第1章 概述 1
1.1 PLC的基本概念与基本结构 1
1.1.1 PLC的基本概念 1
1.1.2 PLC的基本结构 1
1.1.3 怎样下载PLC的资料与软件 3
1.2 PLC的特点与应用领域 3
1.2.1 PLC的特点 3
1.2.2 PLC的应用领域 5
1.3 习题 5
第2章 PLC的硬件结构与工作原理 6
2.1 PLC的硬件结构 6
2.1.1 PLC的物理结构 6
2.1.2 CPU模块中的存储器 7
2.1.3 I/O模块 7
2.2 PLC的工作原理 9
2.2.1 用触点与线圈实现逻辑运算 9
2.2.2 PLC的工作模式 10
2.2.3 PLC的工作原理 10
2.3 S7-200系列PLC 13
2.3.1 CPU模块 13
2.3.2 数字量扩展模块 15
2.3.3 模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块 16
2.4 I/O点的地址分配与接线 18
2.4.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配 18
2.4.2 S7-200的外部接线 18
2.5 习题 20
第3章 PLC程序设计基础 22
3.1 PLC的编程语言与程序结构 22
3.1.1 PLC编程语言的国际标准 22
3.1.2 S7-200的程序结构 24
3.2 存储器的数据类型与寻址方式 24
3.2.1 数据在存储器中存取的方式 24
3.2.2 CPU的存储区 26
3.2.3 直接寻址与间接寻址 29
3.3 位逻辑指令 30
3.3.1 触点指令与赋值指令 30
3.3.2 输出类指令与其他指令 34
3.4 定时器与计数器指令 36
3.4.1 定时器指令 36
3.4.2 计数器指令 38
3.5 习题 39
第4章 数字量控制系统梯形图程序设计方法 42
4.1 梯形图的经验设计法与继电器电路转换法 42
4.1.1 梯形图中的基本电路 42
4.1.2 经验设计法 43
4.1.3 常闭触点输入信号的处理 45
4.1.4 根据继电器电路图设计梯形图的方法 46
4.1.5 设计中应注意的问题 48
4.2 顺序控制设计法与顺序功能图 50
4.2.1 顺序控制设计法 50
4.2.2 步与动作 50
4.2.3 有向连线与转换条件 52
4.2.4 顺序功能图的基本结构 53
4.2.5 顺序功能图中转换实现的基本规则 55
4.3 习题 57
第5章 顺序控制梯形图的设计方法 60
5.1 使用起保停电路的顺序控制梯形图设计方法 60
5.1.1 单序列的编程方法 60
5.1.2 选择序列与并行序列的编程方法 62
5.2 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法 65
5.2.1 单序列的编程方法 65
5.2.2 选择序列与并行序列的编程方法 66
5.3 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法 69
5.3.1 顺序控制继电器指令 69
5.3.2 单序列的编程方法 69
5.3.3 选择序列与并行序列的编程方法 70
5.4 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法 72
5.4.1 系统的硬件结构与工作方式 72
5.4.2 公用程序与手动程序 74
5.4.3 自动程序 75
5.4.4 自动回原点程序 77
5.5 习题 79
第6章 STEP 7-Micro/WIN编程软件与仿真软件使用方法 81
6.1 编程软件概述 81
6.1.1 编程软件的安装与项目的组成 81
6.1.2 通信参数的设置与在线连接的建立 82
6.1.3 帮助功能的使用与出错处理 83
6.2 程序的编写与传送 84
6.2.1 操作步骤 84
6.2.2 程序的编写与下载举例 87
6.2.3 数据块的使用 89
6.3 用编程软件监视与调试程序 89
6.3.1 基于程序编辑器的状态监视 89
6.3.2 用状态表监视与调试程序 90
6.3.3 用状态表强制改变数值 92
6.3.4 调试用户程序的其他方法 94
6.4 使用系统块设置PLC的参数 94
6.4.1 S7-200保存程序和数据的方法与有关的设置 94
6.4.2 创建CPU密码 96
6.4.3 输出表与输入滤波器的设置 97
6.4.4 其他参数的设置 98
6.5 S7-200仿真软件的使用 98
6.6 习题 100
第7章 PLC的功能指令 102
7.1 功能指令概述 102
7.1.1 功能指令的学习方法 102
7.1.2 使能输入与使能输出 102
7.1.3 梯形图中的网络与指令 103
7.2 程序控制指令 104
7.3 局部变量表与子程序 106
7.3.1 局部变量表 106
7.3.2 子程序的编写与调用 107
7.4 数据处理指令 110
7.4.1 比较指令 110
7.4.2 数据传送指令 111
7.4.3 移位与循环指令 111
7.4.4 数据转换指令 113
7.4.5 表功能指令 115
7.4.6 读写实时时钟指令 116
7.4.7 字符串指令 117
7.5 数学运算指令与逻辑运算指令 118
7.5.1 数学运算指令 118
7.5.2 浮点数函数运算指令 120
7.5.3 逻辑运算指令 121
7.6 中断程序与中断指令 122
7.6.1 中断程序 122
7.6.2 中断事件与中断指令 123
7.6.3 中断优先级与中断队列溢出 124
7.7 高速计数器与高速脉冲输出指令 126
7.7.1 高速计数器的工作模式与外部输入信号 126
7.7.2 高速计数器应用 128
7.7.3 高速脉冲输出 129
7.7.4 PLC在开环运动控制中的应用 130
7.8 习题 132
第8章 PLC的通信与自动化通信网络 134
8.1 计算机通信概述 134
8.1.1 串行通信的基本概念 134
8.1.2 串行通信的接口标准 135
8.2 计算机通信的国际标准 136
8.2.1 开放系统互连模型 136
8.2.2 IEEE 802通信标准 137
8.2.3 现场总线及其标准 138
8.3 西门子的工业自动化通信网络 140
8.3.1 工业以太网 140
8.3.2 PROFIBUS现场总线 142
8.3.3 AS-i现场总线 142
8.4 S7-200的串行通信网络 143
8.4.1 S7-200的网络通信协议 143
8.4.2 PPI网络的硬件接口与网络配置 144
8.4.3 PPI多主站电缆 144
8.4.4 在编程软件中设置通信接口的参数 145
8.5 使用Modbus从站协议的计算机与PLC的通信 146
8.5.1 Modbus RTU从站协议 146
8.5.2 Modbus RTU从站协议指令 148
8.5.3 使用Modbus RTU从站协议的PLC程序设计 149
8.5.4 Modbus RTU通信帧的结构 149
8.6 S7-200的其他通信功能 152
8.6.1 网络读写指令与S7-200CPU之间的通信 152
8.6.2 使用自由端口模式的计算机与S7-200的通信 153
8.6.3 使用USS协议库的S7-200与变频器的通信 154
8.6.4 调制解调器模块EM 241简介 155
8.7 PLC串口通信调试软件的应用 155
8.7.1 串口通信调试软件的功能与使用方法 155
8.7.2 串口通信调试软件应用实例 157
8.8 习题 157
第9章 PLC应用中的一些问题 159
9.1 PLC控制系统的设计与调试步骤 159
9.1.1 系统设计 159
9.1.2 PLC硬件的选型 160
9.1.3 硬件、软件设计与调试 161
9.2 PLC控制系统的可靠性措施 162
9.2.1 电源的抗干扰措施 163
9.2.2 输入／输出的抗干扰措施 163
9.2.3 故障检测与诊断 165
9.3 PLC在模拟量闭环控制中的应用 166
9.3.1 模拟量闭环控制系统 166
9.3.2 PID控制器 168
9.3.3 PID指令向导的应用 169
9.3.4 PID参数的整定方法 170
9.3.5 PID参数自整定简介 172
9.4 习题 173
附录 174
附录A 实验指导书 174
A.1 编程软件使用练习 174
A.2 定时器计数器应用实验 176
A.3 数字量控制程序的编程实验 178
A.4 使用起保停电路的顺序控制程序的编程实验 179
A.5 以转换为中心的顺序控制程序的编程实验 180
A.6 使用SCR指令的顺序控制程序的编程实验 180
A.7 具有多种工作方式的系统的编程实验 181
A.8 功能指令的编程实验 182
A.9 彩灯控制程序的编程实验 184
A.10 子程序的编程实验 185
A.11 中断程序的编程实验 186
A.12 使用ModbusRTU从站协议的通信实验 187
A.13 两台PLC之间的通信实验 188
A.14 高速输入的编程实验 189
A.15 修改定时器设定值的实验 190
A.16 PID闭环控制实验 192
附录B 部分习题参考答案 193
B.1 第2章习题答案 193
B.2 第3章习题答案 194
B.3 第4章习题答案 195
B.4 第5章习题答案 196
B.5 第7章习题答案 197
附录C S7-200的特殊存储器（SM）标志位 200
附录D S7-200的SIMATIC指令集简表 203
参考文献 207