VC++语言下串行通信程序的设计 318

10.7.3 FX2系列PLC与计算机的通信协议 318

10.8实例33——基于USS协议实现PLC对变频器的控制 324

10.8.1应用背景与需求 324

10.7.5总结与评价 324

10.8.2变频器的USS控制协议 325

10.8.3 PLC控制变频器的程序设计 326

10.9.1 应用背景与需求 329

10.9.2局域网技术与以太网 329

10.9 实例34——PLC在以太网中与上位计算机通信的实现 329

10.8.4总结与评价 329

10.9.3 PLC与以太网的结合 332

10.9.4用组态王实现PLC在以太网中的通信 332

10.9.5总结与评价 336

10.10实例35——利用电话网实现PLC与计算机的远程通信 336

10.10.1 应用背景与需求 336

10.10.2 PLC与计算机远程通信系统的设计 337

10.10.3上位计算机远程通信功能的设计 338

10.10.4 MODBUS协议下PLC的通信程序 339

10.10.5总结与评价 341