第1章 PLC编程IEC 61131-3标准 1
1.1 PLC基本知识 1
1.1.1 PLC的进化与定义 1
1.1.2 PLC的组成部分 3
1.1.3 PLC实现控制的过程 5
1.1.4 用户程序 6
1.2 PLC的基本应用与分类 8
1.2.1 PLC的基本应用 8
1.2.2 可编程控制器的基本类型 11
1.3 PLC编程语言标准IEC 61131-3 12
1.3.1 IEC 61131的基本情况 12
1.3.2 IEC 61131-3的软件模型 14
1.3.3 IEC 61131-3的编程模型 18
1.3.4 IEC 61131-3的公共元素 20
1.3.5 IEC 61131-3的数据类型与表示 20
1.3.6 IEC 61131-3的变量 22
1.3.7 IEC 61131-3的程序组织单元 24
思考与练习 25
第2章 S7-200 PLC控制基础 26
2.1 S7-200 PLC基础知识 26
2.1.1 西门子S7-200 PLC硬件基础 26
2.1.2 技能训练【JN2-1】：STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装 28
2.1.3 编程环境的项目组成 30
2.1.4 S7-200 PLC的数据类型 32
2.1.5 直接和间接编址 33
2.1.6 S7-200 PLC内存地址范围 35
2.2 梯形图的设计方法与LAD编辑、编译 35
2.2.1 技能训练【JN2-2】：根据继电器电路图设计PLC的梯形图 35
2.2.2 技能训练【JN2-3】：LAD编辑与编译 37
2.3 位逻辑、定时器与计数器 39
2.3.1 位逻辑指令 39
2.3.2 定时器 41
2.3.3 计数器 45
2.3.4 特殊存储器标志位SMB0 47
2.4 简单电气控制电路的编程与运行 48
2.4.1 技能训练【JN2-6】：灯控电路应用 48
2.4.2 技能训练【JN2-7】：增氧泵控制应用 51
2.4.3 技能训练【JN2-8】：电动机正反转控制应用 52
思考与练习 56
第3章 S7-200 PLC仿真与数据指令编程 58
3.1 S7-200 PLC仿真软件的使用 58
3.1.1 PLC仿真软件使用介绍 58
3.1.2 菜单命令介绍 59
3.1.3 技能训练【JN3-1】：一个定时器的简单仿真 61
3.2 自动开关门控制LAD设计与仿真 63
3.2.1 自动开关门控制概述 63
3.2.2 自动门控制的硬件设计 64
3.2.3 自动门控制的软件设计 65
3.2.4 自动门控制的软件仿真 65
3.3 扩展模块寻址与仿真 68
3.3.1 扩展模块的寻址 68
3.3.2 利用仿真软件进行扩展模块的增加与删除 68
3.3.3 模拟量输入和输出扩展模块 70
3.3.4 西门子模拟量输入／输出模块的仿真 72
3.4 数据指令及编程 75
3.4.1 数据传送指令 75
3.4.2 字节交换、字节立即读写指令 76
3.4.3 移位指令 77
3.4.4 转换指令 83
3.4.5 算术运算指令 87
3.4.6 逻辑运算指令 90
3.4.7 递增、递减指令 90
3.4.8 时钟指令 91
思考与练习 93
第4章 S7-200 PLC高级编程指令及应用 95
4.1 SCR指令与顺序控制 95
4.1.1 状态流程图与顺序控制设计法 95
4.1.2 SCR、SCRT和SCRE指令 96
4.1.3 西门子SCR指令应用例举 97
4.2 子程序与CALL指令 99
4.2.1 子程序 99
4.2.2 CALL指令 99
4.3 中断子程序的使用 101
4.3.1 中断子程序的类型 101
4.3.2 中断子程序的相关指令 102
4.3.3 技能训练【JN4-1】：处理I/O中断 104
4.3.4 技能训练【JN4-2】：T32中断控制LED灯 105
4.4 PID指令与向导 107
4.4.1 PID标准指令 107
4.4.2 PID语句的使用 108
4.4.3 PID向导的使用 108
4.4.4 技能训练【JN4-3】：PID向导的使用 110
思考与练习 115
第5章 基于以太网编程的S7-1200 PLC 118
5.1 S7-1200 PLC的硬件组成与TIA软件安装 118
5.1.1 S7-1200 PLC的硬件组成部分 118
5.1.2 技能训练【JN5-1】：STEP 7 V11软件的安装 120
5.1.3 TIA软件的界面特点 123
5.2 用S7-1200 PLC来控制电动机启停 124
5.2.1 技能训练【JN5-2】：三相电动机的直接启动控制 124
5.2.2 技能训练【JN5-3】：电动机正反转PLC控制 137
5.2.3 技能训练【JN5-4】：三相电动机的星—三角启动PLC控制 139
5.3 S7-1200 PLC的用户程序结构与数据类型 144
5.3.1 用户程序的执行 144
5.3.2 S7-1200 PLC实现控制的过程 145
5.3.3 S7-1200 PLC的数据类型 147
5.4 S7-1200 PLC扩展模块的应用 148
5.4.1 扩展模块介绍 148
5.4.2 扩展模块的变量寻址 149
5.4.3 S7-1200 PLC扩展模块的选型 149
5.4.4 技能训练【JN5-5】：数字量扩展模块的应用 152
5.4.5 技能训练【JN5-6】：模拟量扩展模块的应用 158
思考与练习 165
第6章 S7-1200 PLC的常见指令与编程应用 167
6.1 数据移动指令 167
6.1.1 MOVE指令 167
6.1.2 MOVE_BLK块移动指令 168
6.1.3 UMOVE_BLK无中断块移动 170
6.1.4 FILL_BLK填充块 170
6.1.5 SWAP交换指令 171
6.1.6 SHR右移和SHL左移指令 172
6.1.7 ROR循环右移和ROL循环左移指令 173
6.2 数学与逻辑运算指令 174
6.2.1 加法ADD指令 174
6.2.2 减法SUB指令 175
6.2.3 乘法MUL指令 176
6.2.4 除法DIV和返回除法余数MOD指令 176
6.2.5 其他数学运算指令 177
6.2.6 比较器运算指令 178
6.2.7 数据转换指令 179
6.2.8 字逻辑运算指令 180
6.3 PID指令及其应用 181
6.3.1 S7-1200 PLC的PID控制器 181
6.3.2 技能训练【JN6-1】：液压站压力控制的PID构建 182
思考与练习 197
第7章 S7-1200 PLC的脉冲与运动控制 199
7.1 S7-1200 PLC的PWM控制 199
7.1.1 PWM控制的基本概念 199
7.1.2 S7-1200 PLC的PWM应用 200
7.1.3 技能训练【JN7-1】：通过外部开关控制PWM的使能与占空比 202
7.2 S7-1200 PLC的HSC控制 208
7.2.1 脉冲量输入和高速计数器 208
7.2.2 S7-1200 PLC HSC的指令与硬件 209
7.2.3 技能训练【JN7-2】：单相计数 213
7.2.4 技能训练【JN7-3】：A/B正交模式下的速度／频率的测量 217
7.3 运动控制与步进电动机 222
7.3.1 运动控制的基本架构 222
7.3.2 S7-1200 PLC实现运动控制的基础 223
7.3.3 S7-1200 PLC PTO脉冲输出 224
7.3.4 驱动器HB-4020M的特点及其与PLC接线 225
7.3.5 步进电动机的基本工作原理及选型 226
7.3.6 工艺对象“轴”的概念 228
7.3.7 运动控制相关的指令 231
思考与练习 233
第8章 S7-1200 PLC的通信和触摸屏编程 235
8.1 串口通信 235
8.1.1 RS232C串口和RS485串口 235
8.1.2 CM1241 RS232和RS485模块 236
8.2 西门子触摸屏的应用 237
8.2.1 西门子触摸屏概述 237
8.2.2 技能训练【JN8-2】：KTP600触摸屏的使用 238
思考与练习 259
参考文献 260