任务1用PLC实现对电动机的“启-保-停”控制 1
【知识点】 1
【能力目标】 1
1.1任务引入 1
1.2任务分析 2
1.3知识链接 2
1.3.1继电器控制基础 3
1.3.2初识可编程序控制器（PLC） 14
1.3.3 S7-200 PLC快速入门 25
1.3.4 STEP7-Micro/WIN编程软件简介 38
1.3.5 PLC最常用的几条顺控指令 53
1.4任务实施 56
1.4.1 I/O分配 56
1.4.2绘制PLC硬件接线图及硬件连接 57
1.4.3设计梯形图程序 57
1.4.4电路工作过程分析 58
1.4.5程序的编写、下载及运行调试 58
1.5知识扩展 61
1.5.1 PLC硬件结构 61
1.5.2 PLC的工作原理 65
1.5.3 PLC的主要性能指标 70
1.5.4 PLC的安装与配线 71
1.6技能拓展 72
做一做：试进行一台电动机同时具有点动和长动控制的PLC改造设计 72
1.6.1控制要求 72
1.6.2操作过程 72
1.6.3评价标准 72
1.7思考与练习 73
任务2用PLC实现对电动机的正反转可逆运行控制 75
【知识点】 75
【能力目标】 75
2.1任务引入 75
2.2任务分析 76
2.3知识链接 76
2.3.1 S7-200PLC的13大编程元（器）件 76
2.3.2 S7-200PLC其他几条最常用的顺控指令 84
2.3.3 PLC梯形图的编程规则与技巧 87
2.4任务实施 94
2.4.1 I/O分配 94
2.4.2绘制PLC硬件接线图及硬件连接 95
2.4.3设计PLC控制的流程图 95
2.4.4使用编程软件编写用户控制程序 96
2.5知识扩展 99
2.5.1升级版STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的概述 99
2.5.2升级版STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的使用 111
2.6技能拓展 116
做一做：试进行机床工作台自动循环控制的PLC改造设计、安装与调试 116
2.6.1控制要求 116
2.6.2操作过程 117
2.6.3评价标准 119
2.7思考与练习 120
任务3用PLC实现对电动机Y/△减压启动控制 121
【知识点】 121
【能力目标】 121
3.1任务引入 121
3.2任务分析 121
3.3知识链接 122
3.3.1 S7-200系列PLC的定时器指令 122
3.3.2 S7-200系列PLC的计数器指令 130
3.3.3 S7-200系列PLC的逻辑堆栈操作指令 135
3.4任务实施 141
3.4.1 I/O分配 141
3.4.2绘制PLC硬件接线图及硬件连接 141
3.4.3设计梯形图程序 142
3.4.4电路工作过程分析 142
3.5知识扩展 143
3.5.1电动机串电阻减压启动和反接制动电路的PLC综合控制 143
3.5.2三级带运输机PLC控制 148
3.6技能拓展 151
做一做：试进行电动机单管能耗制动控制电路的PLC控制 151
3.6.1控制要求 151
3.6.2操作过程 151
3.6.3评价标准 154
3.7思维拓展与实例：3台电动机的Y/△减压正序启动逆序停止的PLC综合控制 154
3.8思考与练习 161
任务4自动轧钢机的PLC控制 162
【知识点】 162
【能力目标】 162
4.1任务引入 162
4.2任务分析 163
4.3知识链接 163
4.3.1 RS触发器指令 163
4.3.2边沿脉冲指令 164
4.3.3 NOT和NOP指令 165
4.3.4结束及暂停指令 166
4.4任务实施 166
4.4.1 I/O分配 166
4.4.2绘制PLC硬件接线图及硬件连接 167
4.4.3设计梯形图程序 167
4.4.4程序调试与运行 168
4.5知识扩展 168
4.5.1数据比较指令 168
4.5.2数据移位指令 171
4.6技能拓展 177
做一做：天塔之光的PLC控制 177
4.6.1控制要求 177
4.6.2操作过程 177
4.6.3评价标准 179
4.7思维拓展与实例 180
4.7.1水塔水位的PLC自动控制 180
4.7.2汽车清洗机的PLC自动控制 181
4.7.3采用比较指令实现对三级带运输机控制的PLC程序 182
4.7.4艺术彩灯的PLC控制 183
4.8思考与练习 189
任务5小车自动往返运行的PLC控制 190
【知识点】 190
【能力目标】 190
5.1任务引入 190
5.2任务分析 190
5.3知识链接 191
5.3.1顺序控制与顺序控制设计法 191
5.3.2状态转移图 193
5.3.3 S7-200 PLC的顺序控制指令 195
5.4任务实施 199
5.4.1进行PLC的输入/输出点分配 199
5.4.2画出PLC的硬件接线图 199
5.4.3画出小车往返控制的状态图 200
5.4.4画出小车往返控制的顺序功能图，设计PLC顺序控制梯形图程序 200
5.4.5程序调试与运行 203
5.5知识扩展 204
5.5.1顺序功能图中转换实现的基本规则 204
5.5.2绘制顺序功能图时的注意事项 204
5.5.3顺序控制设计法的本质 204
5.5.4仅有两步小闭环的处理 205
5.6技能拓展 205
做一做：两种液体混合的PLC控制 205
5.6.1控制要求 205
5.6.2操作过程 206
5.6.3评价标准 208
5.7思维拓展与实例 209
5.7.1小车的复杂往返控制 209
5.7.2大小球分拣传送设备的PLC控制 213
5.7.3三种液体混合的PLC控制 218
5.8思考与练习 221
任务6城市路口交通指挥灯的PLC控制 223
【知识点】 223
【能力目标】 223
6.1任务引入 223
6.2任务分析 224
6.3知识链接 224
6.3.1 S7-200 PLC系统中常用的基本控制电路环节 224
6.3.2识读PLC梯形图和指令语句表的方法和步骤 234
6.4任务实施 237
6.4.1采用一般方法实现 237
6.4.2采用顺序控制法实现 239
6.5知识扩展：PLC控制系统的设计 242
6.5.1 PLC控制系统设计概要 242
6.5.2 PLC的接口电路设计 244
6.5.3 PLC的电源电路设计 246
6.6技能拓展 246
做一做：造粒机摇振的PLC控制设计 246
6.6.1控制要求 247
6.6.2设计过程 247
6.6.3评价标准 251
6.7思维拓展与实例 252
6.7.1城市交通灯的另一种PLC有序控制 252
6.7.2混凝土搅拌设备的PLC控制系统设计 255
6.8思考与练习 262
任务7四组抢答器的PLC控制 264
【知识点】 264
【能力目标】 264
7.1任务引入 264
7.2任务分析 264
7.3知识链接 265
7.3.1译码和编码指令 265
7.3.2七段显示译码指令 266
7.3.3跳转指令 266
7.3.4循环指令 268
7.3.5调用子程序指令 269
7.3.6数据传送指令 271
7.4任务实施 271
7.4.1 I/O分配 271
7.4.2绘制PLC硬件接线图及硬件连接 272
7.4.3编辑符号表 272
7.4.4设计梯形图程序 272
7.4.5程序调试与运行 272
7.5知识扩展：PLC在工业应用中的若干注意问题 273
7.5.1 PLC型号选择与硬件配置的确定 273
7.5.2降低PLC控制系统硬件费用的方法 278
7.5.3提高PLC控制系统可靠性的措施 280
7.6技能拓展 286
做一做：简易四层电梯PLC控制实践 286
7.6.1简要说明 286
7.6.2实验板简介 286
7.6.3简易电梯的控制功能 287
7.6.4 IOO分配表 288
7.6.5编写PLC控制程序 288
7.6.6评价标准 291
7.7思维拓展与实例：较复杂四层电梯实验模型的PLC控制实验 292
7.7.1本实验的宗旨 292
7.7.2电梯实验模型结构简介 292
7.7.3电梯控制要求 294
7.7.4输入/输出电缆信号与IOo分配 294
7.7.5电梯PLC控制可进行的实验内容 296
7.7.6电梯PLC控制实验的参考程序 297
7.8思考与练习 305
任务8搬运机械手PLC控制系统设计 306
【知识点】 306
【能力目标】 306
8.1任务引入 306
8.2任务分析 307
8.3知识链接 308
8.3.1时钟指令 308
8.3.2表功能指令 309
8.3.3开关量控制系统的控制方式 311
8.3.4复杂控制系统的设计方法 312
8.4任务实施 314
8.4.1 PLC机型选择与IOo分配 314
8.4.2建立内存变量分配表 315
8.4.3 PLC控制程序设计 315
8.5知识扩展 321
8.5.1增/减指令 321
8.5.2乘/除指令 322
8.5.3数据类型转换指令 322
8.5.4 PID回路指令 323
8.5.5模拟量输入/输出模块（EM235） 324
8.6技能拓展 325
做一做：双恒压无塔供水PLC控制系统设计 325
8.6.1双恒压无塔供水的工艺过程 325
8.6.2系统的控制要求 326
8.6.3控制系统的IOO点及地址分配 326
8.6.4 PLC系统选型 327
8.6.5系统的电气控制原理图 327
8.6.6系统控制程序设计 329
8.6.7评价标准 330
8.7思维拓展与实例：具有多工况选择功能的搬运机械手PLC控制系统设计 333
8.8思考与练习 340
任务9典型机床成套设备的PLC控制改造设计 341
【知识点】 341
【能力目标】 341
9.1任务引入 341
9.2任务分析 342
9.3知识链接 343
9.3.1 C650型普通卧式车床的电气控制系统 343
9.3.2利用PLC对机床控制进行技术改造的基本思路 345
9.3.3利用PLC对机床控制进行技术改造的常用方法 345
9.3.4将机床电路图转换成为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的主要步骤 345
9.3.5识读和分析机床PLC控制梯形图和语句表程序的常用方法和主要步骤 346
9.4任务实施 349
9.4.1 PLC的IOo配置及接线 349
9.4.2 C650卧式机床PLC控制的梯形图程序 350
9.4.3电路工作过程分析 351
9.5知识扩展：C5225型立式车床的PLC控制改造设计 353
9.5.1 C5225型立式车床的机械结构和主要运动 353
9.5.2电控特点及拖动要求 354
9.5.3 C5225型立式车床的电气控制电路图 354
9.5.4 C5225型立式车床PLC控制系统设计 358
9.6技能拓展 364
做一做：Z3040摇臂钻床的PLC控制改造设计 364
9.6.1控制要求 364
9.6.2操作过程 367
9.6.3评价标准 371
9.7思维拓展与实例 371
9.7.1 B2012A型龙门刨床的电气与PLC控制 371
9.7.2组合机床的电气与PLC控制系统设计 383
9.8思考与练习 395
任务10 PLC实现通信功能应用 396
【知识点】 396
【能力目标】 396
10.1任务引入 396
10.2任务分析 397
10.3知识链接 397
10.3.1通信技术简介 397
10.3.2通信参数设置 400
10.3.3网络读/写命令 403
10.3.4网络读/写命令向导 407
10.4任务实施 410
10.4.1利用NETR/NETW指令编程实现 410
10.4.2使用指令向导实现 411
10.5知识拓展 413
10.5.1西门子的工业自动化通信网络 413
10.5.2 S7-200的串行通信网络 418
10.5.3 S7-200的通信指令 426
10.6技能拓展 430
做一做：PLC与打印机的通信 430
10.6.1 S7-200与打印机的连接图 430
10.6.2 PLC与打印机的通信程序 431
10.6.3评价标准 432
10.7思维拓展与实例 433
10.7.1多台S7-200PLC实现PPI通信 433
10.7.2利用S7-200的自由通信口从条形码接收数据 435
10.7.3利用S7-200的自由通信口控制调制解调器 437
10.7.4利用S7-200的自由通信口向上位机发送实时信息 439
10.8思考与练习 442
任务11 PLC在温度控制过程中的应用 444
【知识点】 444
【能力目标】 444
11.1任务引入 444
11.2任务分析 444
11.3知识链接 445
11.3.1高速计数器 445
11.3.2子程序 449
11.3.3中断服务程序 450
11.4任务实施 453
11.4.1确定外围I/O设备 453
11.4.2选定PLC型号，编制编程元件地址分配表 453
11.4.3画出PLC接线图 455
11.4.4设计PLC控制程序 455
11.5知识扩展：TD200文本显示和操作界面简介 460
11.5.1 TD200概述 460
11.5.2 TD200的组态 463
11.5.3 TD200的操作 469
11.5.4 TD200应用举例 475
11.6技能拓展 477
做一做：养护窑中温度的乒乓控制系统设计 477
11.6.1控制要求 477
11.6.2硬件设计 477
11.6.3程序设计 480
11.6.4评价标准 483
11.7思维拓展与实例 484
11.7.1养护窑的PWM控制系统设计 484
11.7.2养护窑的PID控制系统设计 495
11.8思考与练习 500
附录 501
附录A S7-200 PLC参考信息 501
附录B S7-200系列PLC的系统配置 504
附录C S7-200系列PLC的常用指令 505
附录D S7-200特殊存储器（SM）标志位 510
附录E S7-200的错误代码 513
附录F S7-200的SIMATIC指令集速查简表 516
参考文献 522