第1章 电气控制与PLC基础 1
1.1 低压电器与电气控制电路 1
1.1.1 常用低压电器 1
1.1.2 电气控制电路基础知识 2
1.2 PLC概述 4
1.2.1 PLC的产生 5
1.2.2 PLC的特点 5
1.2.3 PLC的分类 7
1.2.4 PLC的应用领域 8
1.2.5 PLC的发展趋势 8
1.3 PLC控制和继电器控制的区别 10
1.3.1 继电接触式控制系统的组成 10
1.3.2 PLC控制系统的组成 10
1.3.3 PLC控制与继电器控制的区别 11
1.4 PLC的工作原理 11
1.4.1 PLC的扫描工作方式 11
1.4.2 PLC的工作流程图 11
1.5 PLC系统的基本结构 12
1.5.1 硬件结构 13
1.5.2 软件组成 17
1.6 PLC的编程语言 18
1.6.1 常用的PLC编程语言 18
1.6.2 PLC的程序结构 20
1.6.3 PLC的简单应用实例 20
1.7 实训 PLC的应用及简单实例 21
1.8 思考与练习 22
第2章 S7-200 PLC硬件系统及编程资源 24
2.1 S7-200 PLC硬件系统配置 24
2.1.1 S7-200 PLC的硬件构成和性能特点 24
2.1.2 S7-200 CPU的结构和扩展模块 27
2.1.3 CPU模块连接图 30
2.2 S7-200 PLC编程软元件 34
2.2.1 概述 34
2.2.2 软元件类型和功能 35
2.3 S7-200 PLC的寻址方式 38
2.3.1 数据类型 38
2.3.2 直接寻址与间接寻址 39
2.4 实训 PLC硬件连接及简单程序 42
2.5 思考与练习 44
第3章 S7-200 PLC的基本指令及应用 45
3.1 概述 45
3.1.1 S7-200 PLC编程软件简介 45
3.1.2 S7-200 PLC指令基本格式 45
3.2 基本逻辑指令 46
3.2.1 触点输入／线圈驱动输出指令 46
3.2.2 逻辑与指令 48
3.2.3 逻辑或指令 48
3.2.4 逻辑块与指令 49
3.2.5 逻辑块或指令 49
3.2.6 置位／复位指令 50
3.2.7 立即指令 50
3.2.8 边沿触发指令 51
3.2.9 堆栈操作指令 52
3.2.10 取反／空操作指令 53
3.3 定时器指令 54
3.3.1 基本概念及定时器编号 54
3.3.2 通电延时定时器TON（0n-Delay Timer） 54
3.3.3 断电延时定时器TOF（Off-Delay Timer） 55
3.3.4 保持型通电延时定时器TONR（Retentive On-Delay Timer） 56
3.3.5 定时器当前值刷新方式 58
3.4 计数器指令 59
3.4.1 基本概念及计数器编号 59
3.4.2 递增计数器CTU（Count Up） 59
3.4.3 递减计数器CTD（Count Dowr） 60
3.4.4 增减计数器CTUD（Count UP/Down） 61
3.5 比较指令 63
3.5.1 比较指令运算符 63
3.5.2 比较数据类型 63
3.5.3 比较指令格式 64
3.6 程序控制指令 65
3.6.1 跳转指令 66
3.6.2 循环指令 67
3.6.3 停止、结束及看门狗复位指令 68
3.6.4 子程序 69
3.6.5 “与”ENO指令 75
3.7 实训 常用基本逻辑指令编程练习 76
3.8 思考与练习 79
第4章 S7-200 PLC顺序控制指令及应用 81
4.1 PLC功能图概述 81
4.1.1 功能图基本概念 81
4.1.2 功能图结构 82
4.1.3 功能图转换成梯形图 83
4.2 顺序控制指令 84
4.2.1 顺序控制指令的格式与功能 84
4.2.2 顺序控制指令示例 86
4.2.3 顺序控制指令使用说明 87
4.3 实训 顺序控制指令编程练习 89
4.4 思考与练习 90
第5章 S7-200 PLC功能指令及应用 91
5.1 数据传送指令 91
5.1.1 单个数据传送指令 91
5.1.2 块传送指令 93
5.1.3 字节交换与填充指令 94
5.2 算术和逻辑运算指令 94
5.2.1 算术运算指令 95
5.2.2 增减指令 99
5.2.3 数学函数指令 99
5.2.4 逻辑运算指令 101
5.3 移位指令 102
5.3.1 左移和右移指令 102
5.3.2 循环左移和循环右移指令 103
5.3.3 移位寄存器指令 104
5.4 表功能指令 105
5.4.1 填表指令 106
5.4.2 查表指令 107
5.4.3 表中取数指令 108
5.5 转换指令 109
5.5.1 数据类型转换指令 109
5.5.2 编码和译码指令 112
5.5.3 七段显示码指令 112
5.5.4 字符串转换指令 114
5.6 中断指令 116
5.6.1 中断源、中断事件号及中断优先级 116
5.6.2 中断指令的格式与功能 118
5.6.3 中断设计步骤 119
5.7 高速处理指令 121
5.7.1 高速计数指令 121
5.7.2 高速脉冲输出 126
5.8 PID操作指令 127
5.8.1 PID算法 127
5.8.2 PID回路输入转换及标准化数据 128
5.8.3 回路输出值转换成标定数据 129
5.8.4 正作用和反作用回路 129
5.8.5 回路输出变量范围、控制方式及特殊操作 130
5.8.6 PID回路表 131
5.8.7 PID回路指令 131
5.8.8 PID编程步骤及应用 132
5.9 时钟指令 134
5.9.1 读实时时钟指令TODR 134
5.9.2 写实时时钟指令TODW 135
5.10 实训 中断等功能指令编程练习 135
5.11 思考与练习 137
第6章 STEP7-Micro/WIN编程软件及应用 139
6.1 STEP7-Micro/WIN V4.0安装 139
6.1.1 计算机配置要求 139
6.1.2 硬件连接 139
6.1.3 软件安装 140
6.1.4 在线连接 142
6.2 STEP7-Micro/WIN V4.0功能简介 144
6.2.1 编程软件基本功能 144
6.2.2 窗口组件及功能 145
6.3 程序编辑 147
6.3.1 建立项目 148
6.3.2 编辑程序 149
6.3.3 创建逻辑网络的规则 153
6.4 编译下载 153
6.4.1 程序编译 153
6.4.2 程序下载 154
6.5 调试监控 156
6.5.1 PLC的工作模式 156
6.5.2 选择扫描次数 157
6.5.3 状态监控 157
6.6 实训 STEP7-Micro/WIN编程软件练习 159
6.7 思考与练习 161
第7章 S7-200 PLC网络通信及应用 164
7.1 S7-200 PLC网络通信实现 164
7.1.1 S7-200 PLC网络通信概述 164
7.1.2 S7-200 PLC网络通信协议 168
7.1.3 网络通信配置实例 171
7.2 S7-200 PLC通信指令和应用 172
7.2.1 网络读与网络写指令 172
7.2.2 发送与接收指令 176
7.2.3 获取与设置通信口地址指令 180
7.3 实训 S7-200 PLC网络通信实验 181
7.4 思考与练习 182
第8章 PLC控制系统简介 184
8.1 PLC控制系统的结构类型 184
8.1.1 单机控制系统 184
8.1.2 集中控制系统 184
8.1.3 远程I/O控制系统 184
8.1.4 分布式控制系统 185
8.2 PLC控制系统的设计步骤 185
8.3 PLC硬件配置选择与外围电路 186
8.3.1 PLC硬件配置 186
8.3.2 PLC外围电路 187
8.4 PLC软件设计 188
8.4.1 PLC软件设计的基本原则 188
8.4.2 PLC软件设计的内容和步骤 189
8.5 PLC控制系统运行方式及可靠性 189
8.5.1 PLC控制系统的运行方式 189
8.5.2 PLC控制系统的可靠性 190
8.6 PLC控制系统安装调试 191
8.6.1 PLC控制系统的安装 191
8.6.2 PLC控制系统的调试 192
8.7 PLC控制系统应用实例 192
8.7.1 原理介绍 193
8.7.2 系统控制要求 193
8.7.3 控制系统I/O资源分配 193
8.7.4 选定PLC型号 193
8.7.5 控制系统原理图 194
8.7.6 控制系统软件设计 194
8.8 实训 步进电动机运动控制 195
8.9 思考与练习 197
第9章 PLC控制系统设计实例 198
9.1 三相异步电动机带延时的正反转控制设计 198
9.1.1 工作原理 198
9.1.2 系统控制要求 198
9.1.3 控制系统L/O资源分配 199
9.1.4 选定PLC型号 199
9.1.5 控制系统接线图 199
9.1.6 控制系统软件设计 200
9.2 水塔水位实时检测控制系统设计 203
9.2.1 工艺过程 203
9.2.2 系统控制要求 204
9.2.3 控制系统I/O资源分配 204
9.2.4 选定PLC型号 204
9.2.5 控制系统接线图 204
9.2.6 控制系统软件设计 205
9.3 散装物料输送系统设计 206
9.3.1 工艺过程 206
9.3.2 系统控制要求 207
9.3.3 控制系统I/O资源分配 207
9.3.4 选定PLC型号 208
9.3.5 控制系统接线图 208
9.3.6 控制系统软件设计 208
9.4 叶片式混料机控制设计 211
9.4.1 工艺过程 211
9.4.2 系统控制要求 211
9.4.3 控制系统I/O资源分配 212
9.4.4 选定PLC型号 213
9.4.5 控制系统接线图 213
9.4.6 控制系统软件设计 213
9.5 自动搬运车控制系统设计 215
9.5.1 工艺过程 215
9.5.2 系统控制要求 216
9.5.3 控制系统I/O资源分配 217
9.5.4 选定PLC型号 217
9.5.5 控制系统接线图 217
9.5.6 控制系统软件设计 218
9.6 炼钢厂喂丝机控制系统 224
9.6.1 工艺过程 224
9.6.2 系统控制要求 226
9.6.3 控制系统I/O资源分配 226
9.6.4 选定PLC型号 227
9.6.5 控制系统接线图 227
9.6.6 控制系统软件设计 228
9.7 实训 机械手动作模拟 232
9.8 思考与练习 235
附录 237
附录A 电气简图用图形符号（部分） 237
附录B S7-200 PLC基本指令集 239
部分习题参考答案 242
参考文献 249