第1章 可编程控制器概述 1
1.1 可编程控制器的产生和定义 1
1.2 PLC的特点与应用领域 2
1.2.1 PLC的特点 2
1.2.2 PLC的应用领域 3
1.3 PLC的分类 4
1.4 PLC与其他控制系统的比较 6
1.5 PLC的发展趋势 8
习题 9
第2章 位操作指令 10
2.1 实训1：电动机的正反转控制 10
2.1.1 控制要求 10
2.1.2 资源分配 10
2.1.3 硬件接线 10
2.1.4 控制程序 11
2.2 位操作指令 12
2.2.1 触点指令 12
2.2.2 线圈指令 13
2.2.3 触点块及堆栈操作指令 15
2.2.4 其他指令 15
2.3 相关知识：PLC的工作原理 16
2.3.1 PLC的硬件构成 16
2.3.2 PLC的编程元件 18
2.3.3 PLC寻址方式 23
2.3.4 PLC循环扫描原理 25
2.3.5 PLC的性能指标 28
2.4 实训2：多地点控制 29
2.4.1 控制要求 29
2.4.2 资源分配 29
2.4.3 硬件接线 29
2.4.4 控制程序 30
习题 32
第3章 定时器与计数器指令 33
3.1 实训3：交通信号灯控制 33
3.1.1 控制要求 33
3.1.2 资源分配 34
3.1.3 控制程序 34
3.2 定时器与计数器指令 35
3.2.1 定时器指令 35
3.2.2 计数器指令 38
3.3 相关知识：西门子PLC的硬件资源 40
3.3.1 西门子PLC的发展 40
3.3.2 PLC的安装 41
3.3.3 PLC的工作模式 43
3.3.4 CPU模块技术指标 44
3.3.5 扩展模块 48
3.4 实训4：全自动洗衣机的控制 50
3.4.1 基本原理 50
3.4.2 控制要求 51
3.4.3 资源分配 52
3.4.4 控制程序 52
习题 55
第4章 数据处理指令 57
4.1 实训5：天塔之光 57
4.1.1 控制要求 57
4.1.2 资源分配 57
4.1.3 控制程序 57
4.2 数据处理类指令 60
4.2.1 数据传送指令 60
4.2.2 字节交换／填充指令 60
4.2.3 移位指令 61
4.2.4 比较指令 62
4.3 相关知识：PLC的指令系统 63
4.3.1 S7-200指令集 63
4.3.2 逻辑分析法编程 64
4.3.3 经验法编程 65
4.3.4 顺序控制设计法 67
4.4 实训6：台车的呼叫控制 67
4.4.1 工艺过程与控制要求 67
4.4.2 PLC硬件安排及资源分配 67
4.4.3 程序编制 68
习题 70
第5章 步进指令 71
5.1 实训7：机械手的控制 71
5.1.1 控制要求 71
5.1.2 资源分配 72
5.1.3 控制程序 72
5.2 程序控制类指令 77
5.2.1 系统控制类指令 77
5.2.2 跳转、循环指令 79
5.2.3 子程序调用指令 80
5.2.4 顺序控制指令 83
5.3 相关知识：PLC的编程软件 89
5.3.1 PLC的编程语言 89
5.3.2 PLC的程序结构 91
5.3.3 编程软件STEP 7-Micro/Win 91
5.3.4 PLC编程规约 105
5.3.5 PLC仿真软件 107
5.4 实训8：运料小车的控制 109
5.4.1 控制要求 109
5.4.2 解决方案 109
习题 114
第6章 PLC人机界面 115
6.1 实训9：抢答器的设计 115
6.1.1 控制要求 115
6.1.2 要求分析 115
6.1.3 梯形图编程 116
6.2 八段数码管的驱动 117
6.2.1 LED基本知识 117
6.2.2 八段数码管的驱动 118
6.3 文本显示器 119
6.3.1 文本显示器概述 119
6.3.2 TD200的组态 121
6.3.3 文本显示器的操作 129
6.4 触摸屏与组态软件 133
6.5 相关知识：字符串指令 137
6.6 实训10：天塔之光的塔层显示 138
习题 141
第7章 PLC在机械加工中的应用 142
7.1 PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用 142
7.1.1 Z3040摇臂钻床电器设备的分布及分工 142
7.1.2 Z3040摇臂钻床继电器原理图解读 144
7.1.3 Z3040摇臂钻床的PLC控制方案 145
7.2 PLC在X62W铣床控制中的应用 147
7.2.1 X62W铣床的加工运动及电气分工 147
7.2.2 X62W万能铣床继电控制电路图解读 149
7.2.3 X62W万能铣床PLC控制方案 151
习题 153
第8章 PLC在电梯控制中的应用 155
8.1 电梯的构造及控制要求 155
8.1.1 电梯的构造 155
8.1.2 电梯控制要求 156
8.2 PLC在高速计数器定位电梯控制中的应用 157
8.2.1 光电编码器与高速计数器 158
8.2.2 基于高速计数器的轿厢位置 161
8.2.3 内呼外唤及定向信号的获取 162
8.2.4 表功能指令 163
8.2.5 停层信号的获取 164
8.2.6 采用模糊控制原理的平层控制 165
8.3 相关知识：中断与高速处理指令 166
8.3.1 中断程序与中断指令 166
8.3.2 高速处理指令 171
习题 177
第9章 PLC在恒压供水中的应用 178
9.1 恒压供水系统的基本构成 178
9.2 变频器及其控制 180
9.2.1 变频器的基本结构 180
9.2.2 变频器的分类及工作原理 181
9.2.3 变频器的操作方式及使用 182
9.3 EM235的配置及应用 183
9.3.1 EM235的性能指标 183
9.3.2 EM235的配置及校准 185
9.3.3 EM235的安装使用 188
9.4 PLC的PID控制 189
9.4.1 PID参数及其整定 189
9.4.2 PID指令 191
9.5 PLC控制的恒压供水泵站实例 193
9.5.1 控制系统的I/O点及地址分配 194
9.5.2 PLC系统选型 194
9.5.3 电气控制系统原理图 195
9.5.4 系统程序设计 197
9.6 相关知识：数据处理类指令 205
9.6.1 数据转换指令 205
9.6.2 SIMATIC整数数学运算指令 210
9.6.3 SIMATIC浮点数数学运算指令 212
9.6.4 SIMATIC逻辑运算指令 213
9.6.5 读、写实时时钟指令 214
习题 215
第10章 可编程控制器的网络控制 216
10.1 实训11：网络读写控制 216
10.1.1 控制要求 216
10.1.2 地址设置 216
10.1.3 资源分配 216
10.1.4 控制程序 217
10.2 计算机通信简介 218
10.2.1 通信方式 218
10.2.2 网络结构 220
10.2.3 开放系统互连模型 221
10.2.4 IEEE802通信标准 222
10.2.5 网络配置 223
10.3 西门子工业网络 224
10.3.1 工业网络系统结构 224
10.3.2 现场总线的国际标准 225
10.3.3 西门子工业网络 227
10.4 S7-200的通信方式与通信参数的设置 231
10.4.1 S7-200的通信方式 231
10.4.2 S7-200通信的硬件选择 232
10.4.3 网络部件 233
10.4.4 自由端口通信 235
10.4.5 在编程软件中安装与删除通信接口 237
10.4.6 计算机使用的通信接口参数的设置 237
10.4.7 网络性能与优化 238
10.5 PLC的通信指令 239
10.5.1 S7-200的网络通信协议 239
10.5.2 网络读写指令 241
10.5.3 发送指令与接收指令 242
10.6 PLC与Modbus计算机通信 250
10.6.1 Modbus从站协议 250
10.6.2 Modbus从站协议指令 252
10.6.3 使用Modbus从站协议的PLC程序设计 253
10.6.4 Modbus RTU通信帧的结构 254
10.7 S7-200与变频器的通信 257
10.7.1 MM440/420变频器简介 258
10.7.2 USS通信协议 258
10.7.3 USS协议指令 259
10.7.4 MM420变频器的参数设置 263
10.8 调制解调器模块EM241简介 264
习题 266
第11章 淬火机控制系统设计 268
11.1 液压淬火机的构造及控制要求 268
11.1.1 液压系统的组成及功能 268
11.1.2 电气控制系统的组成 269
11.1.3 系统控制要求 271
11.2 淬火机PLC软件设计 272
11.2.1 PLC资源分配 272
11.2.2 系统控制流程图 273
11.2.3 自动控制时序图 273
11.2.4 梯形图 274
11.2.5 系统改进措施 279
习题 280
第12章 PLC系统设计 281
12.1 PLC系统设计的主要内容 281
12.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 281
12.1.2 PLC控制系统设计的主要内容 282
12.1.3 程序设计的步骤 282
12.1.4 系统调试 286
12.2 节省I/O点数的方法 289
12.2.1 节省输入点数的方法 289
12.2.2 节省输出点数的方法 291
12.3 PLC系统的抗干扰措施 293
12.3.1 抑制电源系统引入的干扰 293
12.3.2 抑制I/O电路引入的干扰 294
12.3.3 PLC的接地 294
12.4 配方 295
12.4.1 配方的基本概念 295
12.4.2 用配方向导生成配方集 295
12.4.3 在用户程序中读出和修改配方 297
12.5 PLC的测试及维护 297
12.5.1 可编程控制器的测试 297
12.5.2 可编程控制器的日常维护 298
习题 299
附录 300
附录A S7-200的特殊存储器（SM）标志位 300
附录B S7-200的SIMATIC指令集简表 304
附录C S7-200的错误代码 310
附录D PLC常用缩略语 312
参考文献 315